CN112032573A

CN112032573A - 一种输水管路渗漏监测系统及方法

Info

Publication number: CN112032573A
Application number: CN202010953397.1A
Authority: CN
Inventors: 宋致军; 芦永强; 张傲尘; 梁浩; 王国栋
Original assignee: Shandong Shuifa Yellow River To East Water Diversion Engineering Co ltd
Current assignee: Shandong Shuifa Yellow River To East Water Diversion Engineering Co ltd
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2020-12-04

Abstract

本发明公开了一种输水管路渗漏监测系统及方法，包括若干根管道，相邻两根管道之间通过法兰连接，管道上设置有多个监测点，监测点包括第一压力传感器，每根管道上各设置有一个第一压力传感器，用来采集管道内的压力；还包括第二压力传感器，相邻管道法兰连接处包裹有密封装置，密封装置上设置有第二压力传感器，用来检测密封装置内的压力；还包括微处理器、电源模块，微处理器还连接有第一报警器、第二报警器和显示屏。本装置及方法结构简单、方法合理，可有效确定渗漏段的位置，同时根据第一报警器与第二报警器的报警情况还方便确定是管道自身有漏点还是法兰连接处有漏点，根据二者的监测情况作出判断，可准确得到渗漏结果。

Description

一种输水管路渗漏监测系统及方法

技术领域

本发明涉及渗漏监测技术领域，具体涉及一种输水管路渗漏监测系统及方法。

背景技术

随着现代化的发展建设，在人们的生产生活中都离不开水资源的供应，但是我国水资源目前处于相对匮乏的状态，加强供水调度系统的建设对合理有效的用水资源有着十分重要的意义。

在供水调度中，输水管道的检漏监测是给水工程中的一个重要环节，在我国的供水系统中，每年因泄漏而造成的水资源浪费相当惊人，使水资源本来就缺乏的局面更加严峻。管道泄漏造成经济损失和水资源浪费的同时，还会造成严重的社会影响:管道长期泄漏会冲刷道路和建筑物地基，引发道路或者建筑物塌陷；大量泄漏会导致管网压力下降，造成用户断水：管网失压时，漏点周围的污物和细菌有可能通过漏点进入管道，从而造成水质污染。因此，大力发展管道泄漏监测技术刻不容缓。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种输水管路渗漏监测系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提出了一种输水管路渗漏监测系统，包括若干根管道，相邻两根管道之间通过法兰连接，管道上设置有多个监测点，监测点包括第一压力传感器，每根管道上各设置有一个第一压力传感器，用来采集管道内的压力；还包括第二压力传感器，相邻管道法兰连接处包裹有密封装置，所述密封装置上设置有所述第二压力传感器，用来检测密封装置内的压力；还包括微处理器、电源模块，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别与所述微处理器相电连；所述电源模块分别向所述第一压力传感器、第二压力传感器、微处理器供电，所述微处理器还连接有第一报警器、第二报警器和显示屏。

优选的，所述密封装置包括上盖、下盖，所述上盖和下盖之间通过螺栓相连扣合形成密封结构；所述上盖与下盖之间还设置有密封垫。

优选的，所述电源模块包括蓄电池，所述蓄电池连接有太阳能板。

优选的，所述电源模块包括蓄电池，所述管道内设置有水轮，所述水轮连接有发电机，所述发电机设置在管道外；所述发电机与所述蓄电池相连。

优选的，所述相邻两管道之间的法兰处还连接有流量计，该流量计设置在所述密封装置内，所述流量计与所述微处理器相连。

本发明还提出了一种输水管路渗漏监测方法，包括以下步骤：

步骤一：在管道上沿输水方向设置N个监测点，并标号1、2……N；

步骤二：第二压力传感器将采集的密封装置内的数据传递给微处理器，若每个监测点的第二压力传感器测得的数据与前次数据的差值大于B时，B为正常误差范围，则微处理器控制第二报警器报警并在显示屏上显示该监测点的标号；

