CN213810061U - 一种带声波监控的直埋供热管道系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种带声波监控的直埋供热管道系统，包括直埋供热管道系统中的直埋供热管道以及管道系统设备上均设置有声波传感器，所述声波传感器通过声波信号传输线缆或声波信号传输网络连接，还包括声波数据分析平台；所述声波传感器将直埋供热管道、管件、压力设备以及过滤器的声波信号经过声波信号传输线缆或网络，实时在线传输至声波数据分析平台，声波数据分析平台中设置有数据存储模块，数据存储模块用于存储所有声波传感器监测到的声波信号；将声波传感器与直埋管道、阀门、法兰、膨胀器等管道设备耦合的管道系统，为直埋供热管道设备的泄漏检测提供更加准确的数据，有利于提高直埋供热管道运行状态监测实时性和准确性。

Description

一种带声波监控的直埋供热管道系统

技术领域

本实用新型属于直埋供热管道监控技术领域，具体涉及一种带声波监控的直埋供热管道系统。

背景技术

随着城市供热管网建设的高速发展，规模不断扩大。直埋敷设方式具有节约能源、造价低、占地少、施工方便等优点，在国内得到了迅速发展。然而，当直埋管道发生泄漏，漏点位置确认难度大、停热时间长、抢修成本高，若漏点不能及时发现还易造成影响公共安全的恶性事故。

为了确保供热管网的安全稳定运行，提高供热管网管理效率，推广实现供热管网的智能化运行监测和精确化泄漏检测技术已是当前发展的必然趋势。参考直埋供热管道运行监测与泄漏检测技术探讨，区域供热2016.5期、专利文献1：CN105782728A以及专利文献2：CN105784287B。

目前，直埋供热管道常用的泄漏检测方法有人工巡检法、流量法、压力法、直埋预警线监测法、光纤泄漏在线监测法等,这些方法应用起来比较复杂,在确定管道泄漏时误差比较大。因此，国内外都出现了一些采用声学方法来检测管道的泄漏的监测设备和方法，管内听音的声学检测方法对管道泄漏的检测具有灵敏度高、误差小和检测频率范围广等优点。但目前的声波检测方法存在着设备或传感器安装困难，检测噪音干扰大，声波检测相关设备和监测系统价格昂贵等诸多问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种带声波监控的直埋供热管道系统，将声波传感器与直埋管道、阀门、法兰、膨胀器等管道设备耦合的管道系统，为直埋供热管道设备的泄漏检测提供更加准确的数据。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种带声波监控的直埋供热管道系统，包括直埋供热管道系统中的直埋供热管道以及管道系统设备上均设置有声波传感器，所述声波传感器通过声波信号传输线缆或声波信号传输网络连接，还包括声波数据分析平台；所述声波传感器将直埋供热管道、管件、压力设备以及过滤器的声波信号经过声波信号传输线缆或网络，实时在线传输至声波数据分析平台，声波数据分析平台中设置有数据存储模块，数据存储模块用于存储所有声波传感器监测到的声波信号。

所述声波传感器加装在现有的直埋供热管道、管件、压力设备以及过滤器上，所述直埋供热管道的管道系统设备包括直埋供热管道、阀门、流量计、弯头、三通、变径管、膨胀器、法兰、换热器以及过滤器。

所述声波传感器根据管道设备结构，在新的管道设备设计和制造过程中，直接在所述直埋供热管道及管道系统设备的任意一种或组合中安装声波传感器。

所述声波传感器包括听音器、拾音器、微小位移电信号声音传感器、表面声波传感器、动态压力传感器、声波频率传感器、声波声压传感器、声波声强传感器、声波声功率传感器中的任意一种或组合。

所述表面声波传感器包括瑞利波传感器、光纤传感器、切向水平板模传感器、兰姆波传感器或乐甫波传感器中的任意一种或组合。

所述声波传感器带有ID编码，所述ID编码与所述声波传感器所在地理位置的地理信息编码对应。

所述声波传感器设置在金属管道外壳外表面和供热管道保温层之间，所述声波传感器用于监测管道泄漏和振动。

所述直埋供热管道上1公里内设置1至2个声波传感器，在管件的典型位置以及管件与管道连接处加装声波传感器。

还包括降噪和滤波模块，降噪和滤波模块用于对所述每个声波传感器收集的声波信号进行去噪音和去除背景音。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

