CN204592882U - 一种管道交接管件渗漏检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道交接管件渗漏检测装置，包括中央控制器、分别与中央控制器连接的四个雨水传感器以及告警单元；四个雨水传感器分别为雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C和雨水传感器D，所述雨水传感器D安装于管道交接管件重力垂直最下方位置，所述雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C分别安装在管道交接管件上方、左侧和右侧位置；雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C模拟信号输出端分别连接中央控制器的模拟信号I/O端口，雨水传感器D数字信号输出端连接中央控制器的数字信号I/O端口。通过四个雨水传感器进行组合探测管道交接管件，判断出管道交接管件从潮湿、有水到渗水的情况，实现趋势预报告警功能。

Description

一种管道交接管件渗漏检测装置

技术领域

本实用新型涉及管道漏水检测领域，特别涉及一种管道交接管件渗漏检测装置。

背景技术

给水官网是给水工程中向用户输水和配水的管道系统，由管道、管道间交接管件以及附属设施等组成，其中管道间的交接管件有法兰、闸阀、排气阀和排水阀等，附属设施有调节构筑物(水池、水塔或水柱)和给水泵站等。水管网是供水系统中的重要组成部分，给水管网的安全运行直接关系供水企业的经济效益和可持续发展。给水管道敷设于地下、街道、楼宇等各个地方，由于开始的管道施工质量，加上官网使用年限的不断增长，地质结构的变化，外界压力变化等各种因素共同作用下，管道以及管道交接管件难以避免会产生裂缝导致管道漏水，漏水可在任何建筑物中经常发生，一旦发生，就可能造成重大损失。通信运营上的基站、机房等场地发生的任何一次漏水如不能及时的发现和排除，所造成的不仅仅是电路短路、设备损坏，而且会造成重要数据的损坏丢失、业务中断等无法估计的严重后果。

为节约水资源，降低供水成本，提高经济效益，减少漏水对室内室外、建筑设施、通信运营上的基站、机房等的危害，排除由于漏水原因造成的安全隐患，需要一套科学的漏水检测系统。目前，漏水检测一般采用捡漏绳(漏水应用线)与水位探测(容器式)两种方式，使用范围一般用于建筑物地库集水井或者地埋式官管网，一部分产品移植应用到水泵机房、设备间机房、基站等。

目前，中高端集控式漏水检测系统一般采用捡漏绳探测，由一条检测液体泄漏的感应线缆和一个带定位(或非定位)显示报警的嵌入式控制器构成。当泄漏发生时，控制器检测到感应线缆电子信号的变化，经微处理器处理后，显示泄漏的精确位置，同时启动报警。感应线缆由四根不同类型导线植入特种聚合物中，其中两根彩色线是低电阻表面绝缘线；两根黑线由非金属导电聚合物加工而成，其单位长度电阻被精密加工并为定值，具有极高的抗腐蚀性和耐磨性。在无泄漏时，其中两根导线间电流为正常，当感应线缆被泄漏液体浸泡，则两根导电聚合物之间被短接，并使所测电流值发生变化，从而被漏水控制器捕捉测量到这些电子信号。通常控制器可监控长达(精确有效)100米左右的漏液感应线。一旦检测到液体，控制器即显示并触发继电器控制外围设备。通常通过RS485接口与监控系统进行通信，控制器既可作为单独运行的泄漏检测报警单元使用，也可与其它集成采集主机联网使用。但是这种漏水检测系统采用基于点的一维判断，以漏水发生和未发生，即“漏”和“不漏”为基础进行信号判断，均属于事后告警范畴，特别是针对高精密度机房、通信基站的设备安全隐患管理不能做出预报处理，并且通过单点一维探测容易造成告警信息误报，因此不能保障设备完全的安全运行。而且这种漏水系统在实施过程中会涉及到综合布线、告警距离、定位、组网等问题受机房地理环境条件限制而造成成本高、维护门槛高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种管道交接管件渗漏检测装置，该装置保留渗漏检测功能的同时，实现从潮湿、有水到渗水的级别告警，通过潮湿和有水告警对渗水情况进行了事先的预警侦测，进一步保障了高精密度机房、通信基站等地方的设备安全运行。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种管道交接管件渗漏检测装置，包括中央控制器，还包括分别与中央控制器连接的四个雨水传感器以及告警单元；

