CN112014024A - 一种基于柔性传感网络的地下管网气体压力检测方法 - Google Patents

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李诗豪
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    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
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Abstract

一种基于柔性传感网络的地下管网气体压力检测方法，利用聚二甲基硅氧烷材料和银纳米线和ITO导电薄膜制作出柔性电容压力传感器；以及AD7746电容检测芯片可以监测电容值得芯片，51单片机，zigbee通信模块，以及地上计算机信号接收系统；其工作原理为当外界有压力施加在传感器上时，会导致聚二甲基硅氧烷介电层被压缩从而导致厚度变薄，导致该传感器电容参数发生改变；该方法可以适应复杂的地下管道空间，可以安全、可靠地对地下气体管网的气压进行检测，通过无线电信号将地下管网中气体的压力信号传输出来。

Description

一种基于柔性传感网络的地下管网气体压力检测方法
技术领域
本发明属于地下空间环境检测控制领域，特别是一种基于柔性传感网络的地下管网气体压力检测方法。
背景技术
目前，地下管网是我国城市化建设进程中的重中之重，是发挥城市功能，确保城市经济、社会健康、协调发展的重要物质基础，呈现着错综复杂、相互交叠的立体特征，城市地下管网是城市基础设施建设的重要组成部分，是一座城市能量输送、物质传输、信息传递、排涝减灾和废物排弃的重要载体。
目前地下管网的气压检测都是通过气压阀门的方式，但是对于深埋于地下的气体管网中的气压检测是没有办法通过气压阀门
对于目前的地下气体运输网络，其主要存在的问题为：地下气体输送管网长埋于地下，没有办法对其工作状态进行实时检测，由于深埋于地下网络无法准确了解地下气体管网气压状态，这是因为没有可靠的传感器以及数据传输系统可以将地下气体管网的气压状况反馈到地上的工作人员手中。
因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以安全、可靠地对地下气体管网的气压环境进行全方位的监测，能够减少地下管网的安全隐患，保证地下管网的安全使用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明一种基于柔性传感网络的地下管网气体压力检测方法，其可以安全、可靠地对地下气体管网的气压进行检测，通过无线电信号将地下管网中气体的压力信号传输出来。
一种基于柔性传感网络的地下管网气体压力检测方法，利用聚二甲基硅氧烷材料和银纳米线和ITO导电薄膜制作出柔性电容压力传感器；以及AD7746电容检测芯片， 51单片机，zigbee通信模块，以及地上计算机信号接收系统；其工作原理为当外界有压力施加在传感器上时，会导致聚二甲基硅氧烷介电层被压缩从而导致厚度变薄，导致该传感器电容参数发生改变；具体步骤为：
步骤1传感器用胶带固定在监测气体管道内侧上；
步骤2将传感器的电极与AD7746电容检测芯片的电容检测引脚相连；
步骤3将单片机与AD7746通信引脚相连；
步骤4单片机编写程序来完成对AD7746功能的设定，并设定其分辨率为16bit；
步骤5将单片机与zigbee模块5相连完成对读入电容值数据的发送。
管道连接示意图如图1所示，传感器结构简图如图2所示。
一种基于柔性传感网络的地下管网气体压力检测方法，采用的柔性贴片式传感器可以很好的贴合在弧面管道内壁，可以根据具体的不同的管道结构设计出适合其内部环境的传感器物理形状，传感器制作成本低能耗低；该方法可以适应复杂的地下管道空间，可以安全、可靠地对地下气体管网的气压进行检测，通过无线电信号将地下管网中气体的压力信号传输出来。
附图说明
图1是管道腔室示意图；
图2是压力传感器结构示意图；
图3是地下管网压力检测系统流程图。
具体实施方式
以下根据附图和具体实施例对本发明的技术方案进行描述。
当传感器网络系统按照以上内容连接后，当地下气体管道有气体运输时，会对气体管道内1产生一定的压力，由于柔性传感器2紧贴附在气体运输管道的内侧会被气压压至一定的形变导致柔性传感器电极6间间距变化，导致其电容值的变化。此刻AD7746电容检测芯片3可以检测到柔性电容传感器的电容值变化，并且通过引脚通信单片机4能够读出变化的电容值设定单片机读取数据的频率为每秒2次，在通过单片机与zigbee模块5的通信将读出的信号以1秒两次的频率发送出去。地面接受设备7可以接受zigbee的传输电容值的信号数据。在计算机对数字信号解码将电容的具体数值显示在工作人员的计算机上。通过对电容值大小的判断来确定管道内气体的压力。系统流程图如图3所示。

Claims (1)

1.一种基于柔性传感网络的地下管网气体压力检测方法，其特征在于：利用聚二甲基硅氧烷材料和银纳米线和ITO导电薄膜制作出柔性电容压力传感器；以及AD7746电容检测芯片，51单片机，zigbee通信模块，以及地上计算机信号接收系统；具体步骤为：
步骤1传感器用胶带固定在监测气体管道内侧上；
步骤2将传感器的电极与AD7746电容检测芯片的电容检测引脚相连；
步骤3将单片机与AD7746通信引脚相连；
步骤4单片机编写程序来完成对AD7746功能的设定，并设定其分辨率为16bit；
步骤5将单片机与zigbee模块5相连完成对读入电容值数据的发送。
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