CN116308289A - 一种基于地下管道数据的管道维检方法 - Google Patents

一种基于地下管道数据的管道维检方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于地下管道数据的管道维检方法，涉及管道维检技术领域，构建服务器，用于处理管道泄漏警报信号和存储信息；检测管道是否存在泄漏情况，若管道存在泄漏情况，则计算出泄漏的具体位置，以便技术人员进行管道维修，大大节省了技术人员的排查时间；对泄漏管道中的水流进行水质分析，判断泄漏管道中是否存在污染现象；若泄漏管道存在污染现象，则对泄漏管道进行紧急抢修，从而防止管道泄漏带来的污染发送大面积扩散，降低对附近的水质的影响。

Description

一种基于地下管道数据的管道维检方法
技术领域
本发明涉及管道维检技术领域，具体是一种基于地下管道数据的管道维检方法。
背景技术
社区的生活用水管道保障居民的日常用水需求，是维护社区运营的重要基础设施，一旦生活用水管道发生泄漏等故障，往往会导致居民用水受阻或居民用水受到污染，严重影响社区的生活秩序，对居民的日常起居生活造成不变，严重的还对居民存在健康隐患；
现有技术中，社区的生活用水管道虽然能为居民提供干净的水源，但随着社区建筑和基础设施的老化，社区的生活用水管道存在破裂泄漏的可能，为能及时发现管道泄漏和排查管道泄漏处是否存在污染源，为此，现提供一种基于地下管道数据的管道维检方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于地下管道数据的管道维检方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于地下管道数据的管道维检方法，包括以下步骤：
步骤S1：构建服务器，用于处理管道泄漏警报信号和存储信息；
步骤S2：检测管道是否存在泄漏情况，若管道存在泄漏情况，判断管道泄漏的具体位置；
步骤S3：对泄漏管道中的水流进行水质分析，判断泄漏管道中是否存在污染现象；
步骤S4：若泄漏管道存在污染现象，则对泄漏管道进行紧急抢修。
进一步的，所述服务器包括服务终端、数据库；
所述服务终端用于处理管道泄漏警报信号；
所述数据库用于存储管道信息、传感器信息、抢修装置信息和合格水质信息。
进一步的，所述数据库包括管道信息单元、传感器信息单元、抢修装置信息单元和合格水质信息列表；
所述管道信息单元用于存储管道的基本信息；所述基本信息包括管道编号、管道型号、管道尺寸；所述管道编号标记的管道均按照编号顺序依次相邻；
所述传感器信息单元用于存储传感器的基本信息；所述基本信息包括传感器编号、传感器型号、传感器尺寸；所述传感器编号与管道编号相对应；所述传感器信息单元包括光纤传感器信息单元和水质传感器信息单元；
所述抢修装置信息单元用于存储抢修装置的基本信息，所述基本信息包括装置编号、装置型号、装置尺寸；所述装置编号与管道编号相对应；
所述合格水质信息列表用于存储水质检测项目及其对应的限值。
进一步的，检测管道是否存在泄漏情况的过程包括：
将光缆布设在管道内，激光器置于光缆终端，向光缆中的光纤发射两束光作为光信号，所述光信号分别为传感光和参考光，则传感光和参考光在光纤中运输；
传感光和参考光在光纤中发生干涉后，生成干涉信号；
所述光纤传感器分别于各个管道的左侧端口，并通过光复用技术并联接在光缆上，用于捕获光纤的干涉信号强度；
若光纤传感器捕获到的干涉信号强度发生变化，则所述光纤传感器所在位置的管道存在泄漏情况。
进一步的，判断管道泄漏具体位置的过程为：
设定管道上存在泄漏点，光纤传感器位于管道的两端；
假设左侧端口的光纤传感器到泄漏点的距离为x，两个光纤传感器之间的距离为y，y为管道长度；
其中，光信号在光纤的传播速度为v，若两端的光纤传感器捕获到干涉信号强度发生变化的时间分别为t1和t2，则时间差为|t2-t1|，获得泄漏点距离左侧端口的光纤传感器的距离。
进一步的，对泄漏管道中的水流进行水质分析的过程包括：
水质传感器对管道进行实时水质监测，实时获取检测管道中的水质情况数据；
当水质传感器获得管道中的水质情况数据后，从数据库中调取合格水质信息列表，将所述水质情况数据与合格水质信息列表中的限值进行一一比对；
若水质传感器检测到的水质情况数据中的数值均在合格水质信息列表的限值范围内，则管道水源为合格水质；
若水质传感器检测到的水质情况数据中存在一项数值超出合格水质信息列表的限值范围，则管道水源存在污染现象。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：对泄漏管道中的水流进行水质分析，判断管道的泄漏点是否存在污染现象；若泄漏点存在污染现象，则对泄漏管道进行紧急抢修，隔离污染源，从而防止管道泄漏带来的污染发送大面积扩散，降低对附近的水质的影响，保证附近居民的正常用水。
附图说明
图1为本发明的原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于地下管道数据的管道维检方法，包括以下步骤：
步骤S1：构建服务器，用于处理管道泄漏警报信号和存储信息；