所述四个雨水传感器分别为雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C和雨水传感器D，所述雨水传感器D安装于管道交接管件重力垂直最下方位置，所述雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C分别安装在管道交接管件上方、左侧和右侧位置；

所述雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C模拟信号输出端分别连接中央控制器的模拟信号I/O端口，所述雨水传感器D数字信号输出端连接中央控制器的数字信号I/O端口。

优选的，还包括与中央控制器连接的湿度传感器，所述湿度传感器设置在管道交接管件周围。

优选的，所述告警单元包括分别通过电阻与中央控制器I/O端口连接的三路LED指示灯，所述三路LED指示灯分别为第一LED指示灯、第二LED指示灯和第三LED指示灯。

优选的，第一LED指示灯为红色LED指示灯，所述第二LED指示灯为黄色LED指示灯，所述第三LED指示灯为蓝色LED指示灯。

优选的，所述告警单元包括分别通过外围控制电路与中央控制器连接的多个灯泡；

所述外围控制电路包括光耦合器和继电器，光耦合器的输入端连接中央控制器的I/O端口，所述光耦合器的输出端通过继电器连接灯泡。

更进一步的，所述光耦合器为TLP521，TLP521的引脚1连接直流电源，引脚2连接中央控制器的I/O端口，引脚4连接直流电源，引脚3通过电阻R2连接NPN三极管的基极，NPN三极管的基极通过电阻R3和发射极连接，NPN三极管发射极接地，NPN三极管集电极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极接直流电源，继电器的线圈两端分别与二极管D1两端连接；继电器的动触点连接电源和灯泡后与常开触点连接，继电器的常闭触点接地。

更进一步的，所述灯泡的个数为三个，分别为第一灯泡、第二灯泡和第三灯泡，其中第一灯泡、第二灯泡和第三灯泡各自分别通过外围控制电路连接中央控制器的I/O端口。

更进一步的，所述第一灯泡为红色灯泡，第二灯泡为黄色灯泡，第三灯泡为蓝色灯泡。

优选的，所述告警单元包括与中央控制器输出端连接的嗡鸣器，其中嗡鸣器的一端连接直流电源，另一端连接PNP三极管的发射极，PNP三极管的基极通过电阻连接中央控制器的I/O端口，PNP三极管的集电极接地。

优选的，还包括网络控制器，所述网络控制器采用W5200模块嵌入式TCP/IP以太网接口模块，通过SPI接口与中央控制器连接；所述中央控制器通过网络控制器连接移动终端或PC端。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本实用新型通过四个雨水传感器进行组合探测管道交接管件，通过四个雨水传感器实现了基于点的三维立体组合判断，采用了探测雨水量参数的细化分析功能，判断出管道交接管件从潮湿、有水到渗水的情况，以实现级别告警。通过潮湿和有水告警对渗水情况进行事先的预告警侦测，实现趋势预报告警功能，进一步保障了高精密度机房、通信基站等地方的设备安全运行，具有综合布线简单，维护成本低的优点。

(2)本实用新型通过湿度传感器对管道交接管件周围环境的湿度进行了检测，本实用新型检测装置可以根据湿度对雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C检测到的模拟信号对应雨水量参数值进行了自动调整，提高了雨水传感器告警灵敏度参数，避免了因为环境因素(凝露等)而引起的告警信息误报，提高了本实用新型装置的渗漏检测精度。

(3)本实用新型中央控制器中检测到的四个雨水传感器以及湿度传感器通过网络传送到移动终端或者PC终端中，采用了IP组网方式，可以充分利用机房基站的网络资源。

附图说明

图1是本实用新型检测装置组成框图。

图2是本实用新型四个雨水传感器安装示意图。

图3是本实用新型告警单元中大功率灯泡时的外围控制电路部分的原理图。

图4是本实用新型告警单元中嗡鸣器部分的电路原理图。

图5是本实用新型检测装置工作过程图。

图6是本实用新型中W5200模块工作过程图。

图7是本实用新型检测装置中湿度传感器检测的不同湿度下雨水量参数值调整原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实施例公开了一种管道交接管件渗漏检测装置，包括中央控制器，分别与中央控制器连接的四个雨水传感器、湿度传感器、告警单元以及网络控制器；本实施例中央控制器为MCU(Micro Control Unit，微控制单元)。本实施例管道交接管件可以为法兰、闸阀、排气阀和排水阀等。