步骤三：第一压力传感器将管道内采集的数据传递给微处理器，微处理器将接收到的第一压力传感器测得的各个数据进行整合，并拟合生成曲线图，然后在显示屏上进行显示；若某一个监测点的第一压力传感器测得的数值与相邻上游监测点第一压力传感器测得的数值之间的差值大于A时，A为正常误差范围，即曲线图出现拐点，微处理器控制第一报警器发出警报并在显示屏上显示该监测点的标号；

步骤四：根据第一报警器与第二报警器的报警情况，作出判断：

①若某一监测点的第二报警器不报警、第一报警器报警，说明位于该监测点第一压力传感器与相邻上游监测点第一压力传感器之间的管道本身存在渗漏点，而该监测点的法兰连接处没有渗漏点；

③若某一监测点的第二报警器不报警、第一报警器不报警，说明管道运行良好，没有渗漏点；

④若某一监测点的第二报警器报警，则第一报警器必然报警，说明位于该监测点第一压力传感器与相邻上游监测点第一压力传感器之间的管道本身存在渗漏点和/或该监测点的法兰连接处有渗漏点，工作人员需做进一步排查。

优选的，步骤四中工作人员需做进一步排查的方法是：先将该监测点相邻管道之间的法兰连接处进行维修，更换密封，排除该监测点相邻管道之间的法兰连接处存在渗漏点的情况，此时，第二报警器不再报警；若同时第一报警器也不报警，说明管道运行良好，没有渗漏点了；若第一报警器还报警，说明该监测点第一压力传感器与相邻上游监测点第一压力传感器之间的管道本身存在渗漏点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过在管道上设置多个渗漏监测点，将管道分成多段，每个监测点都包括一个第一压力传感器，用来监测管道内的压力，在使用时，第一压力传感器将管道内采集的数据传递给微处理器，微处理器将接收到的第一压力传感器测得的各个数据进行整合，并拟合生成曲线图，然后在显示屏上进行显示；若某一个监测点的第一压力传感器测得的数值与相邻上游监测点第一压力传感器测得的数值之间的差值大于A时，A为正常误差范围，即曲线图出现拐点，微处理器控制第一报警器发出警报并在显示屏上显示该监测点的标号，利用此方法可快速确定渗漏段，缩小查找渗漏点的范围，方便工作人员做进一步排查；

2.通过在相邻管道法兰连接处包裹有密封装置，密封装置上设置有第二压力传感器，用来检测法兰连接处是否漏水，若法兰连接处渗漏，水进入密封装置，则密封装置空腔内的气体被压缩，导致压力增大，第二压力传感器测得的数据发生变化，微处理器控制第二报警器报警，并在显示屏上显示该监测点的标号，可快速确定渗漏点的位置；然后根据第一报警器与第二报警器的报警情况，工作人员作出判断，从而准确确定是管道自身漏水还是法兰连接处漏水；

3.本装置及方法结构简单、方法合理，可有效确定渗漏段，从而得到渗漏区域位置，减轻工作人员排难渗漏点的难度，同时根据第一报警器与第二报警器的报警情况还方便确定是管道自身有漏点还是法兰连接处有漏点，根据二者的监测情况作出判断，可准确排查出渗漏结果。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例一结构示意图。

图2是图1中密封装置侧视图。

图3是电源模块实施例一结构示意图。

图4是本发明控制结构示意图。

图5是本发明实施例二水轮结构示意图。

图6是图5中D-D方向水轮连接结构示意图。

图7是本发明实施例三结构示意图。

附图标记说明:

