CN112396798A - 城市综合管廊监控系统 - Google Patents

Abstract

本方案属于管廊监控领域，具体涉及城市综合管廊监控系统。包括烟雾警报器、甲烷检测器、数据中心、监控中心、远程控制中心；甲烷检测器采集管廊内甲烷含量数据，并将数据传递到数据中心，数据中心记录数据，并将数据传递监控中心，烟雾警报器与监控中心信号连接，远程控制中心远程控制处理管廊的应急设备，在管廊外对管廊进行相应的处理。本方案中，为了解决在管廊内气体流通性不够好，火灾发生时，不能及时的检测出管廊内的甲烷含量，相应的提出了气流增强装置。通过气流增强装置可以在事故异常发生时，可以更加及时、准确的检测出管廊内的甲烷含量。

Description

城市综合管廊监控系统

技术领域

本方案属于管廊监控领域，具体涉及城市综合管廊监控系统。

背景技术

综合管廊，就是地下城市管道综合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

管廊内发生火灾事故时，多和甲烷的泄露有关。而管廊内的甲烷含量过高就会引起事故的事态加剧，甚至引发更大的爆炸等事故。威胁事故抢救人员的生命健康安全，以及管廊周边的安全保障。因此需要在火灾事故发生时，需要及时准确的检测管廊内的甲烷含量。

目前，对于管廊内的甲烷的检测都是普通的检测，一方面在管廊内气流不流通，仅仅通过甲烷检测器检测管廊内的甲烷含量，会因为气流不流通检测不到真实的甲烷含量数值，会误判事故；另一方面火灾发生时，管廊内的所有系统都会断电处理，即使是安装可以增强气流的装置，也会因为断电处理，使其瘫痪，甲烷检测器依然只能普通的检测其周围的甲烷含量。现今不能在火灾事故时，实现及时准确的详细的检测管廊内的甲烷含量。

发明内容

本方案提供一种可在事故发生时及时检测甲烷含量的城市综合管廊监控系统。

为了达到上述目的，本方案提供一种城市综合管廊监控系统，包括烟雾警报器、甲烷检测器、数据中心、监控中心、远程控制中心；所述烟雾警报器与监控中心信号连接，所述甲烷检测器用于采集管廊内甲烷含量，并将数据传递到数据中心，所述数据中心记录甲烷检测器传送的数据，并将数据传递到监控中心，所述远程控制中心远程控制处理管廊的应急设备；还包括与甲烷检测器搭配使用的气流增强装置，所述气流增强装置包括气缸、恒定气压缸、第一活塞、第二活塞、推板、支撑架、横杆、若干的扇叶、挡块和弹簧，所述第一活塞和第二活塞分别与气缸和恒定气压缸搭配使用，所述挡块设置在气缸的端部，所述气缸内设有工质，所述弹簧设置在恒定气压缸内，且弹簧的一端与恒定气压缸的缸壁固定连接，所述弹簧另一端与第二活塞固定连接，所述气缸和恒定气压缸相邻设置，分别设置在气缸、恒定气压缸内的第一活塞、第二活塞相向设置，所述推板一端固定设置在第一活塞上，且推板另一端紧邻第二活塞，所述恒定气压缸在远离第二活塞的一端分别设有单向出气阀和单向进气阀，所述单向出气阀设置在恒定气压缸的上表面，所述单向进气阀固定设置在恒定气压缸的下表面，所述支撑架固定设置在恒定气压缸的上表面，所述横杆固定设置在支撑架上，若干的扇叶分别转动设置在横杆上，且扇叶位于单向出气阀的正上方，所述气流增强装置固定设置在甲烷检测器的旁侧。

本方案的原理在于：当火灾发生时，甲烷的含量多为异常。甲烷的过高含量会引来事故的加剧，甚至发生爆炸等。对事故的抢救人员有着极大的生命健康安全威胁，同时也严重的威胁了管廊周围的安全保障，因而甲烷含量异常需要及其的被重视。所以火灾发生时，为了第一时间掌握管廊内的具体情况以及对紧急抢救事故的工作人员做好相应的防护处理，正确的研判事故的大小和严重性，及时掌握管廊内的甲烷含量变得十分的重要。由于管廊里的气流流通性不强，甲烷检测器只能检测出检测器一定范围内的甲烷含量。本方案中的气流增强装置可以增大管廊内的气体的流通性，使甲烷检测器在检测甲烷含量时，可以更能检测到管廊内的真实含量，在管廊外掌握管廊的甲烷含量情况。