步骤S2：检测管道是否存在泄漏情况，若管道存在泄漏情况，判断管道泄漏的具体位置；
步骤S3：对泄漏管道中的水流进行水质分析，判断泄漏管道中是否存在污染现象；
步骤S4：若泄漏管道存在污染现象，则对泄漏管道进行紧急抢修；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述服务器的构建过程包括：
所述服务器包括服务终端、数据库；
所述服务终端用于处理管道泄漏警报信号；
所述数据库用于存储管道信息、传感器信息、抢修装置信息和合格水质信息；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述数据库的构建包括：
所述数据库包括管道信息单元、传感器信息单元、抢修装置信息单元和合格水质信息列表；
所述管道信息单元用于存储管道的基本信息；所述基本信息包括管道编号、管道型号、管道尺寸；所述管道编号标记的管道均按照编号顺序依次相邻；
所述传感器信息单元包括光纤传感器信息单元和水质传感器信息单元；
所述光纤传感器信息单元用于存储光纤传感器的基本信息，所述基本信息包括传感器编号、传感器型号、传感器尺寸；所述传感器编号与管道编号相对应；
所述水质传感器信息单元用于存储水质传感器的基本信息，所述基本信息包括传感器编号、传感器型号、传感器尺寸；所述传感器编号与管道编号相对应；
所述抢修装置信息单元用于存储抢修装置的基本信息，所述基本信息包括装置编号、装置型号、装置尺寸；所述装置编号与管道编号相对应，即n号管道、n号光纤传感器、n号水质传感器与n号抢修装置相互适配；
所述合格水质信息列表用于存储水质检测项目及其对应的限值；所述水质检测项目为生态环境部发布的CJ3020-93号文件中指定水源所需检测项目；所述限值均为CJ3020-93号文件中的一级限值；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，检测管道是否存在泄漏情况的过程包括：
将光缆布设在管道内，激光器置于光缆终端，向光缆中的光纤发射两束光作为光信号，所述光信号分别为传感光和参考光，则传感光和参考光在光纤中运输；
传感光和参考光在光纤中发生干涉后，生成干涉信号；
所述光纤传感器分别于各个管道的左侧端口，并通过光复用技术并联接在光缆上，用于捕获光纤的干涉信号强度；同时，光纤传感器通过调理电路连接服务终端，向服务终端反馈管道信息；
当管道发生泄漏时，由泄漏激发的声波作用于光纤引起光纤的光信号调制，使光纤中的传感光相位发生变化，从而使光纤传感器捕获的干涉信号强度发生变化；
若一个光纤传感器捕获到干涩信号强度发生变化，则忽略不计；
若两个光纤传感器捕获到的干涉信号强度发生变化，则所述光纤传感器所在位置的管道存在泄漏情况；
设定n号管道上存在泄漏点A，n号光纤传感器位于n号管道的左侧端口，n+1号光纤传感器位于n号管道的右侧端口；
n号光纤传感器和n+1号光纤传感器原本应捕获到的干涉信号强度为
Figure BDA0004143381040000051
其中Is0为传感光强度，Ir0为参考光强度，θ0为传感光和参考光固有的相位差；
当n号管道上存在泄漏点A时，由A发出的声波作用于n号管道的光纤，使传感光的相位发生Δθ量的变化，导致光纤中的干涉信号强度发生变化，此时，n号光纤传感器和n+1号光纤传感器检测到的干涉信号强度为
Figure BDA0004143381040000061
当n号光纤传感器和n+1号光纤传感器捕获到干涉信号强度发生变化时，n号光纤传感器和n+1号光纤传感器分别向服务终端发送“附近发生泄漏”的管道泄漏警报信号；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，若管道存在泄漏情况，则获取管道泄漏具体位置的过程为：
所述服务终端接收到n号光纤传感器和n+1号光纤传感器发送的管道泄漏警报信号，判断出n号管道发生泄漏；
并根据接收到n号光纤传感器和n+1号光纤传感器的管道泄漏警报信号的不同时间，计算出管道泄漏点的具体位置；
假设n号光纤传感器到A点的距离为x，n号光纤传感器到n+1号光纤传感器的距离为y，y为n号管道长度，所述管道长度由管道信息单元中的管道尺寸决定；
其中，光信号在光纤的传播速度为v，若n号光纤传感器捕获到干涉信号强度发生变化的时间为t1，n+1号光纤传感器捕获到干涉信号强度发生变化的时间为t2，则时间差为|t2-t1|，通过计算公式可获得A点距离n号光纤传感器的距离；
所述计算公式为
Figure BDA0004143381040000062
其中，c是光在真空中传播的速度，n是光纤的折射率；
所述服务终端计算出泄漏的具体位置后，显示“n号管道距离左侧端口x处存在泄漏情况”预警信息，并通过数据库查询出与n号光纤传感器和n+1号光纤传感器相适配的水质传感器，所述水质传感器为n号水质传感器和n+1号水质传感器，向n号水质传感器和n+1号水质传感器发送水质检测请求；
若n号水质传感器和n+1号水质传感器其中一个水质传感器反馈的信息为“水质正常”，则显示预警信息即可；
