CN210716995U - 一种精确分辨供热管网外泄漏的监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精确分辨供热管网外泄漏的监测装置。该装置包括监测中心、阻抗传感线、光纤监测线、若干监测节点和若干监测子站，监测中心包括GIS数据处理器、服务器、报警装置、显示装置和第一无线通讯装置，服务器与GIS数据处理器、报警装置、显示装置和第一无线通讯装置连接，监测节点包括阻抗传感器和GIS数据采集器，阻抗传感线与阻抗传感器通过导线连接，阻抗传感器包括数据采集模块和数据传输模块，阻抗传感器的数据传输模块将采集到的数据传至最近监测子站，GIS数据采集器与GIS数据处理器连接。本实用新型提供的精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，既能对供热管网的微小泄漏进行监测，又能对供热管网外的泄漏进行判定。

Description

一种精确分辨供热管网外泄漏的监测装置

技术领域

本实用新型涉及热网运行泄漏监测技术领域，特别是涉及一种精确分辨供热管网外泄漏的监测装置。

背景技术

目前供热管道泄漏存在多种监测方法，但都各有利弊不能同时满足要求。基于电阻法监测含水率的泄漏监测，系统简单可靠可以应用于远距离传输，定位精度0.2％，不足之处是只可监测到泄漏却无法分辨内外泄漏，且传统布线方式在重要部位处理太过简陋，泄漏达到一定程度系统才会响应，监测精度偏低，且管径越大这种缺陷愈加明显。基于温度监测的分布式光纤监测法，监测距离长，精度高可达1米，不足之处是不能监测外护壳泄漏，只有温度变化才会被系统感知。基于泄漏声音的声波监测法，同样是只能监测到管道泄漏，不能监测外护壳泄漏。此外人工巡检法、测温法、隔离法、阀门听声法、地面听声法等等各种监测方法均为管道泄漏后才能发觉，均不能监测外护壳泄漏。

在由管道保温外护壳引起的泄漏中，很大一部分是由于补口位置由于施工、材质等问题发生的外部水侵入，此部分水量小且侵入较缓慢，由于管道保温等自身带有温度，微小侵入可能直接被蒸发，不能被原只敷设在管道一端的阻抗感应线发觉，愈是直径大的管道此问题愈加明显。长此以往，只有在补口处保温材料较大面积破损，微小水量才可被发觉，此时破损处钢管已经被腐蚀，失去了最佳的抢修时间，也会给维修带来很大困扰，如果钢管腐蚀严重还会带来停暖的后果。如果能在保温外护壳泄漏时就能及时发现，则会避免管道泄漏等不必要的损失。

发明内容

本实用新型提供一种精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，既能够对供热管网的微小泄漏进行监测，又能对供热管网外的泄漏进行判定，在发生泄漏时第一时间监测到泄露并确定泄露位置，提高供热管网泄漏监测的效率，节省人力成本、自动化程度高、准确和方便。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，包括监测中心、阻抗传感线、光纤监测线、若干监测节点和若干监测子站，所述阻抗传感线、光纤监测线敷设至各监测节点，所述阻抗传感线敷设在供热管网的保温层中，所述光纤监测线敷设在供热管网的保温外护壳外壁上，所述监测中心包括GIS数据处理器、服务器、报警装置、显示装置和第一通讯装置，所述服务器分别与所述GIS数据处理器、报警装置、显示装置和第一通讯装置电性连接，所述监测节点包括阻抗传感器和GIS数据采集器，所述阻抗传感器用于采集其覆盖范围内的所述阻抗传感线的数据，所述阻抗传感线与所述阻抗传感器通过导线连接，所述阻抗传感器包括数据采集模块和数据传输模块，所述阻抗传感器的数据传输模块将采集到的数据传送至最近的所述监测子站，所述GIS数据采集器用于采集供热管网上各监测节点的管道地理信息，所述GIS数据采集器与所述GIS数据处理器电性连接，所述光纤监测线用于采集供热管网的保温外护壳温度并传输至所述服务器，所述服务器根据阻抗传感器、光纤监测线、GIS数据采集器采集到的数据进行分析，从而判断所述供热管网是否发生泄漏，并确定发生泄漏的位置。