四个雨水传感器分别为雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C和雨水传感器D，雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C的模拟信号输出端分别连接中央控制器的模拟信号I/O端口，雨水传感器D数字信号输出端连接中央控制器的数字信号I/O端口。其中如图2所示，雨水传感器D安装于管道交接管件法兰重力垂直最下方位置，在重力作用下为水滴渗漏的必经通道，所以MCU仅接收雨水传感器D的数字开关信号，判断渗水与非渗水状态。雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C分别安装在管道交接管件法兰的上方、左侧和右侧位置，分别探测管道交接管件上方、左侧和右侧位置的雨水量。本实施例中雨水传感器中采用探测电极对雨水量进行探测，其中探测电极的输出端连接电压比较器LM393的正向输入端，电压比较器LM393的反向输入端输入一个参考电压，根据探测电极阻值变化,通过电压检测确定雨水传感器的输出，并且将输出到MCU中。

在本实施例，将雨水传感器输入到中央控制器模拟信号I/O端口的信号分为1024级别，即中央控制器根据雨水传感器采集的模拟信号所能够反映的雨水量确定一个雨水量参数值范围0～1023，并且对模拟信号进行细分，根据雨水量对管道交接管件的影响，从雨水量参数值范围中确定渗水范围为0～600、有水范围为600～1000，干燥无水范围为1000-1023；当雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C当前采集到的模拟信号对应雨水量参数值处于0～600时，则判断为处于渗水范围，同理当雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C当前采集到的模拟信号对应雨水量参数值处于600～1000时，则判断为处于有水范围，当雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C当前采集到的模拟信号对应雨水量参数值处于1000-1023时，则判断为处于干燥无水范围。针对雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C和雨水传感器D采集的信号进行立体组合判断，确定管道交接管件是处于潮湿、有水、渗水的状态。

本实施例中将温湿度传感器DHT22安装在管道交接管件位置的20米范围内，作为本实施例检测装置的湿度传感器。温湿传感器DHT22温度为电阻式，湿度为电容式。探测温度范围为-40～80℃，湿度范围为0-100％RH，可以满足日常探测的精度与灵敏度，此传感器用来探测机房基站或者探测管道交接管件例如法兰周围的当时温湿度，借此通过中央控制器调整雨水传感器告警灵敏度参数，本实施例将环境湿度作为重要影响告警参数的因素，调整MCU模拟脚灵敏度参数。当DHT22检测到湿度为大于60％RH且小于等于70％RH时，将雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C当前采集到的模拟信号对应雨水量参数值降低50；当湿度为大于70％RH时，将雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C当前采集的模拟信号对应雨水量参数值降低100。

本实施例中告警单元包括分别通过电阻与中央控制器I/O端口连接的三路LED指示灯，三路LED指示灯分别为第一LED指示灯、第二LED指示灯和第三LED指示灯。其中第一LED指示灯为红色指示灯，第二LED指示灯为黄色指示灯，第三LED指示灯为蓝色指示灯，在管道交接管件是处于渗水、有水和潮湿的状态时，分别控制告警单元中第一LED指示灯、第二LED指示灯和第三LED指示灯闪烁。在渗水状态下进行渗水红色告警。

本实施例告警单元还包括分别通过外围控制电路与中央控制器连接的220V或者DC12-30V大功率灯泡；外围控制电路包括光耦合器和继电器，中央控制器的I/O端口通过光耦合器和继电器的线圈两端连接，继电器的动触点连接电源和灯泡后与常开触点连接，继电器的常闭触点接地，中央控制器控制外围控制电路继电器闭合后，与继电器连接的相应灯泡点亮。如图3所示，本实施例中光耦合器为TLP521，TLP521的引脚1连接直流电源，引脚2连接中央控制器的I/O端口，引脚4连接直流电源，引脚3通过电阻R2连接NPN三极管的基极，NPN三极管的基极通过电阻R3和发射极连接，NPN三极管发射极接地，NPN三极管集电极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极接直流电源，继电器的线圈两端分别与二极管D1两端连接。本实施例灯泡的个数为三个，分别为红色第一灯泡、黄色第二灯泡和蓝色第三灯泡，其中第一灯泡、第二灯泡和第三灯泡各自分别通过上述外围控制电路连接中央控制器的I/O端口。在管道交接管件是处于渗水、有水和潮湿的状态时，MCU通过外围控制电路控制分别控制相应的继电器工作，以分别控制告警单元中第一灯泡、第二灯泡和第三灯泡点亮。在渗水状态下实现渗水红色告警。

