CN214952040U - 一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置，属于渗漏监测领域，该监测装置，包括控制装置，主干管道，在主干管道上分段设置若干渗漏检测装置，各渗漏检测装置的输入/输出端与控制器连接，每个渗漏检测装置均包括主干管电动阀、旁通管、流量计、流量计前手动阀、流量计后手动阀。本实用新型在用水低谷时，关闭相邻上下级渗漏检测装置上的主干管电动阀，测量相邻上下级渗漏检测装置上旁通管的水流量并计算其差值，根据差值判断该段主干管道的渗漏情况，之后打开主干管电动阀，恢复主干管全径流。该装置可对主干管道进行分段检测和判断，为管道查漏、检修提供帮助，有效减少直埋大管径生活给水管道因长期渗漏而造成水资源的浪费。

Description

一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及渗漏监测领域，尤其涉及一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置。

背景技术

直埋供水管管道由于长时间使用，管道老化、土壤位移等容易出现管道渗漏现象。若管道出现渗漏现象而不能及时发现和修补将造成水资源的浪费，且因管道渗漏造成渗漏处土壤流失及掏空现象，继而引起管道变形、移位、损坏等造成更大的经济损失。

现城市生活供水管道、园区供水主管道一般管径都很大，且大多采用埋地敷设，由于供水管道直埋地下，很难发现管道的一般渗漏现象，当在主干管上采用大量程流量计进行监测时，由于计量仪的误差原因，对一般渗漏仍然难以发现和判断，只有在渗漏较大时，大量程流量计才起作用，或出现地面塌方或者自来水从地表面喷出时才会被发现，但这时已经造成大量的水资源流失，同时对地面、管道等造成不同程度的破坏。因此，当管道出现一般性渗漏时，应及时发现并补修，本实用新型“一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置”就是为了满足该需求而设计的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置，解决背景技术中提到的技术问题。

一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置，包括主干管道，在主干管道上间隔设置若干个渗漏检测装置，若干个渗漏检测装置的输出端与控制装置连接，每个渗漏检测装置均包括电动阀、第一手动阀、第一流量计、第二手动阀和旁通管，所述电动阀设置在主干管道上，所述旁通管连接在电动阀两端的主干管道的上，并与主干管道连通，所述第一手动阀、第一流量计和第二手动阀依次设置在旁通管上，所述电动阀和第一流量计均与控制装置连接，两个渗漏检测装置用于检测间隔间的主干管道是否出现渗漏，所述控制装置用于采集渗漏检测装置的数据然后监测每段的主干管道是否出现渗漏。

进一步地，渗漏检测装置与渗漏检测装置之间的主干管道距离为上下级管道检修井之间的距离。

进一步地，还包括第一支管道和第二支管道，所述第一支管道上设置有支管渗漏检测装置，所述第二支管道上设置有渗漏检测装置，所述支管渗漏检测装置包括第三手动阀、第二流量计和第四手动阀，所述第三手动阀、第二流量计和第四手动阀依次设置在第一支管道上，所述第二流量计与控制装置连接。

进一步地，还包括若干根第一支管道，若干根第一支管道均与主干管道连接，每根第一支管道上均设置有支管渗漏检测装置，支管渗漏检测装置包括第三手动阀、第二流量计和第四手动阀，所述第三手动阀、第二流量计和第四手动阀依次设置在第一支管道上，所述第二流量计与控制装置连接。

进一步地，控制装置包括控制器和显示屏，所述显示屏与控制器连接。

本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型通过在自来水通过干管道流量缓慢时，关闭干管道上的电动阀，测量旁通流量计的流量，通过测量管道区间两端的流量差值，判断该区间内是否有渗漏，测量完毕后打开干道上的电动阀，该装置可以分段进行检测，为后续的人工检修提供很大的帮助，可以提前知道那里渗漏，有效的防止了出现地面塌方或者自来水从地表面喷出造成大量的水资源浪费的情况。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型另一实施例结构示意图。

图中标号：1-电动阀；2-第一手动阀；3-第一流量计；4-第二手动阀；5- 旁通管；6-第三手动阀；7-第二流量计；8-第四手动阀；9-主干管道；10-第一支管道；11-第二支管道；12-控制装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

实施例1：

一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置，如图1所示，包括主干管道9，在主干管道9上间隔设置若干个渗漏检测装置，若干个渗漏检测装置的输出端与控制装置12连接，每个渗漏检测装置均包括电动阀1、第一手动阀2)、第一流量计3、第二手动阀4和旁通管5，所述电动阀1设置在主干管道9上，所述旁通管5连接在电动阀1两端的主干管道9的上，并与主干管道9连通，所述第一手动阀2、第一流量计3和第二手动阀4依次设置在旁通管5上，所述电动阀1和第一流量计3均与控制装置12连接，两个渗漏检测装置用于检测间隔间的主干管道9是否出现渗漏，所述控制装置12用于采集渗漏检测装置的数据然后监测每段的主干管道9是否出现渗漏。