可选的，所述服务器为计算机服务终端。

可选的，所述监测子站包括第二通讯装置，所述第一通讯装置与所述第二通讯装置相连接。

可选的，所述第一通讯装置、第二通讯装置为GPRS模块。

可选的，所述各监测节点布置在管道补口处。

可选的，所述阻抗传感线沿所述管道补口接缝敷设。

可选的，所述光纤监测线为分布式感温光纤。

可选的，所述显示装置为液晶显示屏。

可选的，所述服务器包括阻抗系统分析模块、光纤测温系统分析模块和地理信息系统。

该技术与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，装置能够实现供热管网泄漏监测、泄漏点定位、泄漏面判断并输出影响范围。监测范围包括管道自身的泄漏、重点是由于各种外界因素造成的保温外护壳微小泄漏，通过软件评判泄漏大于一定程度时，装置会与有关部门联动，并输出事故影响范围。保温层内均匀布置两根铜线，利用保温层浸水后阻抗改变的特性实现泄漏监测，铜线在补口位置采用周向特殊化处理，能够实现对补口接口处环向监测，同时对聚氨酯发泡注入孔进行重点监测，所有后期接口以及聚氨酯新旧结合面，均布有感应线，用以实时监测补口位置焊道泄漏情况。通过监测子站对各个补口进行编号生成节点，监测子站与监测中心通过网络连接，实时传输数据。保温外护壳外壁紧贴布置一根分布式感温光纤，用以采集管道外护壳温度。将感温光纤系统输出数据和阻抗系统输出数据通过终端处理设备整合并与热力管网图纸相联形成管网布置系统，实时输出各节点阻值、温度变化情况，通过参数变化计算分析泄漏情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例精确分辨供热管网外泄漏的监测装置的布置示意图；

图2为本实用新型实施例阻抗系统节点布线示意图；

图3为本实用新型实施例精确分辨供热管网外泄漏的监测方法的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，既能够对供热管网的微小泄漏进行监测，又能对供热管网外的泄漏进行判定，在发生泄漏时第一时间监测到泄露并确定泄露位置，提高供热管网泄漏监测的效率，节省人力成本、自动化程度高、准确和方便。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例精确分辨供热管网外泄漏的监测装置的布置示意图，如图1所示，一种精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，包括监测中心2、阻抗传感线5、光纤监测线4、若干监测节点3和若干监测子站7，所述阻抗传感线5、光纤监测线4敷设至各监测节点3，所述阻抗传感线5敷设在供热管网6的保温层中，所述光纤监测线4敷设在供热管网的保温外护壳外壁上，所述监测中心2包括GIS数据处理器、服务器、报警装置、显示装置和第一通讯装置，所述服务器分别与所述GIS数据处理器、报警装置、显示装置和第一通讯装置电性连接，所述监测节点3包括阻抗传感器和GIS数据采集器，所述阻抗传感器用于采集其覆盖范围内的所述阻抗传感线5的数据，所述阻抗传感线5与所述阻抗传感器通过导线连接，所述阻抗传感器包括数据采集模块和数据传输模块，所述阻抗传感器的数据传输模块将采集到的数据传送至最近的所述监测子站，所述GIS数据采集器用于采集供热管网上各监测节点的管道地理信息，所述GIS数据采集器与所述GIS数据数据处理器电性连接，所述光纤监测线4用于采集供热管网的保温外护壳温度并传输至所述服务器，所述服务器根据阻抗传感器、光纤监测线、GIS数据采集器采集到的数据进行分析，从而判断所述供热管网是否发生泄漏，并确定发生泄漏的位置。所述服务器为计算机服务终端。所述监测子站7包括第二通讯装置，所述第一通讯装置与所述第二通讯装置相连接。所述第一通讯装置、第二通讯装置为GPRS模块。所述各监测节点3布置在管道补口处。所述光纤监测线4为分布式感温光纤。所述显示装置为液晶显示屏。所述报警装置为报警器。所述服务器包括阻抗系统分析模块、光纤测温系统分析模块和地理信息系统。所述阻抗传感线5沿所述管道补口接缝敷设。