本方案的烟雾警报器在发生火灾时，第一时间把警报传递到监控中心。监控中心的工作人员接收到信息后，通过远程控制中心的应急设备预处理事故。甲烷检测器固定设置在管廊的墙体上，气流增强装置固定安装在甲烷检测器的旁侧。甲烷检测器检测管廊内的甲烷含量，并将数据传递到数据中心。数据中心保存该数据，数据中心保存所有甲烷检测器检测的数据，这样可以为今后了解数据时提供参考依据。数据中心保存数据以后并将数据传递到监控中心。监控中心便能掌握到管廊内的甲烷含量。通过气流增强装置实现对事故时的甲烷含量进一步的详细检测，即使在火灾发生时，管廊内的所有设备断电，停止运行，气体不流通的管廊内仍然可以实现快速、准确的掌握管廊内的甲烷含量状况。

气流增强装置的具体工作原理：火灾发生时，管廊内的温度升高，气缸受热升温，气缸内的工质膨胀，第一活塞以及推板相应的移动。推板移动，推动第二活塞，弹簧被压缩，恒定气压缸内的气体被压缩，单向出气阀向外排气；同时在管廊内的温度升高时，恒定气压缸内的气体也会膨胀同时也通过单向出气阀向外排气体。从恒定气压缸的单向出气阀排出的气体直接使单向出气阀上方的若干的扇叶转动，产生风并增强气流的流动，使扇叶旁侧的固定设置在墙体上的甲烷检测器检测更加的灵敏。气缸端部设置的挡块可以保证第一活塞不会滑出气缸，保证气缸内的工质不会从气缸中泄露。

本方案的有益效果在于：本方案中，通过设置烟雾警报器、甲烷检测器、数据中心、监控中心和远程控制中心，通过本系统的联合工作，提高了管廊的管理效率，节省了管廊管理人员的工作强度。本方案中增加气流增强装置，在火灾发生时，通过增大管廊内的气体流通性，使甲烷检测器可以获得更加准确的检测数据。在火灾发生时，与传统的甲烷检测器比较本方案的检测器的检测可以更加的快速及时。在紧急事故应急处理时，可以在第一时间获得最前沿的数据，可以及时的掌握管廊内的有害气体的含量状况。可以让事故抢救人员和管廊现场工作人员知晓，并做好相应的防护措施；也可以让事故的应急负责人员可以更快更及时的掌握信息，并及时提出更符合实际情况的解决方案和应急处理。同时本方案的气流增强装置设计巧妙，生产成本低。在火灾发生时，能够区别于别的气流增强装置，不仅不会停工瘫痪，反而还能够完美的发挥出增强气流的目的，实用性强。

进一步，所述应急设备包括风机、应急照明、设备总开关和洒水装置，所述远程控制中心均可控制风机的继电开关、应急照明的继电开关、设备总开关和洒水装置开关。风机可以实现对管廊内的通风降温排气的目的，应急照明可以在必要的时候对管廊进行照明，设备总开关可以在必要时候对所有的设备进行关闭处理，避免出现更大的事故，洒水设备可以对火灾适当的加以处理，缓解火势。远程控制中心对风机、应急照明、设备总开关和洒水设备的远程控制可以实现在管廊外对管廊内的通风、照明、总设备的开关处理和洒水操作。

进一步，所述气缸内的工质为酒精。酒精在高温环境下及其的容易发生相态的变化，由液体转变为气体。酒精从液体转变为气体的过程中，体积就会发生相应的膨胀，实现把热能转化为动能。气缸内滑动的推板，就可以推动第二活塞。同时酒精成本低，性能优良，有极好的相态变化。

进一步，所述气缸为钢材气缸。钢材气缸在事故发生时，不会破裂损耗。气缸内的酒精不会泄露，加剧事故，带来更多的隐患。

附图说明

图1为监控系统的流程图。

图2为气流增强装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：气缸1、第一活塞2、挡板3、推板4、第二活塞5、弹簧6、恒定气压缸7、单向进气阀8、单向出气阀9、支撑架10、扇叶11、横杆12。

