CN116149238B - 一种市政管网智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及市政管网管理技术领域，具体涉及一种市政管网智能监控系统，包括监控中心和监控单元。监控单元包括采样机构、开关机构、压力检测机构、水质检测机构和通讯模块。采样机构与给水管道连通。压力检测机构设于采样机构，以用于在采样机构与给水管道连通时检测水压。水质检测机构与采样机构连通，以用于在采样机构和给水管道断开后将采样机构中的水送入水质检测机构进行检测。压力检测机构和水质检测机构均与通讯模块信号连接，通讯模块与监控中心通讯连接，以用于将压力检测机构和水质检测机构的检测结果发送至监控中心。其大大提高了对市政管网系统的给水管路的监控效果，使得对给水管路的监控更加及时、准确。

Description

一种市政管网智能监控系统

技术领域

本发明涉及市政管网管理技术领域，具体而言，涉及一种市政管网智能监控系统。

背景技术

市政管网系统非常庞大且复杂，传统的监管和维护工作都是靠人工巡检来完成，工作量非常大且效率低下，对管网系统的监控也不及时，监控效果很差。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种市政管网智能监控系统，其大大提高了对市政管网系统的给水管路的监控效果，使得对给水管路的监控更加及时、准确，便于准确、高效地维护给水管路的正常运转，保障了给水安全。

本发明的实施例是这样实现的：

一种市政管网智能监控系统，其包括：监控中心和监控单元。监控单元为若干并分布于管网的给水管道当中。监控单元包括：采样机构、开关机构、压力检测机构、水质检测机构和通讯模块。

采样机构设置于给水管道的侧壁并与给水管道连通，开关机构配合于给水管道并用于控制采样机构和给水管道之间的连通和断开。

压力检测机构设于采样机构，以用于在采样机构与给水管道连通时检测水压。水质检测机构与采样机构连通，以用于在采样机构和给水管道断开后将采样机构中的水送入水质检测机构进行检测。

压力检测机构和水质检测机构均与通讯模块信号连接，通讯模块与监控中心通讯连接，以用于将压力检测机构和水质检测机构的检测结果发送至监控中心。

进一步的，采样机构包括：基准管、柔性可伸缩波纹管和端板。

给水管道的侧壁开设有连通孔并由开关机构控制开闭。

基准管的一端端部环设于连通孔的口部并与给水管道的侧壁连接，基准管远离给水管道的一端封闭。压力检测机构设于基准管远离给水管道一端的内端壁。

柔性可伸缩波纹管设于基准管内并沿基准管的轴向设置，柔性可伸缩波纹管的一端端部环设于连通孔的口部并与连通孔连通，柔性可伸缩波纹管的另一端封闭。端板固定连接于柔性可伸缩波纹管远离连通孔的一端。

当开关机构控制连通孔开启后，给水管道内的水进入柔性可伸缩波纹管，柔性可伸缩波纹管伸展，端板与压力检测机构贴合，以实现对水压的检测。

进一步的，采样机构还包括：外壳、第一推动臂和驱动器。

外壳呈筒状并罩设于给水管道的外壁，外壳远离给水管道的一端封闭。采样机构位于外壳之内。

基准管开设有条形通孔，条形通孔贯穿其侧壁并沿其轴向延伸设置。端板固定连接有耳部，耳部经条形通孔伸出至基准管之外。第一推动臂可滑动地配合于外壳之内并由驱动器驱动，第一推动臂与耳部对应设置。

水质检测机构的进水口与连通孔的出口端连通。

当开关机构控制连通孔关闭后，驱动器控制第一推动臂将端板从基准管远离给水管道的一端推动至靠近给水管道的一端，以使柔性可伸缩波纹管中的水被送入水质检测机构。

进一步的，连通孔包括依次连通的第一孔段、第二孔段和第三孔段。第一孔段和第三孔段间隔、平行设置，第三孔段与基准管同轴设置。第二孔段垂直于第一孔段、第三孔段设置，第二孔段的直径小于第一孔段、第三孔段。第三孔段与柔性可伸缩波纹管连通，第一孔段与给水管道连通。第一孔段远离给水管道的管腔的一端与第二孔段之间留有间距。第一孔段远离给水管道的管腔的一端开设有与外壳的内腔连通的让位孔。

开关机构包括基板、导杆、控制芯和弹性件。基板固定设于第一孔段内并垂直于第一孔段的轴向设置，基板开设有过水孔。导杆垂直于基板设置，导杆贯穿并可滑动地配合于基板。控制芯固定连接于导杆远离给水管道的管腔的一端，控制芯与第一孔段的孔壁之间滑动密封。弹性件抵接于控制芯和基板之间。控制芯开设有控制孔，控制孔一端贯穿至控制芯靠近基板的一端端面，另一端贯穿至控制芯的侧壁。