本实例包含供热站1，监测中心2，监测节点3，光纤监测线4，阻抗传感线5，供热管网6，监测子站7。监测子站7，监测中心2支持有/无线信道的开放通信协议，实现了测控与通信网络的无缝连接。监测子站7，监测中心2之间利用GPRS固定IP地址完成数据的双向传输。监测节点3，阻抗传感线5可通过导线实现与就近监测子站7之间的数据传输。光纤监测线4可以兼并监测和数据传输功能，数据直接传回监测中心2。

阻抗传感线5在出厂时直接镶嵌在供热管网6的保温层中，一方面对泄露的监测最直接，另一方面可以受到保温层的保护。阻抗传感线5是具有感测导线和反馈导线的双线系统。通过监测感测导线与反馈导线之间的电阻，以及感测导线与管道之间的阻抗判断管道是否泄漏，依此监测管道和保温层之间的湿度，经软件处理确定泄漏度和漏点位置。监测子站7每一个区域设置一套，用来接收本区域监测节点3和阻抗传感线5的数据。数据存储到自身SD卡中，并通过GPRS网络与监测中心2保持双向通讯。

光纤监测线4单独存在，贴管道保温外壁随管道一同敷设，光纤监测线4同时兼顾监测和数据传输功能，光纤可以满足远距离传输，无需设监测子站7，数据直接传回监测中心2。

监测中心2包含服务器、执行机构、显示机构、通讯机构。通讯机构支持有/无线信道的开放通信协议，实现了测控与通信网络的无缝连接。每个监测子站7具有固定的IP地址，整个漏点监测系统是一个独立的虚拟专用通讯网络，确保信息传输的安全性。监测子站7通过GPRS与监测中心2实时通讯、数据传输。

服务器集收集、处理、分析、输出数据于一身，最重要的一点是拥有数据分析功能，能够将阻抗和光纤数据进行对比分析，在较短的时间内综合两套监测数据信息输出监测报告。同时服务器设置有地理信息系统、管网布置系统。将数据与实体管网布置相融合，通过建模，形成一个实时可视化立体监测界面。一旦事故发生，服务器可以快速定位，并进行管网分析，确定事故影响范围。显示机构能够使整个监测过程可视化，通过大屏幕显示整个热网的运行状况，显示运行参数(参数的实时历史趋势图、棒图、运行报表)，显示操作指导,调度指令，事故位置、事故影响范围等，显示其他自定义画面，报警管理功能。

图2为本实用新型实施例阻抗系统节点布线示意图，如图2所示，在管道补口位置采用特殊化处理缠绕式导线，特殊处理后的导线是沿补口接缝敷设，单根导线由原位置在补口接头处沿管道外径，以与管道保持距离恒定的方式绕管一周，最后与另一条导线汇合，仍旧保持原来的距离，然后继续沿管道外壁敷设，补口的另一端仍以相同方式反方向缠绕，最后导线又回到原位。最终聚氨酯注入孔的打孔位置应设在两根感应线之间。此方式只需预制管出厂时增加一道缠绕工序，不会增加高昂成本，却能有效提高对外部侵入的敏感性。供热管网的保温层8内均匀布置两根铜线8，利用保温层8浸水后阻抗改变的特性实现泄漏监测，铜线9在补口位置11采用周向特殊化处理，能够实现对补口接口处环向监测，同时对聚氨酯发泡注入孔进行重点监测，所有后期接口以及聚氨酯新旧结合面，均布有感应线，用以实时监测补口位置11焊道泄漏情况。

图3为本实用新型实施例精确分辨供热管网外泄漏的监测方法的工作流程图，如图3所示，本系统采用两种监测方式相结合以弥补各自的不足。在运行过程中通过数据采集接收信号，服务器对收集的信号进行分析，首先对阻抗系统进行分析，阻抗系统无波动则转到光纤测温系统，光纤测温系统无明显变化证明系统运行正常继续监测；光纤测温系统显示温度变化异常，阻抗系统会自检，确认阻抗系统无误，证明管道运行正常，管道外部有热源干扰，系统输出“管道异常报警”，相关人员去就地进行排查。阻抗系统报警则证明有泄漏，转到光纤测温系统，光纤测温系统无温度变化，则证明是保温外护壳发生的泄漏，管道部分完好，系统根据阻值变化趋势，输出泄漏程度、地理位置，并发“外护壳泄漏报警”；光纤测温系统显示温度升高，则证明管道内高温流体泄漏，系统自动输出泄漏地理位置、影响范围并发“工作钢管泄漏报警”。系统故障排查完毕，对报警线路复原，系统自动解除报警，继续对管道进行监测。

