CN112648541A - 一种基于bim的管道检测方法及其管道结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于BIM的管道检测方法及其管道结构,管道结构包括管体，所述管体内设有沿其长度方向设有光纤，所述光纤伸出管体两端，所述光纤伸出管体的一端连接激光器、另一端连接处理器。当管体未破损时，处理器接收到激光器所发出的光波信号为正常波形；当管体出现破损时，会对光纤造成挤压，处理器接收到光波信号发生扰动，处理器根据扰动即可判断得到管体发生了破损，从而实现对管体是否破损的实时监控。

Description

一种基于BIM的管道检测方法及其管道结构
技术领域
本发明涉及管道检测的技术领域，尤其是涉及一种基于BIM的管道检测方法及其管道结构。
背景技术
目前传统的管道检测方法有：被动检测、区域装表、听音检测等。被动检测是指在管道问题已经造成地面可见的漏水问题的一种方法，因此不能及时发现问题，修复成本偏高;区域检测装表法无法准确确定漏水点位置，因此不能作为修复的依据；听音检测法是目前国内外应用最为广泛而且有效的方法。
上述中的现有技术方案均为在管道破损后才进行的检测，只有管道发生异常且被发现后，才会开始进行管道检测，存在滞后性和被动性。
发明内容
本发明目的一是提供一种管道结构，具有实时监测管道破损情况的特点。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种管道结构，包括管体，所述管体内设有沿其长度方向设有光纤，所述光纤伸出管体两端，所述光纤伸出管体的一端连接激光器、另一端连接处理器。
通过采用上述技术方案，当管体未破损时，处理器接收到激光器所发出的光波信号为正常波形；当管体出现破损时，会对光纤造成挤压，处理器接收到光波信号发生扰动，处理器根据扰动即可判断得到管体发生了破损，从而实现对管体是否破损的实时监控。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述光纤周向阵列于所述管体侧壁。
通过采用上述技术方案，由于管体的内壁是一个周向的侧壁，为避免管道局部破损而刚好破损位置未设置光纤，因此将光纤在周向设于管道侧壁。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述管体包括多个子管体，多个所述子管体轴向首尾连接，所述子管体的内侧壁沿其长度方向设有凹槽，所述光纤设于所述凹槽内，所述凹槽内填充有覆盖层。
通过采用上述技术方案，光纤通过凹槽沿子管体的长度方向埋设，覆盖层对光纤进行保护，避免光纤受到子管体内的污水腐蚀或污物挤压。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：相邻两个子管体之间的光纤连接有光纤连接器。
通过采用上述技术方案，子管体的光纤之间通过管线连接器实现信号传输。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述光纤连接器包括公接头和母接头，所述公接头与所述母接头分别位于所述光纤的两端，且所述母接头的端面未超出所述子管体端面，所述公接头端面超出所述子管体端面，当所述公接头与所述母接头插接时，所述公接头超出所述子管体端面的部分位于所述母接头内。
通过采用上述技术方案，两个子管体拼接后，公接头插入母接头内，并不会因为公接头过长而顶外母接头。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述子管体两端外侧壁设有标记部。
通过采用上述技术方案，子管体之间相互连接时，两个子管体端部的标记部需对其，从而使两个子管体内光纤在一条直线上对齐，以便于光纤连接器连接。
本发明目的二是提供基于BIM的管道检测方法，具有实时对管道损坏位置进行定位的特点。
本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于BIM的管道检测方法，所述方法包括如下步骤：处理器接收激光器发出的光波信号；当光波信号中出现扰动信号时，对扰动信号进行定位，计算得到扰动位置；将扰动位置于预先构建BIM管道模型中进行标记。