采样机构还包括：第二推动臂，第二推动臂与让位孔对应设置，第二推动臂与驱动器传动配合。

自然状态下，控制芯抵接于第一孔段远离给水管道的管腔的一端，控制芯的侧壁将第二孔段封闭，连通孔关闭。驱动器用于控制第二推动臂伸入让位孔并将控制芯朝向基板推动，以使控制孔与第二孔段连通，连通孔开启。

进一步的，驱动器包括：伺服电机、第一丝杆、第一杆套、第二丝杆和第二杆套。第一丝杆和第二丝杆的螺纹的螺旋方向相反。

第一丝杆与第二丝杆同轴、固定连接且二者与基准管同轴设置，第一丝杆位于第二丝杆靠近基准管的一端。第一杆套螺纹配合于第一丝杆，第二杆套螺纹配合于第二丝杆。

第二丝杆可转动地配合于外壳，第二丝杆与伺服电机传动连接。沿基准管的轴向，第一杆套和第二杆套可滑动地配合于外壳。沿基准管的周向，第一杆套和第二杆套固定配合于外壳。第一推动臂与第一杆套固定连接，第二推动臂与第二杆套固定连接。

进一步的，第一丝杆的螺距大于第二丝杆的螺距。

进一步的，当第一推动臂运动至远离给水管道的一端止点时，第一推动臂与耳部分离。当第二推动臂运动至远离给水管道的一端止点时，第二推动臂与控制芯分离。

当伺服电机驱动第一推动臂推动耳部时，在第一推动臂与耳部接触之前，控制芯的侧壁已将第二孔段封闭，且控制芯与第一孔段之间仍具有间距。

进一步的，当第一推动臂运动至远离给水管道的一端止点时，第一推动臂与耳部分离。当第二推动臂运动至远离给水管道的一端止点时，第二推动臂与控制芯分离。

当伺服电机驱动第一推动臂推动耳部时，在第一推动臂与耳部接触刚接触后，控制孔与第二孔段即将断开。

本发明实施例的技术方案的有益效果包括：

本发明实施例提供的市政管网智能监控系统在使用过程中，利用伺服电机驱动第一推动臂朝远离给水管道的一侧运动，与此同时，第二推动臂逐步向控制芯靠近。

当第二推动臂推动控制芯使连通孔开启后，给水管道中的水能够顺利进入柔性可伸缩波纹管，并将端板推动至与压力检测机构贴合，完成水压检测。水压检测完毕后，伺服电机控制第一推动臂和第二推动臂复位，端板在靠近给水管道的同时，控制水质检测机构的进水口开启，端板就可以将柔性可伸缩波纹管中的水推入到水质检测机构当中，完成水质监测。

这样的话，通过伺服电机的一次性控制操作，可以同时完成对水压的检测和对水质的监测。

总体而言，本发明实施例提供的市政管网智能监控系统大大提高了对市政管网系统的给水管路的监控效果，使得对给水管路的监控更加及时、准确，便于准确、高效地维护给水管路的正常运转，保障了给水安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的市政管网智能监控系统的构成示意图；

图2为本发明实施例提供的市政管网智能监控系统的监控单元与给水管道的配合示意图(连通孔关闭)；

图3为本发明实施例提供的市政管网智能监控系统的监控单元与给水管道的配合示意图(连通孔开启)；

图4为本发明实施例提供的市政管网智能监控系统的基准管处的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的市政管网智能监控系统的连通孔处的结构示意图。

附图标记说明：

市政管网智能监控系统1000；监控中心100；监控单元200；采样机构300；基准管310；条形通孔311；柔性可伸缩波纹管320；端板330；耳部331；外壳340；第一推动臂350；第二推动臂360；伺服电机371；第一丝杆372；第一杆套373；第二丝杆374；第二杆套375；开关机构400；基板410；导杆420；控制芯430；控制孔431；弹性件440；压力检测机构500；进水口600；给水管道700；连通孔710；第一孔段711；第二孔段712；第三孔段713；让位孔714。

具体实施方式

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

实施例

请参照图1～图5，本实施例提供一种市政管网智能监控系统1000，市政管网智能监控系统1000包括：监控中心100和监控单元200。监控单元200为若干并分布于管网的给水管道700当中。