如图4所示，本实施例中告警单元还包括与中央控制器输出端连接的嗡鸣器，其中嗡鸣器的一端连接直流电源，另一端连接PNP三极管的发射极，PNP三极管的基极通过电阻连接中央控制器的I/O端口，PNP三极管的集电极接地。本实施例中央控制器可以通过改变输出端波形的频率来调整嗡鸣器的音调，随着告警基本的增加，提升嗡鸣器的音调，在本实施例中管道交接管件在潮湿状态、有水状态和渗水状态下，嗡鸣器的音调依次增高。

本实施例中央控制器包括网络控制器，其中网络控制器采用W5200嵌入式TCP/IP以太网接口模块，通过SPI接口与中央控制器连接；中央控制器通过网络控制器连接移动终端或PC端。W5200支持标准以太网，使用32KB内部通信缓冲。本实施例通过W5200模块构建网络WEB服务，中央控制器以每秒的频次将雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C、雨水传感器D和湿度传感器采集的信号以HTML页面传递给PC端或者以XML文件方式传递给移动终端。移动终端为手机或平板电脑。

如图5所示，本实施例上述管道交接管件渗漏检测装置的渗漏检测过程如下：

(1)中央控制器加点自检，四个雨水传感器分别采集信号，并且分别将采集到的信号传送到中央控制器；其中雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C将模拟信号通过中央控制器对应模拟信号I/O端口传送给中央控制器；雨水传感器D将数字信号通过中央控制器对应数字信号I/O端口传送到中央控制器中。

(2)中央控制器的模拟信号I/O端口接收雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C采集的模拟信号，并分别判断雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C当前采集的模拟信号对应雨水量参数值是否处于渗水范围或有水范围；同时中央控制器的数字信号I/O端口接收雨水传感器D当前采集的数字开关信号，并且判断雨水传感器D采集的数字开关信号是否为渗水信号，当雨水传感器D发送的是“0”低电平数字开关信号时，判断为渗水信号。

(3)、根据雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C和雨水传感器D当前采集的信号确定管道交接管件的相应状态，并且中央控制器控制告警单元进行相应的告警，通过雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C和雨水传感器D实现三维立体组合的判断：

当雨水传感器D当前采集的数字信号为渗水信号时，则判断管道交接管件处于渗水状态，中央控制器控制告警单元中嗡鸣器工作、红色第一LED指示灯闪烁以及红色第一灯泡点亮，进行渗水红色告警。

当雨水传感器D当前采集的数字信号为非渗水信号时，且雨水传感器A、雨水传感器B或雨水传感器C当前采集的模拟信号对应雨水量参数值处于渗水范围0～600时，则判断管道交接管件处于渗水状态，中央控制器控制告警单元中嗡鸣器工作、红色第一LED指示灯闪烁以及红色第一灯泡点亮，进行渗水红色告警。

当雨水传感器D当前采集的数字信号为非渗水信号时，且雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C其中一个当前采集的模拟信号对应雨水量参数值处于有水范围600～1000时，则判断管道交接管件处于潮湿状态，中央控制器控制告警单元中嗡鸣器工作、蓝色第三LED指示灯闪烁以及蓝色第三灯泡点亮，进行潮湿蓝色告警，为不严重的潮湿状态告警。

当雨水传感器D当前采集的数字信号为非渗水信号时，且雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C其中两个当前采集的模拟信号对应雨水量参数值处于有水范围时，则判断管道交接管件处于有水状态，中央控制器控制告警单元中嗡鸣器工作、黄色第二LED指示灯闪烁以及黄色第二灯泡点亮，进行有水黄色告警，为中度严重的有水状态告警。

当雨水传感器D当前采集的数字信号为非渗水信号时，且雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C当前采集的模拟信号对应雨水量参考值均处于有水范围时，则判断管道交接管件处于渗水状态，中央控制器控制告警单元中嗡鸣器工作、红色第一LED指示灯闪烁以及红色第一灯泡点亮，进行渗水红色告警，为严重的渗水状态告警。

(4)、网络控制器通过W5200模块构建网络WEB服务，中央控制器以每秒的频次将雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C、雨水传感器D和湿度传感器采集的信号以HTML页面传递给PC端或者以XML文件方式传递给移动终端。其中如图6所示为W5200模块工作流程图。