渗漏检测装置与渗漏检测装置之间的主干管道9距离为上下级管道检修井之间的距离。该实施例还包括第一支管道10和第二支管道11，所述第一支管道10上设置有支管渗漏检测装置，所述第二支管道11上设置有渗漏检测装置，所述支管渗漏检测装置包括第三手动阀6、第二流量计7和第四手动阀8，所述第三手动阀6、第二流量计7和第四手动阀8依次设置在第一支管道10上，所述第二流量计7与控制装置12连接。

该实施例是从一个大的主管上分支出一条支管，后面的一条(第二支管道11)还是属于主管，但是管径比原来的主干管道9小了。第二支管道11后面还可以分支管。如图1所示，A与B是用于监测A与B之间的主干管道9 是否出现渗漏，其中主干管道9还可以根据需要设置若干个这样的检测结构，对每一段管径距离进行监测。然后B与C和D之间用于检测这三者之间的渗漏的问题。

由控制器12同时关闭渗漏检测装置A与B中的电动阀，使水流全部流经旁通管，然后采集渗漏检测装置A与B中流量计的流量数据，计算两者之间的差值，根据差值判断该段主干管道是否有渗漏，当差值较大时，说明渗漏严重，当差值较小或差值等于0时，说明渗漏较轻或无渗漏。之后重新打开电动阀，恢复主干管全径流。当需要测试主干管道另外段是否有渗漏时，其方法与上类同。

实施例2：

该实施例与实施例1不同的是，还包括若干根第一支管道10，若干根第一支管道10均与主干管道9连接，每根第一支管道10上均设置有支管渗漏检测装置，支管渗漏检测装置包括第三手动阀6、第二流量计7和第四手动阀 8，所述第三手动阀6、第二流量计7和第四手动阀8依次设置在第一支管道 10上，所述第二流量计7与控制装置12连接。第一支管道10均是直接入户的支管，管径都是比较小的。

控制装置12包括控制器和显示屏，所述显示屏与控制器连接。控制器为现有的PLC控制器200或者是STM32系列单片机最小系统。

如图2是主干管道后面接若干个差不多的细管道，然后需要对每个细管道同时监测的问题，此时经过在细管上也装有监测装置E和F完成监测。

在自来水流经的大管径干管道上安装电动阀及在电动阀两边连接小管径装旁通管，旁通管上安装一个流量计及在流量计前后安装两个手动阀；

(2)在自来水流经的普通管径(直接安装流量计测量精度满足计算要求) 管道上安装一个流量计及在流量计前后安装两个手动阀。

(3)通过普通管径流量大数据分析，获取用水量信息，当用水低谷时，关闭干管道上的电动阀，测量旁通流量计的流量，通过测量管道区间相邻上下级的流量差值，判断该区间内是否有渗漏，测量完毕后打开干道上的电动阀。

(4)该方法解决了由于干管管径太大流量计测量精度不满足计算小流量自来水渗漏问题，从而达到在一般渗漏阶段发现，以减少因自来水渗漏造成的经济损失或环境污染。

无分支干管

附件安装：

在待检测渗漏的干管区间段上级安装一个干管电动阀1，控制线接到控制装置的DI、DO口，在电动阀两端连接一根管径相对小的旁通管，在旁通管上安装两个手动阀2，在两个手动阀之间安装自来水流量计3，控制线连接到控制装置的AI口。(在旁通管上安装自来水流量计主要为了提高测量精度，另外也可以节省采购流量计的成本；安装手动阀主要是为了便于维修)同样，在区间端的下级也安装上干管电动阀、旁通管、自来水流量计和手动阀。这就完成了一个测量区间段的附件安装。

检测步骤：

旁通管的手动阀，在非维护时间，保持打开状态。在干管流量高峰期(根据各个用户的水表检测的数据统计结果设定时间，通常为白天时段)，保持干管电动阀处于打开状态，此时不做渗漏检测。待流量处于低谷时(根据各个用户的水表检测的数据统计结果设定时间，通常为深夜时段)，控制器发出信号关闭干管电动阀，此时干管的流量全部经过旁通管(由于当前自来水流量较小，关闭干管电动阀，对下级用户影响较小)。系统通过比较区间段上下级旁通管流量计的读数差△S＝S_上-S_下，判断区间段内是否有渗漏，差值△S越大，说明渗漏的可能性高。测量完毕后，控制器发送信号打开干管电动阀。

有分支干管

有分支干管和无分支干管原理类似。在分支管管径较大时，同样需要加装旁通管，在旁通管上安装流量计和手动阀。如分支管管径较小，可直接在分支管上安装手动阀和流量计。在做渗漏检测时，流量差值计算方式为上级旁通管流量计读数S_上减去区间段内下级各分支管的流量计读数之和