1管道；2第一压力传感器；3上盖；4下盖；5第二压力传感器；6微处理器；7显示屏；8第一报警器；9第二报警器；10密封垫；11螺栓；12衬套；13水轮；14发电机；15转轴；16主动锥齿轮；17从动锥齿轮；18竖轴；19太阳能板；20铰轴；21立柱；22基站；23流量计。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1-4所示，本实施例提出的一种输水管路渗漏监测系统，包括由若干根管道1组成的输水线路，相邻两根管道1之间通过法兰连接，管道1上设置有多个监测点，监测点包括第一压力传感器2，其中，每根管道1上各设置有一个第一压力传感器2，用来采集管道1内的压力；还包括第二压力传感器5，相邻管道1法兰连接处包裹有密封装置，密封装置上设置有第二压力传感器5，用来检测密封装置内的压力；具体的，密封装置包括上盖3、下盖4，上盖3和下盖4之间通过螺栓11相连扣合形成密封结构，为了提高密封性，上盖3与下盖4之间还设置有密封垫10。

整个系统还包括微处理器6、电源模块，第一压力传感器2和第二压力传感器5分别与微处理器6相电连，用于将采集到的数据传递给微处理器6；电源模块通过导线分别与第一压力传感器2、第二压力传感器5、微处理器6相连接，用于供电；微处理器6还连接有第一报警器8、第二报警器9和显示屏7，当出现异常时，通过第一报警器8、第二报警器9报警及时提醒工作人员，显示屏7用于显示采集的数据，方便观察。

原理如下：当法兰连接处发生渗漏时，水会进入密封装置，则密封装置空腔内的气体被压缩，导致压力增大，第二压力传感器5测得的数据发生变化超过正常误差，微处理器6控制第二报警器9报警，并在显示屏7上显示该监测点的标号，可快速确定渗漏点的位置。

第一压力传感器2将管道1内采集的数据传递给微处理器6，微处理器6将接收到的第一压力传感器2测得的各个数据进行整合，并拟合生成曲线图，然后在显示屏7上进行显示；若某一个监测点的第一压力传感器2测得的数值与相邻上游监测点第一压力传感器2测得的数值之间的差值大于A时，A为正常误差范围，即曲线图出现拐点，微处理器6控制第一报警器8发出警报并在显示屏7上显示该监测点的标号。

在本实施例中，电源模块包括蓄电池，蓄电池连接有太阳能板19，太阳能板19通过铰轴20铰接在立柱21上，立柱21设置在基站22旁边。

步骤一：在管道1上沿输水方向设置N个监测点，并标号1、2……N；

步骤二：第二压力传感器5将采集的密封装置内的数据传递给微处理器6，若每个监测点的第二压力传感器5测得的数据与前次数据的差值大于B时，B为正常误差范围，则微处理器6控制第二报警器9报警并在显示屏7上显示该监测点的标号；

步骤三：第一压力传感器2将管道1内采集的数据传递给微处理器6，微处理器6将接收到的第一压力传感器2测得的各个数据进行整合，并拟合生成曲线图，然后在显示屏7上进行显示；若某一个监测点的第一压力传感器2测得的数值与相邻上游监测点第一压力传感器2测得的数值之间的差值大于A时，A为正常误差范围，即曲线图出现拐点，微处理器6控制第一报警器8发出警报并在显示屏7上显示该监测点的标号；

步骤四：根据第一报警器8与第二报警器9的报警情况，作出判断：

①若某一监测点的第二报警器9不报警、第一报警器8报警，说明位于该监测点第一压力传感器2与相邻上游监测点第一压力传感器2之间的管道1本身存在渗漏点，而该监测点的法兰连接处没有渗漏点，然后可对该段管道进行整体更换或维修；

③若某一监测点的第二报警器9不报警、第一报警器8不报警，说明管道1运行良好，没有渗漏点；

④若某一监测点的第二报警器9报警，则第一报警器8必然报警，说明位于该监测点第一压力传感器2与相邻上游监测点第一压力传感器2之间的管道1本身存在渗漏点和/或该监测点的法兰连接处有渗漏点，工作人员需做进一步排查。

步骤四中工作人员需做进一步排查的方法是：先将该监测点相邻管道1之间的法兰连接处进行维修，更换密封，排除该监测点相邻管道1之间的法兰连接处存在渗漏点的情况，维修完成后，第二报警器9不会再报警，若此时第一报警器8也不报警，说明管道1运行良好，没有渗漏点了；若第一报警器8还报警，说明该监测点第一压力传感器2与相邻上游监测点第一压力传感器2之间的管道1本身存在渗漏点，需要对该段管道1本身进行检修或更换。