若n号水质传感器和n+1号水质传感器其中一个水质传感器反馈的信息为“存在污染现象”，则通过数据库查询出n号水质传感器和n+1号水质传感器相适配的抢修装置，所述抢修装置为n号抢修装置和n+1号抢修装置，向n号抢修装置和n+1号抢修装置发送紧急抢修信号；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，对泄漏管道中的水流进行水质分析的过程包括：
所述水质传感器根据传感器编号安装固定在管道中，即n号水质传感器安装在n号光纤传感器左侧；
当n号水质传感器和n+1号水质传感器在接收到水质检测请求后，将对管道进行实时水质监测，实时获取检测管道中的水质情况数据；
当n号水质传感器和n+1号水质传感器在获得管道中的水质情况数据后，从数据库中调取合格水质信息列表，将所述水质情况数据与合格水质信息列表中的限值进行一一比对；
若n号水质传感器和n+1号水质传感器检测到的水质情况数据中的数值均在合格水质信息列表的限值范围内，则n号管道水源为合格水质，n号水质传感器和n+1号水质传感器向服务终端反馈“水质正常”信息；
若n号水质传感器或n+1号水质传感器检测到的水质情况数据中存在一项数值超出合格水质信息列表的限值范围，则n号管道水源存在污染现象，由检测出水质情况数据中数值超出限制范围的水质传感器向服务终端发送“存在污染现象”信息；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，对泄漏管道进行紧急抢修的具体过程包括：
当n号抢修装置和n+1号抢修装置接收到紧急抢修信号后，对装置内部的吸水树脂进行释放，吸水树脂在接触到水源后迅速膨胀，对管道进行堵塞，达到将污染源隔绝于水源的目的。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于地下管道数据的管道维检方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：构建服务器，用于处理管道泄漏警报信号和存储信息；
步骤S2：检测管道是否存在泄漏情况，若管道存在泄漏情况，判断管道泄漏的具体位置；
步骤S3：对泄漏管道中的水流进行水质分析，判断泄漏管道中是否存在污染现象；
步骤S4：若泄漏管道存在污染现象，则对泄漏管道进行紧急抢修。
2.根据权利要求1所述的一种基于地下管道数据的管道维检方法，其特征在于，所述服务器包括服务终端、数据库；
所述数据库用于存储管道信息、传感器信息、抢修装置信息和合格水质信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于地下管道数据的管道维检方法，其特征在于，所述数据库包括管道信息单元、传感器信息单元、抢修装置信息单元和合格水质信息列表；
所述管道信息单元用于存储管道的基本信息；所述基本信息包括管道编号、管道型号、管道尺寸；所述管道编号标记的管道均按照编号顺序依次相邻；
所述传感器信息单元用于存储传感器的基本信息；所述基本信息包括传感器编号、传感器型号、传感器尺寸；所述传感器编号与管道编号相对应；所述传感器信息单元包括光纤传感器信息单元和水质传感器信息单元；
所述抢修装置信息单元用于存储抢修装置的基本信息，所述基本信息包括装置编号、装置型号、装置尺寸；所述装置编号与管道编号相对应；
所述合格水质信息列表用于存储水质检测项目及其对应的限值。
4.根据权利要求3所述的一种基于地下管道数据的管道维检方法，其特征在于，检测管道是否存在泄漏情况的过程包括：
将光缆布设在管道内，激光器置于光缆终端，向光缆中的光纤发射两束光作为光信号，所述光信号分别为传感光和参考光，则传感光和参考光在光纤中运输；
传感光和参考光在光纤中发生干涉后，生成干涉信号；
所述光纤传感器分别于各个管道的左侧端口，并通过光复用技术并联接在光缆上，用于捕获光纤的干涉信号强度；
若一个光纤传感器捕获到干涉信号强度发生变化，则忽略不计；
若两个光纤传感器捕获到的干涉信号强度发生变化，则所述光纤传感器所在位置的管道存在泄漏情况。
5.根据权利要求4所述的一种基于地下管道数据的管道维检方法，其特征在于，判断管道泄漏具体位置的过程为：
设定管道上存在泄漏点，光纤传感器位于管道的两端；
获得两个光纤传感器之间的距离以及光信号在光纤的传播速度；
分别获取两端的光纤传感器捕获到干涉信号强度发生变化的时间，获得对应的时间差，进而获得泄漏点距离左侧端口的光纤传感器的距离。
6.根据权利要求5所述的一种基于地下管道数据的管道维检方法，其特征在于，对泄漏管道中的水流进行水质分析的过程包括：
水质传感器对管道进行实时水质监测，实时获取检测管道中的水质情况数据；
当水质传感器获得管道中的水质情况数据后，从数据库中调取合格水质信息列表，将所述水质情况数据与合格水质信息列表中的限值进行一一比对；
若水质传感器检测到的水质情况数据中的数值均在合格水质信息列表的限值范围内，则管道水源为合格水质；
若水质传感器检测到的水质情况数据中存在一项数值超出合格水质信息列表的限值范围，则管道水源存在污染现象。
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