监控单元200包括：采样机构300、开关机构400、压力检测机构500、水质检测机构(图中未示出)和通讯模块(图中未示出)。

采样机构300设置于给水管道700的侧壁并与给水管道700连通，开关机构400配合于给水管道700并用于控制采样机构300和给水管道700之间的连通和断开。

压力检测机构500设于采样机构300，以用于在采样机构300与给水管道700连通时检测水压。水质检测机构与采样机构300连通，以用于在采样机构300和给水管道700断开后将采样机构300中的水送入水质检测机构进行检测。

压力检测机构500和水质检测机构均与通讯模块信号连接，通讯模块与监控中心100通讯连接，以用于将压力检测机构500和水质检测机构的检测结果发送至监控中心100。

总体而言，市政管网智能监控系统1000大大提高了对市政管网系统的给水管路的监控效果，使得对给水管路的监控更加及时、准确，便于准确、高效地维护给水管路的正常运转，保障了给水安全。

具体在本事实例中，采样机构300包括：基准管310、柔性可伸缩波纹管320和端板330。

给水管道700的侧壁开设有连通孔710并由开关机构400控制开闭。

基准管310的一端端部环设于连通孔710的口部并与给水管道700的侧壁连接，基准管310远离给水管道700的一端封闭。压力检测机构500设于基准管310远离给水管道700一端的内端壁。压力检测机构500包括但不限于压力传感器。

柔性可伸缩波纹管320设于基准管310内并沿基准管310的轴向设置，柔性可伸缩波纹管320的一端端部环设于连通孔710的口部并与连通孔710连通，柔性可伸缩波纹管320的另一端封闭。端板330固定连接于柔性可伸缩波纹管320远离连通孔710的一端。

当开关机构400控制连通孔710开启后，给水管道700内的水进入柔性可伸缩波纹管320，柔性可伸缩波纹管320伸展，端板330与压力检测机构500贴合，以实现对水压的检测。其中，柔性可伸缩波纹管320完全伸展开的长度大于基准管310的长度。

进一步的，采样机构300还包括：外壳340、第一推动臂350和驱动器。

外壳340呈筒状并罩设于给水管道700的外壁，外壳340远离给水管道700的一端封闭。采样机构300位于外壳340之内。

基准管310开设有条形通孔311，条形通孔311贯穿其侧壁并沿其轴向延伸设置。端板330固定连接有耳部331，耳部331经条形通孔311伸出至基准管310之外。第一推动臂350可滑动地配合于外壳340之内并由驱动器驱动，第一推动臂350与耳部331对应设置。

水质检测机构的进水口600与连通孔710的出口端连通。

当开关机构400控制连通孔710关闭后，驱动器控制第一推动臂350将端板330从基准管310远离给水管道700的一端推动至靠近给水管道700的一端，以使柔性可伸缩波纹管320中的水被送入水质检测机构。

其中，连通孔710包括依次连通的第一孔段711、第二孔段712和第三孔段713。第一孔段711和第三孔段713间隔、平行设置，第三孔段713与基准管310同轴设置。第二孔段712垂直于第一孔段711、第三孔段713设置，第二孔段712的直径小于第一孔段711、第三孔段713。第三孔段713与柔性可伸缩波纹管320连通，第一孔段711与给水管道700连通。第一孔段711远离给水管道700的管腔的一端与第二孔段712之间留有间距。第一孔段711远离给水管道700的管腔的一端开设有与外壳340的内腔连通的让位孔714。

开关机构400包括基板410、导杆420、控制芯430和弹性件440。基板410固定设于第一孔段711内并垂直于第一孔段711的轴向设置，基板410开设有过水孔(图中未示出)。导杆420垂直于基板410设置，导杆420贯穿并可滑动地配合于基板410。控制芯430固定连接于导杆420远离给水管道700的管腔的一端，控制芯430与第一孔段711的孔壁之间滑动密封。弹性件440抵接于控制芯430和基板410之间。控制芯430开设有控制孔431，控制孔431一端贯穿至控制芯430靠近基板410的一端端面，另一端贯穿至控制芯430的侧壁。

采样机构300还包括：第二推动臂360，第二推动臂360与让位孔714对应设置，第二推动臂360与驱动器传动配合。

自然状态下，控制芯430抵接于第一孔段711远离给水管道700的管腔的一端，控制芯430的侧壁将第二孔段712封闭，连通孔710关闭。驱动器用于控制第二推动臂360伸入让位孔714并将控制芯430朝向基板410推动，以使控制孔431与第二孔段712连通，连通孔710开启。

具体的，驱动器包括：伺服电机371、第一丝杆372、第一杆套373、第二丝杆374和第二杆套375。第一丝杆372和第二丝杆374的螺纹的螺旋方向相反。

第一丝杆372与第二丝杆374同轴、固定连接且二者与基准管310同轴设置，第一丝杆372位于第二丝杆374靠近基准管310的一端。第一杆套373螺纹配合于第一丝杆372，第二杆套375螺纹配合于第二丝杆374。