实施例基本如附图1和图2所示：城市综合管廊监控系统包括烟雾警报器。甲烷检测器、数据中心、监控中心和远程控制中心。烟雾警报器和监控中心信号连接。甲烷检测器用于检测管廊内的甲烷含量。甲烷检测器检测管廊内的甲烷含量，并把检测的数据传递到数据中心。数据中心首先保存数据，保存的所有数据可以供随时的查阅和了解管廊的综合情况使用。数据中心还同时的把数据传递到监控中心。从监控中心，便能掌握管廊内的甲烷含量。火灾发生时，烟雾警报器警报监控中心。监控中心的工作人员，接收到火灾信息，并根据需要通过远程控制中心对事故进行预处理，再相应的安排应急处理。

在火灾事故发生时，甲烷含量异常有着极大的威胁。一旦甲烷含量过高，不但对事故的抢救人员以及事故现场人员的健康有严重的威胁，而且还有加剧事故的可能性，引发更大的火灾，甚至是引起巨大的爆炸等。因此在火灾事故发生时，事故处理极其的注重是否有甲烷的泄露，或者甲烷的蔓延。然而在管廊内，气体流通性及其的不好，通常甲烷检测器只能检测到其周围一定距离的甲烷含量。即使火灾事故发生时，伴随着大量的甲烷的泄露或者蔓延，等到甲烷检测器检测到真实的甲烷含量时，需要甲烷气体在管廊内长时间的蔓延。这个较长的时间会严重影响火灾事故处理人员了解管廊的真实情况。火灾事故在第一时间不能正确的处理和认识，同时还可能牺牲更多的生命健康和物质财产。

然而，即使在管廊内增加安装气流增强的设备，如风扇、空气机等。在火灾事故发生时，因为管廊内所有的设备都会进行断电处理，这些安装的设备在真正需要发挥作用的时候，并不能实现我们想要的目的。因此本方案发明了一个和甲烷检测器相配合使用的气流增强装置。在火灾事故发生时，气流增强装置不仅不会停工，而且还会发挥出更好的工作效率。检测出管廊内更加准确的甲烷含量。辅助研判火灾事故的事态。进而事故的负责人员相应的安排策划事故的处置方案，保证事故处理高效的同时，还保证相关工作人员的健康安全。

当火灾发生时，烟雾警报器传递信号到监控中心。监控中心的管理人员接收到信息后，管理人员通过远程控制中心，可以远程的控制管理管廊。远程控制中心可以远程控制风机、应急照明、设备总开关和洒水设备。通过控制风机，可以对管廊通气、降温处理。应急照明可以对管廊照明。设备总开关可以在必要的时候，对管廊内的所有的设备进行一个完全的关闭处理。洒水设备对管廊内进行洒水处理，对事态比较小的火灾可以进行快速的应对处理，完成灭火。通过整个控制系统可以实时的对管廊监控，可以更加高效的监控管理管廊，节省了管廊管理人员的工作强度。

管廊内的烟雾警报器、甲烷检测器以及和甲烷检测器搭配使用的气流增强装置，均每隔五米交叉设置一个。这样的设置不仅可以实现对管廊的有效信息的收集，还可以节省设备安装的成本费用。甲烷检测器固定设置在管廊的墙体上，气流增强装置固定设置在甲烷检测器的旁侧。本方案中的气流增强装置具体结构如下。

气流增强装置包括气缸1、恒定气压缸7、第一活塞2、第二活塞5、挡板3、弹簧6、推板4、支撑架10、横杆12和若干的扇叶11。第一活塞2和第二活塞5分别与气缸1、恒定气压缸7相配合使用。挡板3固定设置在气缸1的端部。弹簧6固定设置在恒定气压缸7内。弹簧6的一端固定连接在恒定气压缸7的缸壁上，另一端固定连接在第二活塞5上。气缸1和恒定气压缸7紧邻设置。气缸1内设置有工质。

第一活塞2和第二活塞5相向设置。推板4的一端固定设置在第一活塞2上，推板4的另一端紧邻第二活塞5。恒定气压缸7的上表面还设置了单向出气阀9，在恒定气压缸7的下表面还设置了单向进气阀8。支撑架10固定设置在恒定气压缸7的上。横杆12固定设置在支撑架10上，若干的扇叶11分别铰接在横杆12上，且扇叶11位于单向出气阀9的正上方。甲烷检测器固定设置在扇叶11的旁侧。气缸1里的工质为酒精。