即

以此判断区间段内是否存在渗漏。采用了在大管径干管上加装小管径旁通管测量流量的方法，并在干管流量处于低谷时进行检测，有效的提高管道渗漏检测的准确度。

在非检测时间段时，主干管道上的电动阀、旁通管上的手动阀和支管道上的手动阀均是打开状态，当需要检测时。控制装置发出指令控制电动阀关闭，然后采集旁通管上流量计的流量值，并把采集的数值进行标记，然后算出相邻两个旁通管上流量计的流量值差值，也就是△S＝S_上-S_下，△S为区间流量差值，S_上为相邻流量计水流上端的读数，S_下为相邻流量计水流下端的读数，把△S与系统预设值比比较，当比预设值大时，判断这两个流量计之间的管道出现渗漏，否则没有。

当设置有支管道时，需要检测支管与主干管道最近的一个电动阀之间的管道是否渗漏时，关闭与支管最近的一个电动阀，然后采集相应的主干管道流量计数值，同时并且采集每个支管上的支管流量计数值，然后计算，即为

为支管上的支管流量计数值，把△S与系统预设值比比较，当比预设值大时，判断这两个流量计之间的管道出现渗漏，否则没有。

测量时的具体测量过程为：

流量计的绝对误差表达式如下：

△=r₀×(A_max-A_min)

式中：△为绝对误差，r_o为引用误差，与仪表精度相关，A_max为仪表刻度最大值，A_min为仪表刻度最小值，仪表量程为(A_max-A_min)。

同等精度下，由式△澐r₀×(A_max-A_min)可知，(A_max-A_min)值越小，即量程越小，仪表误差△值越小。

由于常温条件下某管段流体总容积恒定，有：

泄漏量＝上级流量-下级流量；

上级流量＝上级流量测量值±上级流量绝对误差值；

下级流量＝下级流量测量值±下级流量绝对误差值；

则，泄漏量＝(上级流量测量值±上级流量绝对误差值)-(下级流量测量值±下级流量绝对误差值)。

误差值随量值变化而变化，且仪表误差有正误差或负误差，即误差前的“±”号无法确定，由于现实测量中误差值无法计算，但误差值对泄漏量计算的影响又不可忽视，特别是大流量管道，由于流量大，如选择大量程流量计，绝对误差值就越大，管道泄漏就越难发觉。为准确判断渗漏情况，减少绝对误差值是唯一的方法。因此，在同等仪表精度下，仪表量程越小，即(A_max-A_min) 越小，所得泄漏量计算值越精确。同理，本专利通过旁通管设置的小量程流量计，可提高泄漏监测的准确性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置，包括主干管道(9)，其特征在于：在主干管道(9)上间隔设置若干个渗漏检测装置，若干个渗漏检测装置的输出端与控制装置(12)连接，每个渗漏检测装置均包括电动阀(1)、第一手动阀(2)、第一流量计(3)、第二手动阀(4)和旁通管(5)，所述电动阀(1)设置在主干管道(9)上，所述旁通管(5)连接在电动阀(1)两端的主干管道(9)的上，并与主干管道(9)连通，所述第一手动阀(2)、第一流量计(3)和第二手动阀(4)依次设置在旁通管(5)上，所述电动阀(1)和第一流量计(3)均与控制装置(12)连接。

2.根据权利要求1所述的一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置，其特征在于：渗漏检测装置与渗漏检测装置之间的主干管道(9)距离为上下级管道检修井之间的距离。

3.根据权利要求2所述的一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置，其特征在于：还包括第一支管道(10)和第二支管道(11)，所述第一支管道(10)上设置有支管渗漏检测装置，所述第二支管道(11)上设置有渗漏检测装置，所述支管渗漏检测装置包括第三手动阀(6)、第二流量计(7)和第四手动阀(8)，所述第三手动阀(6)、第二流量计(7)和第四手动阀(8)依次设置在第一支管道(10)上，所述第二流量计(7)与控制装置(12)连接。

4.根据权利要求2所述的一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置，其特征在于：还包括若干根第一支管道(10)，若干根第一支管道(10)均与主干管道(9)连接，每根第一支管道(10)上均设置有支管渗漏检测装置，支管渗漏检测装置包括第三手动阀(6)、第二流量计(7)和第四手动阀(8)，所述第三手动阀(6)、第二流量计(7)和第四手动阀(8)依次设置在第一支管道(10)上，所述第二流量计(7)与控制装置(12)连接。

5.根据权利要求1所述的一种直埋大管径生活给水管道渗漏在线监测装置，其特征在于：控制装置(12)包括控制器和显示屏，所述显示屏与控制器连接。

Images