在本实施例中湿度传感器采集管道交接管件周围的环境湿度，并且传送到中央控制器，中央控制器根据当前湿度判断是否影响雨水传感器所采集的雨水量参数值，若影响，则对雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C的模拟信号对应雨水量参数值进行调整：如图7所示，当湿度为大于60％RH且小于等于70％RH时，将雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C采集的模拟信号对应雨水量参数值降低50；当湿度为大于70％RH时，将雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C采集的模拟信号对应雨水量参数值降低100；其中当湿度为小于等于60％RH时，不进行调整。

本实施例中管道交接管件在潮湿状态、有水状态和渗水状态下，中央控制器通过改变输出端口脉冲信号的频率改变蜂蜜器的音调，使得管道交接管件在潮湿状态、有水状态和渗水状态下嗡鸣器的音调依次增高。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道交接管件渗漏检测装置，包括中央控制器，其特征在于，还包括分别与中央控制器连接的四个雨水传感器以及告警单元；

所述四个雨水传感器分别为雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C和雨水传感器D，所述雨水传感器D安装于管道交接管件重力垂直最下方位置，所述雨水传感器A、雨水传感器B和雨水传感器C分别安装在管道交接管件上方、左侧和右侧位置；

所述雨水传感器A、雨水传感器B、雨水传感器C模拟信号输出端分别连接中央控制器的模拟信号I/O端口，所述雨水传感器D数字信号输出端连接中央控制器的数字信号I/O端口。

2.根据权利要求1所述的管道交接管件渗漏检测装置，其特征在于，还包括与中央控制器连接的湿度传感器，所述湿度传感器设置在管道交接管件周围。

3.根据权利要求1所述的管道交接管件渗漏检测装置，其特征在于，所述告警单元包括分别通过电阻与中央控制器I/O端口连接的三路LED指示灯，所述三路LED指示灯分别为第一LED指示灯、第二LED指示灯和第三LED指示灯。

4.根据权利要求3所述的管道交接管件渗漏检测装置，其特征在于，第一LED指示灯为红色LED指示灯，所述第二LED指示灯为黄色LED指示灯，所述第三LED指示灯为蓝色LED指示灯。

5.根据权利要求1所述的管道交接管件渗漏检测装置，其特征在于，所述告警单元包括分别通过外围控制电路与中央控制器连接的多个灯泡；

所述外围控制电路包括光耦合器和继电器，光耦合器的输入端连接中央控制器的I/O端口，所述光耦合器的输出端通过继电器连接灯泡。

6.根据权利要求5所述的管道交接管件渗漏检测装置，其特征在于，所述光耦合器为TLP521，TLP521的引脚1连接直流电源，引脚2连接中央控制器的I/O端口，引脚4连接直流电源，引脚3通过电阻R2连接NPN三极管的基极，NPN三极管的基极通过电阻R3和发射极连接，NPN三极管发射极接地，NPN三极管集电极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极接直流电源，继电器的线圈两端分别与二极管D1两端连接；继电器的动触点连接电源和灯泡后与常开触点连接，继电器的常闭触点接地。

7.根据权利要求5所述的管道交接管件渗漏检测装置，其特征在于，所述灯泡的个数为三个，分别为第一灯泡、第二灯泡和第三灯泡，其中第一灯泡、第二灯泡和第三灯泡各自分别通过外围控制电路连接中央控制器的I/O端口。

8.根据权利要求7所述的管道交接管件渗漏检测装置，其特征在于，所述第一灯泡为红色灯泡，第二灯泡为黄色灯泡，第三灯泡为蓝色灯泡。

9.根据权利要求1所述的管道交接管件渗漏检测装置，其特征在于，所述告警单元包括与中央控制器输出端连接的嗡鸣器，其中嗡鸣器的一端连接直流电源，另一端连接PNP三极管的发射极，PNP三极管的基极通过电阻连接中央控制器的I/O端口，PNP三极管的集电极接地。

10.根据权利要求1所述的管道交接管件渗漏检测装置，其特征在于，还包括网络控制器，所述网络控制器采用W5200模块嵌入式TCP/IP以太网接口模块，通过SPI接口与中央控制器连接；所述中央控制器通过网络控制器连接移动终端或PC端。