通过采用上述技术方案，根据光波信号中的扰动信号对扰动位置进行定位并标记在BIM 管道模型中后，用户可直观的观察到管道的位置，并且管道破损位置监测是实时的。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述方法还包括：当出现扰动位置时，输出扰动位置对应管道的破损管道地理位置；根据扰动位置以及BIM管道模型中的检查井位置，计算得到距离扰动位置最近的检查井位置，将距离扰动位置最近的检查井位置作为维修检查井，输出维修检查井的维修检查井地理位置；输出扰动位置对应管道的管道直径；输出扰动位置距离维修检查井之间的维修距离。
通过采用上述技术方案，输出维修检查井地理位置便于维修人员到距离破损管道地理位置最近检查井进行维修作业，减少了维修人员自行判断最近检查井所需的工作流程。输出管道直径和维修距离，便于维修人员准备维修材料和制定维修方案。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.当管体出现破损时，会对光纤造成挤压，处理器接收到光波信号发生扰动，处理器根据扰动即可判断得到管体发生了破损，从而实现对管体是否破损的实时监控。
2.根据光波信号中的扰动信号对扰动位置进行定位并标记在BIM 管道模型中后，用户可直观的观察到管道的位置；
3.输出维修检查井地理位置便于维修人员到距离破损管道地理位置最近检查井进行维修作业，减少了维修人员自行判断最近检查井所需的工作流程。输出管道直径和维修距离，便于维修人员准备维修材料和制定维修方案；
4.输出管道直径和维修距离，便于维修人员准备维修材料和制定维修方案。
附图说明
图1是本申请实施例的一种管道结构的原理图；
图2是本申请实施例的一种管道结构的结构示意图；
图3是本申请实施例的一种管道结构的剖视图。
图中，1、子管体；2、光纤；3、激光器；4、处理器；5、凹槽；6、覆盖层；7、标记部；8、母接头；9、公接头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
本申请实施例提供一种管道结构，如图1所示，包括管体、激光器3和处理器4，管体由多个子管体1首尾拼接而成，在管体的壁厚位置内，沿着管体的长度方向穿设有光纤2，光纤2两端分别连接激光器3和处理器4。激光器3可发出光波信号，光波信号通过光纤2发送至处理器4。处理器4则具体包括电探测器和计算机。计算机具体为电脑或其他相同功能的设备，计算器负责对光探测器接收的光波信号进行处理。当管体未发生缺损、断裂、弯曲等异常时，处理器4接收到的激光器3发出的光波信号为正常的波形信号，如规则的正弦波。当处理器4接收到的光波信号发生扰动时，即在光波信号中出现了脉冲，根据光纤2入侵定位技术，即可计算出光纤2上发生扰动的位置。
参照图2和图3，在子管体1的内壁沿着管道的长度方向开设有凹槽5，凹槽5的两端贯通子管体1的两端。凹槽5内沿着凹槽5的长度方向布设有光纤2，光纤2通过覆盖层6与子管体1内流动的污水和污物隔离。子管体1的光纤2之间通过光纤2连接器连接，在一些实施例中，光纤2连接器包括公接头9和母接头8，公接头9和母接头8分别连接在光纤2的两端。在一些实施方式中，子管体1由水泥浇筑而成，通过在浇筑水泥的模板上设置与凹槽5对应的凸起结构，即可凝固形成对应的凹槽5。将光纤2在凹槽5内布设后且在光纤2两端分别安装公接头9和母接头8的情况下，再通过水泥浇筑的方式形成覆盖层6，即覆盖层6由水泥浇筑形成。在浇筑过程中，需要注意，母接头8的端面不超出子管体1端面，公接头9端面超出子管体1端面，并且在公接头9与所述母接头8插接时，公接头9超出子管体1端面的部分插入母接头8内，从而避免在子管体1对接后公接头9与母接头8碰撞损坏。
参照图2，为了时公接头9与母接头8能够对齐，子管体1两端的外侧壁设置有标记部7。在一些实施例中，标记部7可以为一个凸块，在一些示例中，标记部7也可以是具有标识作用的图案，如有颜色的线条等。为了避免子管体1部分破损而未触发光波信号扰动的情况，光纤2在子管体1内周向阵列，在本申请中，由3根光纤2在子管体1内周向阵列，相邻光纤2之间对应的弧度角为120°。
本申请实施例还提供一种基于BIM的管道检测方法，该方法包括：处理器4接收激光器3发出的光波信号；当光波信号中出现扰动信号时，对扰动信号进行定位，计算得到扰动位置；将扰动位置于预先构建BIM管道模型中进行标记。
