CN111854931A - 埋地压力管道内检测智能跟球监测桩及监测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道监测技术领域，尤其是涉及埋地压力管道内检测智能跟球监测桩及监测器。该埋地压力管道内检测智能跟球监测桩及监测器包括监测桩和监测器组成；通过监测桩上设有的传感器模块采集监测桩下方压力管道内的清管器/测径球/检测球在压力管道行走时与管壁摩擦、碰撞形成振动源；并将采集到的数据发送给监测器进行监测。埋地压力管道内检测智能跟球监测桩及监测器，将监测桩与里程桩进行结合，在压力管道上方设置监测桩与里程桩结合后的里程桩，该里程桩起到监测桩的作用，为监测器发送传感器模块所采集到的信号，节省施工成本，提供监测效率。

Description

埋地压力管道内检测智能跟球监测桩及监测器

技术领域

本发明涉及管道监测技术领域，尤其是涉及埋地压力管道内检测智能跟球监测桩及监测器，具体的说是能够监测埋地压力管道清管球/测径球/检测球通过状态的监测设备。

背景技术

当前埋地压力管道内检测主要有以下两种跟球方式：

1.人工跟球，即通过人耳听取清管球/测径球/检测球与内壁摩擦的声音来判断清管器/测径球/检测球是否通过监测点，具体做法为多组人员对被检测管道全线的跟球点分工、滚动监测；

2.检测球发射低频电磁波，地表采集定位。

人工跟球方法粗犷，往往存在以下几点弊端：

1.丢球。跟球人员劳动强度大，往往24h不间断作业，若相邻跟球点之间过大、跟球点数量不足，一旦发生卡球事故，会丢失球的具体卡堵位置；

2.影响检测数据质量。人工跟球时，周边环境噪音干扰、人耳对球通过时声音声强最大值的判断偏差，均会影响球通过时刻的准确记录，进而影响检测球里程轮数据校正精度。

低频电磁地表定位方法需额外提供电源，仅在检测球上推广应用，但在清管球、测径球上应用受限。

发明内容

本发明的第一目的在于提供埋地压力管道内检测智能跟球监测桩，该埋地压力管道内检测智能跟球监测桩能够对地下的压力管道内的清管球、测径球或检测球进行动态跟踪；

本发明的第二目的在于提供埋地压力管道内检测智能跟球监测器，旨在解决人工跟球监测效果差，低频电磁地表定位方法需额外提供电源的问题。

本发明提供埋地压力管道内检测智能跟球监测桩，包括：

监测桩主体，所述监测桩主体沿压力管道埋设；

传感器模块，所述传感器模块设置在监测桩主体内。

其中，所述监测桩主体内还设有通讯模块；所述通讯模块放置在监测桩主体的中部或上部所设有的通讯模块卡槽内；所述通讯模块为有线或无线通讯模块。

其中，所述监测桩主体为带有振动检测和数据传输功能的里程桩。

其中，所述监测桩主体底部设有传感器模块；所述监测桩主体底部埋设在地面下方。

其中，所述传感器模块为具备20Hz～10KHz带宽范围内振动采集功能的振动传感器；所述传感器模块与通讯模块连接。

埋地压力管道内检测智能跟球监测器，包括：监测器主体；所述监测器主体内设有控制系统、数据存储单元和接口；所述控制系统分别与数据存储单元和接口连接；所述控制系统还连接有通讯模块。

其中，所述监测器主体的两侧设有把手；所述监测器主体正面设有触摸显示屏，背面设有电池仓。

其中，所述接口数量为多个，多个所述接口包括：USB接口、SD卡插口、连接线接口、通讯接口、传感器接口和数字转换接口。

其中，所述监测器主体为单板机。

本发明埋地压力管道内检测智能跟球监测桩及监测器有益效果：通过在地面设置的监测器及监测桩实时监测地下振动源波幅的强弱，判断振动源通过跟球点的精确时间。

本发明埋地压力管道内检测智能跟球监测桩及监测器还具有如下益效果：监测桩自带振动传感器，结合里程桩沿压力管道沿线埋设；通过在监测桩处加装监测器或通信模块远传，实现智能跟球，动态跟踪压力管道清管球、测径球或检测球的行走状。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明埋地压力管道内检测智能跟球监测桩及监测器的工作示意图；

图2为本发明埋地压力管道内检测智能跟球监测桩的结构示意图；

图3为本发明埋地压力管道内检测智能跟球监测器的结构示意图。

附图标记说明：

1：监测桩主体；11：传感器模块；12：通讯模块卡槽；

2：监测器主体；21：把手；22：触摸显示屏；23：电池仓；

3：管道；

4：球。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1至图3，埋地压力管道内检测智能跟球监测桩，包括：

监测桩主体1，所述监测桩主体1沿压力管道3埋设；

传感器模块11，所述传感器模块11设置在监测桩主体1内。

具体的，所述监测桩主体1内还设有通讯模块；所述通讯模块放置在监测桩主体1的中部或上部所设有的通讯模块卡槽12内；所述通讯模块为有线或无线通讯模块。

通讯模块采用基于LTE Cat-4制式的全网通工业级无线通信模组，采用87-pin，LCC封装，可以最大提供50Mbps上行速率和150Mbps下行速率。

监测桩主体1采用玻璃钢材质，外观形状与管道3里程桩相似，内置通讯模块卡槽12和传感器模块11。

具体的，所述监测桩主体1为带有振动检测和数据传输功能的里程桩。

在对需要监测的管道3沿线上，建设里程桩时采用带有振动检测和数据传输功能的里程桩，也就是将监测桩主体1与里程桩相结合，使得里程桩中部或上部的通讯模块卡槽12内设置有通讯模块，里程桩底部设有传感器模块11。