将声波传感器与直埋管道、阀门、法兰、膨胀器等管道设备耦合的管道系统，为直埋供热管道设备的泄漏检测提供更加准确的数据，有利于提高直埋供热管道运行状态监测实时性和准确性，能为基于声波数据利用大数据技术分析直埋供热管道系统声波信号、监测直埋供热管道的泄漏、管道设备运行状态、故障等状态信息提供数据监测的基础。

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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的具体实施例一的示意图。

图2为本实用新型所提供的具体一种实施方式示意图。

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。

请参考图1和图2，图1为本实用新型所提供的具体实施例一的示意图；

实施例1

一种基于声波的直埋供热管道监测系统，包括声信号获取模块、信号传输模块、声波监控分析平台以及数据存储模块；声信号获取模块用于实时获取直埋供热管道系统中监测对象的声波信号；信号传输模块用于将电信号传输至声波监控分析平台；声波监控分析平台对所述电信号进行转换、降噪并存储，同时对降噪后的信号进行分析，获取直埋供热管道系统中监测对象的运行情况；数据存储模块用于存储声波监控分析平台获取的电信号以及经过声波监控分析平台处理的结果；声信号获取模块采用声波传感器，直埋供热管道系统中监测对象包括流体管道、阀门、泵、弯头、三通、膨胀器、法兰、流量计、换热器以及过滤器；声波传感器用于监测阀门、泵、弯头、三通、膨胀器、法兰、流量计、换热器以及过滤器任意一种流体设备的泄漏、振动以及工作状态。

声波传感器监测的声波信号经过声电转换器转换为电信号之后在经过信号放大器进行放大传输至声波监控平台进行分析。

声波传感器实时持续获取管道系统中的管道、阀门、泵、弯头、三通、膨胀器、法兰、流量计、换热器以及过滤器运行信息，管道系统运行状态发生微小的变化时，声波传感器监测的声压、声强和/或频率发生相应的变化，声波传感器监测的声压、声强和/或频率发生相应的变化数据采集并存储，能用于对直埋供热管道的运行状态进行分析。

实施例2

一种带声波监控的直埋供热管道系统，包括带声波传感器的直埋供热管道、带声波传感器的阀门、带声波传感器的弯头、三通或膨胀器及法兰等管道设备；还包括声波信号传输线缆或网络、声波数据分析平台及声波监测系统平台；所述声波传感器将管道、阀门、弯头、三通、法兰以及膨胀器等直埋供热管道设备的声波信号经过声波信号传输线缆或网络，实时在线传输至声波数据分析平台，实时分析所述声波数据的同时，还将其存储在存储模块中，能够为基于大数据或人工智能分析所述直埋供热管道系统声波信号提供数据支撑，以更好地监测直埋供热管道的泄漏、管道设备运行状态、故障等状态信息；还能为出现异常情况下的声波监测数据降噪提供正常运行的数据支撑。

实施例3

作为技术改造升级的情况，所述声波传感器加装在现有的直埋供热管道的管道设备上，所述现有的直埋供热管道的管道设备至少包括直埋供热管道、阀门、流量计、弯头、三通、膨胀器、法兰、换热器等管道设备中的任意一种或组合。

实施例4，对于施工现场或技术改造过程中不能加装声波传感器的设备或直埋供热管道，直接用已经在设备厂加装有声波传感器的管道系统设备或直埋供热管道进行替换；所述声波传感器根据管道设备结构，在新的管道设备设计和制造过程中，直接在所述直埋供热管道的管道设备包括直埋供热管道、阀门、流量计、弯头、三通、膨胀器、法兰、换热器等管道设备中的任意一种或组合中安装声波传感器，当然新建工程更加适用此实时方式。

作为可选的实时方式：所述声波传感器包括听音器、拾音器、微小位移电信号声音传感器、表面声波传感器、动态压力传感器、声波频率传感器、声波声压传感器、声波声强传感器、声波声功率传感器中的任意一种或组合。

作为可选的实施例，基于上述声波传感器，本实用新型在有可能发生位移或基础容易沉降的区域设置微小位移电信号声音传感器，以及时监测到直埋供热管道位移情况。

作为一个可选的实施例，还可以在构筑物比较复杂密集的区域更多地加装动态压力传感器，能更加准确地监测到直埋供热管道所内外压力。

所述表面声波传感器包括瑞利波传感器、光纤传感器、切向水平板模传感器、兰姆(love)波传感器或乐甫(lamb)波传感器中的任意一种或组合。

所述声波传感器带有ID编码，所述ID编码与所述声波传感器所在地理位置的地理信息编码对应。作为可选的实施例，声波传感器的ID编码还可以包括其监测对象的信息，例如包括弯头的类型、弯头的尺寸信息，还可以包括管件与直埋供热管道连接处的施工信息，使整个直埋供热管道系统中的管道和管道系统设备服役状态能得到相应的反馈，可以为施工和生产提供运行数据。