第二丝杆374可转动地配合于外壳340，第二丝杆374与伺服电机371传动连接。沿基准管310的轴向，第一杆套373和第二杆套375可滑动地配合于外壳340。沿基准管310的周向，第一杆套373和第二杆套375固定配合于外壳340。第一推动臂350与第一杆套373固定连接，第二推动臂360与第二杆套375固定连接。

第一丝杆372的螺距大于第二丝杆374的螺距。当第一推动臂350运动至远离给水管道700的一端止点时，第一推动臂350与耳部331分离。当第二推动臂360运动至远离给水管道700的一端止点时，第二推动臂360与控制芯430分离。

当伺服电机371驱动第一推动臂350推动耳部331时，在第一推动臂350与耳部331接触之前，控制芯430的侧壁已将第二孔段712封闭，且控制芯430与第一孔段711之间仍具有间距。

当第一推动臂350将端板330推动至基准管310靠近给水管道700的一端时，第二推动臂360与控制芯430分离，连通孔710关闭。在使用过程中，利用伺服电机371驱动第一推动臂350朝远离给水管道700的一侧运动，与此同时，第二推动臂360逐步向控制芯430靠近。

当第二推动臂360推动控制芯430使连通孔710开启后，给水管道700中的水能够顺利进入柔性可伸缩波纹管320，并将端板330推动至与压力检测机构500贴合，完成水压检测。水压检测完毕后，伺服电机371控制第一推动臂350和第二推动臂360复位，端板330在靠近给水管道700的同时，控制水质检测机构的进水口600开启，端板330就可以将柔性可伸缩波纹管320中的水推入到水质检测机构当中，完成水质监测。

这样的话，通过伺服电机371的一次性控制操作，可以同时完成对水压的检测和对水质的监测。

在本发明其他的实施例中，还可以是：当第一推动臂350运动至远离给水管道700的一端止点时，第一推动臂350与耳部331分离。当第二推动臂360运动至远离给水管道700的一端止点时，第二推动臂360与控制芯430分离。当伺服电机371驱动第一推动臂350推动耳部331时，在第一推动臂350与耳部331接触刚接触后，控制孔431与第二孔段712即将断开。通过该设计，可以更有效控制每次进入到水质检测机构中的水量，避免浪费。

需要说明的是，水质检测机构可以采用水质自动监测分析仪，且不限于此。

综上所述，本发明实施例提供的市政管网智能监控系统1000大大提高了对市政管网系统的给水管路的监控效果，使得对给水管路的监控更加及时、准确，便于准确、高效地维护给水管路的正常运转，保障了给水安全。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种市政管网智能监控系统，其特征在于，包括：监控中心和监控单元；所述监控单元为若干并分布于管网的给水管道当中；所述监控单元包括：采样机构、开关机构、压力检测机构、水质检测机构和通讯模块；

所述采样机构设置于所述给水管道的侧壁并与所述给水管道连通，所述开关机构配合于所述给水管道并用于控制所述采样机构和所述给水管道之间的连通和断开；

所述压力检测机构设于所述采样机构，以用于在所述采样机构与所述给水管道连通时检测水压；所述水质检测机构与所述采样机构连通，以用于在所述采样机构和所述给水管道断开后将所述采样机构中的水送入所述水质检测机构进行检测；

所述压力检测机构和所述水质检测机构均与所述通讯模块信号连接，所述通讯模块与所述监控中心通讯连接，以用于将所述压力检测机构和所述水质检测机构的检测结果发送至所述监控中心；

所述采样机构包括：基准管、柔性可伸缩波纹管和端板；

所述给水管道的侧壁开设有连通孔并由所述开关机构控制开闭；

所述基准管的一端端部环设于所述连通孔的口部并与所述给水管道的侧壁连接，所述基准管远离所述给水管道的一端封闭；所述压力检测机构设于所述基准管远离所述给水管道一端的内端壁；

所述柔性可伸缩波纹管设于所述基准管内并沿所述基准管的轴向设置，所述柔性可伸缩波纹管的一端端部环设于所述连通孔的口部并与所述连通孔连通，所述柔性可伸缩波纹管的另一端封闭；所述端板固定连接于所述柔性可伸缩波纹管远离所述连通孔的一端；