其中，扰动信号即为光波信号在子管体1发生破损、弯折或断裂等情况下所触发的脉冲，根据光纤2入侵定位技术，即可计算出光纤2上发生信号脉冲的位置。在本申请中，根据光纤2位于管体内的部分，以及光纤2中的扰动位置，可判断出扰动位置在管体中的位置，从而在预先构建的BIM管道模型中，可对扰动位置进行标记，被标记的扰动位置，就是管道发生破损、弯折或断裂等情况的位置。BIM管道模型是根据实际的管道直径、长度和地理位置进行构建的。
上述方法还包括：当出现扰动位置时，输出扰动位置对应管道的破损管道地理位置；根据扰动位置以及BIM管道模型中的检查井位置，计算得到距离扰动位置最近的检查井位置，将距离扰动位置最近的检查井位置作为维修检查井，输出维修检查井的维修检查井地理位置；输出扰动位置对应管道的管道直径；输出扰动位置距离维修检查井之间的维修距离。
其中，由于BIM管道模型是根据管道的实际地理位置所构建的，因此可以通过扰动位置，来判断出破损管道地理位置，破损管道地理位置的定位为管道发生破损、弯折或断裂等情况的位置。在BIM管道模型中，还构建有检查井，对应的检查井也具有地理位置。通过BIM模型构建系统，可计算出距离扰动位置最近的检查井位置，然后将距离扰动位置最近的检查井位置作为维修检查井。该维修检查井可以作为工作人员维修管道的优先检查井，计算机输出维修检查井的维修检查井地理位置，以便于工作人员达到该位置。扰动位置距离维修检查井之间的维修距离，可以通过BIM模型与实际管道的长度比例计算得到。输出管道直径和维修距离，减少了维修人员自行判断最近检查井所需的工作流程。输出管道直径和维修距离，便于维修人员准备维修材料和制定维修方案。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作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。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

Claims (8)

1.一种管道结构，其特征在于，包括管体，所述管体内设有沿其长度方向设有光纤(2)，所述光纤(2)伸出管体两端，所述光纤(2)伸出管体的一端连接激光器(3)、另一端连接处理器(4)。
2.根据权利要求1所述基于BIM的管道结构，其特征在于，所述光纤(2)周向阵列于所述管体侧壁。
3.根据权利要求2所述的管道结构，其特征在于，所述管体包括多个子管体(1)，多个所述子管体(1)轴向首尾连接，所述子管体(1)的内侧壁沿其长度方向设有凹槽(5)，所述光纤(2)设于所述凹槽(5)内，所述凹槽(5)内填充有覆盖层(6)。
4.根据权利要求3所述的管道结构，其特征在于，相邻两个子管体(1)之间的光纤(2)连接有光纤(2)连接器。
5.根据权利要求4所述的管道结构，其特征在于，所述光纤(2)连接器包括公接头(9)和母接头(8)，所述公接头(9)与所述母接头(8)分别位于所述光纤(2)的两端，且所述母接头(8)的端面未超出所述子管体(1)端面，所述公接头(9)端面超出所述子管体(1)端面，当所述公接头(9)与所述母接头(8)插接时，所述公接头(9)超出所述子管体(1)端面的部分位于所述母接头(8)内。
6.根据权利要求4所述的管道结构，其特征在于，所述子管体(1)两端外侧壁设有标记部(7)。
7.一种基于BIM的管道检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
处理器(4)接收激光器(3)发出的光波信号；
当光波信号中出现扰动信号时，对扰动信号进行定位，计算得到扰动位置；
将扰动位置于预先构建BIM管道模型中进行标记。
8.根据权利要求7所述的基于BIM的管道检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
当出现扰动位置时，输出扰动位置对应管道的破损管道地理位置；
根据扰动位置以及BIM管道模型中的检查井位置，计算得到距离扰动位置最近的检查井位置，将距离扰动位置最近的检查井位置作为维修检查井，输出维修检查井的维修检查井地理位置；
输出扰动位置对应管道的管道直径；
输出扰动位置距离维修检查井之间的维修距离。
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