所述直埋供热管道安装的声波传感器位置为金属管道外壳外表面和供热管道保温层之间，所述声波传感器用于监测管道泄漏、振动及其他声波探测出的相关信号信息。

所述直埋供热管道上安装的声波传感器采用1公里间隔内设置1至2个声波传感器的密度，同时，对弯头、法兰及每个膨胀器均设置声波传感器。

基于上述基本原则，作为可选的实施例，管件的典型位置处和管件与直埋供热管道连接处加装声波传感器例如，在弯头的内侧、三通的肩部管件与直埋供热管道连接处、管道系统设备与直埋供热管道连接处加装声波传感器，对于所述管件的典型位置处和管件与直埋供热管道连接处受到的应力及运行工况更加复杂，更容易发生变化，而且发生变化时产生的影响也更大，加装声波传感器能及时准确监测到其运行是否正常，能有效提高系统监测效率。

所述每个声波传感器收集的声波信号经过去噪音和背景音处理后，再通过有线或无线网络传输至所述声波监控分析平台进行信号处理和数据分析。

所述声波监控分析平台与管网仿真数据监控平台数据耦合，具体的将声波信号与管网地理信息、管网水力计算仿真数据、其他管网物联网及传感器数据进行关联耦合，利用大数据和人工智能技术，充分挖掘声波信号中的数据信息，完成管道泄漏检测、管道及管道设备状态监测。

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。

以上对本实用新型所提供的带声波监控的管道液体输运系统和方法进行了详细介绍。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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种带声波监控的直埋供热管道系统，其特征在于，包括直埋供热管道系统中的直埋供热管道以及管道系统设备上均设置有声波传感器，所述声波传感器通过声波信号传输线缆或声波信号传输网络连接，还包括声波数据分析平台；所述声波传感器将直埋供热管道、管件、压力设备以及过滤器的声波信号经过声波信号传输线缆或网络，实时在线传输至声波数据分析平台，声波数据分析平台中设置有数据存储模块，数据存储模块用于存储所有声波传感器监测到的声波信号。

2.根据权利要求1所述的带声波监控的直埋供热管道系统，其特征在于，所述声波传感器加装在现有的直埋供热管道、管件、压力设备以及过滤器上，所述直埋供热管道的管道系统设备包括直埋供热管道、阀门、流量计、弯头、三通、变径管、膨胀器、法兰、换热器以及过滤器。

3.根据权利要求2所述的带声波监控的直埋供热管道系统，其特征在于，所述声波传感器根据管道设备结构，在新的管道设备设计和制造过程中，直接在所述直埋供热管道及管道系统设备的任意一种或组合中安装声波传感器。

4.根据权利要求1所述的带声波监控的直埋供热管道系统，其特征在于，所述声波传感器包括听音器、拾音器、微小位移电信号声音传感器、表面声波传感器、动态压力传感器、声波频率传感器、声波声压传感器、声波声强传感器、声波声功率传感器中的任意一种或组合。

5.根据权利要求4所述的带声波监控的直埋供热管道系统，其特征在于，所述表面声波传感器包括瑞利波传感器、光纤传感器、切向水平板模传感器、兰姆波传感器或乐甫波传感器中的任意一种或组合。

6.根据权利要求1所述的带声波监控的直埋供热管道系统，其特征在于，所述声波传感器带有ID编码，所述ID编码与所述声波传感器所在地理位置的地理信息编码对应。

7.根据权利要求1所述的带声波监控的直埋供热管道系统，其特征在于，所述声波传感器设置在金属管道外壳外表面和供热管道保温层之间，所述声波传感器用于监测管道泄漏和振动。

8.根据权利要求1所述的带声波监控的直埋供热管道系统，其特征在于，所述直埋供热管道上1公里内设置1至2个声波传感器，在管件的典型位置以及管件与管道连接处加装声波传感器。

9.根据权利要求1所述的带声波监控的直埋供热管道系统，其特征在于，还包括降噪和滤波模块，降噪和滤波模块用于对所述每个声波传感器收集的声波信号进行去噪音和去除背景音。

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