当所述开关机构控制所述连通孔开启后，所述给水管道内的水进入所述柔性可伸缩波纹管，所述柔性可伸缩波纹管伸展，所述端板与所述压力检测机构贴合，以实现对水压的检测；

所述采样机构还包括：外壳、第一推动臂和驱动器；

所述外壳呈筒状并罩设于所述给水管道的外壁，所述外壳远离所述给水管道的一端封闭；所述采样机构位于所述外壳之内；

所述基准管开设有条形通孔，所述条形通孔贯穿其侧壁并沿其轴向延伸设置；所述端板固定连接有耳部，所述耳部经所述条形通孔伸出至所述基准管之外；所述第一推动臂可滑动地配合于所述外壳之内并由所述驱动器驱动，所述第一推动臂与所述耳部对应设置；

所述水质检测机构的进水口与所述连通孔的出口端连通；

当所述开关机构控制所述连通孔关闭后，所述驱动器控制所述第一推动臂将所述端板从所述基准管远离所述给水管道的一端推动至靠近所述给水管道的一端，以使所述柔性可伸缩波纹管中的水被送入所述水质检测机构；

所述连通孔包括依次连通的第一孔段、第二孔段和第三孔段；所述第一孔段和所述第三孔段间隔、平行设置，所述第三孔段与所述基准管同轴设置；所述第二孔段垂直于所述第一孔段、所述第三孔段设置，所述第二孔段的直径小于所述第一孔段、所述第三孔段；所述第三孔段与所述柔性可伸缩波纹管连通，所述第一孔段与所述给水管道连通；所述第一孔段远离所述给水管道的管腔的一端与所述第二孔段之间留有间距；所述第一孔段远离所述给水管道的管腔的一端开设有与所述外壳的内腔连通的让位孔；

所述开关机构包括基板、导杆、控制芯和弹性件；所述基板固定设于所述第一孔段内并垂直于所述第一孔段的轴向设置，所述基板开设有过水孔；所述导杆垂直于所述基板设置，所述导杆贯穿并可滑动地配合于所述基板；所述控制芯固定连接于所述导杆远离所述给水管道的管腔的一端，所述控制芯与所述第一孔段的孔壁之间滑动密封；所述弹性件抵接于所述控制芯和所述基板之间；所述控制芯开设有控制孔，所述控制孔一端贯穿至所述控制芯靠近所述基板的一端端面，另一端贯穿至所述控制芯的侧壁；

所述采样机构还包括：第二推动臂，所述第二推动臂与所述让位孔对应设置，所述第二推动臂与所述驱动器传动配合；

自然状态下，所述控制芯抵接于所述第一孔段远离所述给水管道的管腔的一端，所述控制芯的侧壁将所述第二孔段封闭，所述连通孔关闭；所述驱动器用于控制所述第二推动臂伸入所述让位孔并将所述控制芯朝向所述基板推动，以使所述控制孔与所述第二孔段连通，所述连通孔开启；

所述驱动器包括：伺服电机、第一丝杆、第一杆套、第二丝杆和第二杆套；所述第一丝杆和所述第二丝杆的螺纹的螺旋方向相反；

所述第一丝杆与所述第二丝杆同轴、固定连接且二者与所述基准管同轴设置，所述第一丝杆位于所述第二丝杆靠近所述基准管的一端；所述第一杆套螺纹配合于所述第一丝杆，所述第二杆套螺纹配合于所述第二丝杆；

所述第二丝杆可转动地配合于所述外壳，所述第二丝杆与所述伺服电机传动连接；沿所述基准管的轴向，所述第一杆套和所述第二杆套可滑动地配合于所述外壳；沿所述基准管的周向，所述第一杆套和所述第二杆套固定配合于所述外壳；所述第一推动臂与所述第一杆套固定连接，所述第二推动臂与所述第二杆套固定连接；

所述第一丝杆的螺距大于所述第二丝杆的螺距；

当第一推动臂运动至远离所述给水管道的一端止点时，所述第一推动臂与所述耳部分离；当所述第二推动臂运动至远离所述给水管道的一端止点时，所述第二推动臂与所述控制芯分离；

当所述伺服电机驱动所述第一推动臂推动所述耳部时，在所述第一推动臂与所述耳部接触之前，所述控制芯的侧壁已将所述第二孔段封闭，且所述控制芯与所述第一孔段之间仍具有间距；

当第一推动臂运动至远离所述给水管道的一端止点时，所述第一推动臂与所述耳部分离；当所述第二推动臂运动至远离所述给水管道的一端止点时，所述第二推动臂与所述控制芯分离；

当所述伺服电机驱动所述第一推动臂推动所述耳部时，在所述第一推动臂与所述耳部接触刚接触后，所述控制孔与所述第二孔段即将断开。

Images