本装置及方法结构简单、方法合理，可有效从长距离输水管线上确定出渗漏段，减轻工作人员排难渗漏点的难度，同时根据第一报警器与第二报警器的报警情况还方便确定是管道自身有漏点还是法兰连接处有漏点，根据二者的监测情况作出判断，可准确得到渗漏排查结果。

实施例二

如图5-6所示，其它结构同实施例一相同，不同之处在于，在本实施例中电源模块包括蓄电池，管道1内设置有水轮13，水轮13连接有发电机14，所述发电机14设置在管道1外；发电机14与蓄电池相连。

具体连接方式为：水轮13连接在转轴15上，转轴15的两端转动连接在衬套12上，衬套12固定连接在管道1内壁上；转轴15上设置有主动锥齿轮16，主动锥齿轮16啮合有从动锥齿轮17，从动锥齿轮17连接有竖轴18，竖轴18与发电机14相连，利用水流对水轮13的冲击力带动发电机14运行，从而完成自发电，节约能源。

实施例三

如图7所示，其它结构同实施例一相同，不同之处在于，相邻两管道1之间的法兰处还连接有流量计23，该流量计23设置在密封装置内，流量计23与微处理器6相连。流量计23可采用江苏恒大仪表有限公司的HD-LWGY涡轮流量计23。增加该装置的工作原理是理论上说如果管道1没有泄露，上游区域的水流量与下游下游区域的水流量在一定时间内是相同或者相差无几的，利用这一结论来分析，如果测得的上一区域的流量值在一定时间内与下一区域流量值差值超过正常误差范围，则证明这两个区域内的管道1存在泄露，再结合每个管道1法兰连接出的压力值分析，更精确的监测到泄露区域。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种输水管路渗漏监测系统，包括若干根管道，相邻两根管道之间通过法兰连接，其特征在于，管道上设置有多个监测点，监测点包括第一压力传感器，每根管道上各设置有一个第一压力传感器，用来采集管道内的压力；还包括第二压力传感器，相邻管道法兰连接处包裹有密封装置，所述密封装置上设置有所述第二压力传感器，用来检测密封装置内的压力；还包括微处理器、电源模块，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别与所述微处理器相电连；所述电源模块分别向所述第一压力传感器、第二压力传感器、微处理器供电，所述微处理器还连接有第一报警器、第二报警器和显示屏。

2.根据权利要求1所述的一种输水管路渗漏监测系统，其特征在于，所述密封装置包括上盖、下盖，所述上盖和下盖之间通过螺栓相连扣合形成密封结构；所述上盖与下盖之间还设置有密封垫。

3.根据权利要求1所述的一种输水管路渗漏监测系统，其特征在于，所述电源模块包括蓄电池，所述蓄电池连接有太阳能板。

4.根据权利要求1所述的一种输水管路渗漏监测系统，其特征在于，所述电源模块包括蓄电池，所述管道内设置有水轮，所述水轮连接有发电机，所述发电机设置在管道外；所述发电机与所述蓄电池相连。

5.根据权利要求2所述的一种输水管路渗漏监测系统，其特征在于，所述相邻两管道之间的法兰处还连接有流量计，该流量计设置在所述密封装置内，所述流量计与所述微处理器相连。

6.一种输水管路渗漏监测方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的一种输水管路渗漏监测系统，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种输水管路渗漏监测方法，其特征在于，步骤四中工作人员需做进一步排查的方法是：先将该监测点相邻管道之间的法兰连接处进行维修，更换密封，排除该监测点相邻管道之间的法兰连接处存在渗漏点的情况，此时，第二报警器不再报警；若同时第一报警器也不报警，说明管道运行良好，没有渗漏点了；若第一报警器还报警，该监测点第一压力传感器与相邻上游监测点第一压力传感器之间的管道本身存在渗漏点。