本实用新型提供的一种精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，装置能够实现供热管网泄漏监测、泄漏点定位、泄漏面判断并输出影响范围。监测范围包括管道自身的泄漏、重点是由于各种外界因素造成的保温外护壳微小泄漏，通过软件评判泄漏大于一定程度时，装置会与有关部门联动，并输出事故影响范围。保温层内均匀布置两根铜线，利用保温层浸水后阻抗改变的特性实现泄漏监测，铜线在补口位置采用周向特殊化处理，能够实现对补口接口处环向监测，同时对聚氨酯发泡注入孔进行重点监测，所有后期接口以及聚氨酯新旧结合面，均布有感应线，用以实时监测补口位置焊道泄漏情况。通过监测子站对各个补口进行编号生成节点，监测子站与监测中心通过网络连接，实时传输数据。保温外护壳外壁紧贴布置一根分布式感温光纤，用以采集管道外护壳温度。将感温光纤系统输出数据和阻抗系统输出数据通过终端处理设备整合并与热力管网图纸相联形成管网布置系统，实时输出各节点阻值、温度变化情况，通过参数变化计算分析泄漏情况。本实用新型提供一种精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，既能够对供热管网的微小泄漏进行监测，又能对供热管网外的泄漏进行判定，在发生泄漏时第一时间监测到泄露并确定泄露位置，提高供热管网泄漏监测的效率，节省人力成本、自动化程度高、准确和方便。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，其特征在于，包括监测中心、阻抗传感线、光纤监测线、若干监测节点和若干监测子站，所述阻抗传感线、光纤监测线敷设至各监测节点，所述阻抗传感线敷设在供热管网的保温层中，所述光纤监测线敷设在供热管网的保温外护壳外壁上，所述监测中心包括GIS数据处理器、服务器、报警装置、显示装置和第一通讯装置，所述服务器分别与所述GIS数据处理器、报警装置、显示装置和第一通讯装置电性连接，所述监测节点包括阻抗传感器和GIS数据采集器，所述阻抗传感器用于采集其覆盖范围内的所述阻抗传感线的数据，所述阻抗传感线与所述阻抗传感器通过导线连接，所述阻抗传感器包括数据采集模块和数据传输模块，所述阻抗传感器的数据传输模块将采集到的数据传送至最近的所述监测子站，所述GIS数据采集器用于采集供热管网上各监测节点的管道地理信息，所述GIS数据采集器与所述GIS数据处理器电性连接，所述光纤监测线用于采集供热管网的保温外护壳温度并传输至所述服务器，所述服务器根据阻抗传感器、光纤监测线、GIS数据采集器采集到的数据进行分析，从而判断所述供热管网是否发生泄漏，并确定发生泄漏的位置。

2.根据权利要求1所述的精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，其特征在于，所述服务器为计算机服务终端。

3.根据权利要求1所述的精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，其特征在于，所述监测子站包括第二通讯装置，所述第一通讯装置与所述第二通讯装置相连接。

4.根据权利要求3所述的精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，其特征在于，所述第一通讯装置、第二通讯装置为GPRS模块。

5.根据权利要求1所述的精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，其特征在于，所述各监测节点布置在管道补口处。

6.根据权利要求5所述的精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，其特征在于，所述阻抗传感线沿所述管道补口接缝敷设。

7.根据权利要求1所述的精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，其特征在于，所述光纤监测线为分布式感温光纤。

8.根据权利要求1所述的精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，其特征在于，所述显示装置为液晶显示屏。

9.根据权利要求1所述的精确分辨供热管网外泄漏的监测装置，其特征在于，所述服务器包括阻抗系统分析模块、光纤测温系统分析模块和地理信息系统。

Images