传感器模块11采集到的数据通过通讯模块进行传输。传输的方式为有线或无线两种传输方式中的一种进行。

具体的，所述监测桩主体1底部设有传感器模块11；所述监测桩主体1底部埋设在地面下方。

传感器模块11采集埋地压力管道3内检测通球4时，球4与金属管道3壁摩擦、碰撞形成振动源。

传感器模块11埋设在地下使得传感器模块11采集更加精准。

具体的，所述传感器模块11为具备20Hz～10KHz带宽范围内振动采集功能的振动传感器；所述传感器模块11与通讯模块连接。

传感器模块11结构上采取防护措施，减少空气中声音对传感器模块11的干扰。

埋地压力管道3内检测智能跟球4监测器，包括：监测器主体2；所述监测器主体2内设有控制系统、数据存储单元和接口；所述控制系统分别与数据存储单元和接口连接；所述控制系统还连接有通讯模块。

控制系统在本专利中并未涉及软件，在此仅为清晰表达监测器的内部组件之间的结构关系。

具体的，所述监测器主体2的两侧设有把手21；所述监测器主体2正面设有触摸显示屏22，背面设有电池仓23。

把手21方便工作人员手持；通过触摸显示屏22对监测器主体2进行相关操作；背面设有的电池仓23方便监测器主体2的移动使用，电池仓23内放置有充电电池，通过充电电池为监测器主体2供电。

具体的，所述接口数量为多个，多个所述接口包括：USB接口、SD卡插口、连接线接口、通讯接口、传感器接口和数字转换接口。

多个所述接口方便监测器主体2内控制系统与外界进行信息的传输、存储和交换。

数字转换接口为16位A/D,D/A接口。

具体的，所述监测器主体2为单板机。

监测器主体2采取通用嵌入式单板机，依据1秒钟更新一次数据计算，采样带宽50KHz(工作带宽10KHz)，A/D采用16位计算，每秒种处理数据量不到1Mb it，实时数据量小，可选用ARM9系统单板机。

工作原理：

埋地压力管道3内检测通球4时，球4(现有技术)与金属管道3壁摩擦、碰撞形成振动源，随着球4在管道3内行走，相应的振动源随球4前进。通过在地面设置的监测器及监测桩实时监测地下振动源波幅的强弱，判断振动源通过跟球4点的精确时间。

监测桩内的振动传感器(传感器模块11)采集振动信号并传送至监测器进行实时信号处理，传送方式可以是信号线缆近程传输，也可以采用通讯模块远程传输。

监测器主体2可显示实时采集的数据波形，当振动波幅出现最大峰值时，地下振动源位于振动传感器垂直下方，正在通过跟球4点。

球4可以为清管球、测径球和检测球中的一种或多种。

监测器主体2的控制系统对振动传感器采集的数据波形进行整理分析。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.埋地压力管道内检测智能跟球监测桩，其特征在于，包括：

监测桩主体(1)，所述监测桩主体(1)沿压力管道(3)埋设；

传感器模块(11)，所述传感器模块(11)设置在监测桩主体(1)内。

2.根据权利要求1所述的埋地压力管道内检测智能跟球监测桩，其特征在于，所述监测桩主体(1)内还设有通讯模块；所述通讯模块放置在监测桩主体(1)的中部或上部所设有的通讯模块卡槽(12)内；所述通讯模块为有线或无线通讯模块。

3.根据权利要求2所述的埋地压力管道内检测智能跟球监测桩，其特征在于，所述监测桩主体(1)为带有振动检测和数据传输功能的里程桩。

4.根据权利要求1所述的埋地压力管道内检测智能跟球监测桩，其特征在于，所述监测桩主体(1)底部设有传感器模块(11)；所述监测桩主体(1)底部埋设在地面下方。

5.根据权利要求1所述的埋地压力管道内检测智能跟球监测桩，其特征在于，所述传感器模块(11)为具备20Hz～10KHz带宽范围内振动采集功能的振动传感器；所述传感器模块(11)与通讯模块连接。

6.埋地压力管道内检测智能跟球监测器，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述埋地压力管道(3)内检测智能跟球监测桩，包括：监测器主体(2)；所述监测器主体(2)内设有控制系统、数据存储单元和接口；所述控制系统分别与数据存储单元和接口连接；所述控制系统还连接有通讯模块。

7.根据权利要求6所述的埋地压力管道内检测智能跟球监测桩，其特征在于，所述监测器主体(2)的两侧设有把手(21)；所述监测器主体(2)正面设有触摸显示屏(22)，背面设有电池仓(23)。

8.根据权利要求6所述的埋地压力管道内检测智能跟球监测桩，其特征在于，所述接口数量为多个，多个所述接口包括：USB接口、SD卡插口、连接线接口、通讯接口、传感器接口和数字转换接口。

9.根据权利要求6所述的埋地压力管道内检测智能跟球监测桩，其特征在于，所述监测器主体(2)为单板机。

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