这样，在火灾事故发生时管廊内的温度升高。气缸1内的酒精膨胀，第一活塞2和推板4相应的移动，推板4的移动也就相应的推动第二活塞5相应的移动。弹簧6被压缩，恒定气压缸7为了保持稳定的气压，通过单向出气阀9向外排出气体。位于单向出气阀9上方的扇叶11转动。扇叶11的转动极大的增强了甲烷检测器周围的气流的流通性，可以在火灾发生时，可以更加及时的检测出管廊内的甲烷含量。同时在管廊内的温度升高时，恒定气压缸7里的空气同样会因为温度的升高而膨胀，也会相应的通过单向出气阀9向外排出气体，这时位于单向出气阀9上方的扇叶11同样的会转动，也就同样的达到了增强甲烷检测器周围的气流的目的。挡板3的设置可以防止第一活塞2滑出气缸1，同时还可以防止气缸1内的酒精泄露。气缸1中选择酒精，是因为酒精具有更好的相态转变能力，可以更好的把热能转化为动能。

通过设置气流增强装置，可以提高甲烷检测器检测的灵敏性，也就使得甲烷检测器的检测范围可以更加的广。在火灾事故发生时，通过及时的掌握管廊内的甲烷含量，可以相应做好后续的紧急处理，防止甲烷引起大爆炸对事故处理人员以及挂狼周边等造成巨大伤害。在检测管廊内的其他得有害气体时，同样均可以配合本方案得气流增强装置，这样可以使检测可以更加得灵敏，获得更好的检测效果。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.城市综合管廊监控系统，包括烟雾警报器、甲烷检测器、数据中心、监控中心、远程控制中心；所述烟雾警报器与监控中心信号连接，所述甲烷检测器用于采集管廊内甲烷含量，并将数据传递到数据中心，所述数据中心记录甲烷检测器传送的数据，并将数据传递到监控中心，所述远程控制中心远程控制处理管廊的应急设备；其特征在于：还包括与甲烷检测器搭配使用的气流增强装置，所述气流增强装置包括气缸（1）、恒定气压缸（7）、第一活塞（2）、第二活塞（5）、推板（4）、支撑架（10）、横杆（12）、若干的扇叶（11）、挡块（3）和弹簧（6），所述第一活塞(2)和第二活塞(5)分别与气缸(1)和恒定气压缸(7)搭配使用，所述挡块（3）设置在气缸(1)的端部，所述气缸（1）内设有工质，所述弹簧(6)设置在恒定气压缸(7)内，且弹簧(6)的一端与恒定气压缸(7)的缸壁固定连接，所述弹簧(6)另一端与第二活塞(5)固定连接，所述气缸(1)和恒定气压缸(7)相邻设置，分别设置在气缸(1)、恒定气压缸(7)内的第一活塞(2)、第二活塞(5)相向设置，所述推板(4)一端固定设置在第一活塞(2)上，且推板(4)另一端紧邻第二活塞(5)，所述恒定气压缸(7)在远离第二活塞(5)的一端分别设有单向出气阀(9)和单向进气阀(8)，所述单向出气阀(9)设置在恒定气压缸(7)的上表面，所述单向进气阀(8)固定设置在恒定气压缸(7)的表面，所述支撑架(10)固定设置在恒定气压缸(7)的上表面，所述横杆(12)固定设置在支撑架(10)上，若干的扇叶(11)分别转动设置在横杆(12)上，且扇叶（11）位于单向出气阀（9）的正上方，所述气流增强装置固定设置在甲烷检测器的旁侧。

2.根据权利要求1所述的城市综合管廊监控系统，其特征在于：所述应急设备包括风机、应急照明、设备总开关和洒水装置，所述远程控制中心均可控制风机的继电开关、应急照明的继电开关、设备总开关和洒水装置开关。

3.根据权利要求1所述的城市综合管廊监控系统，其特征在于：所述气缸(1)内的工质为酒精。

4.根据权利要求3所述的城市综合管廊监控系统，其特征在于：所述气缸（1）为钢材气缸。

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