CN219140518U - 一种管道监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种管道监测系统，涉及管网工程技术领域。管道监测系统包括沉降计、倾角传感器、信号处理器及监测设备；沉降计预埋于土体中，并与管道固定连接，沉降计用于检测管道竖直方向的沉降量；倾角传感器与管道连接，倾角传感器用于检测管道水平方向的偏移量；沉降计与倾角传感器分别与信号处理器连接，信号处理器与监测设备连接，信号处理器用于收集沉降计和倾角传感器检测的数据，并将处理后的数据传递至监测设备。本申请的管道监测系统，能够对管道的沉降量值以及偏移量值进行实时监控，从而可以对管道发生事故前进行预警。

Description

一种管道监测系统

技术领域

本申请涉及管网工程技术领域，尤其涉及一种管道监测系统。

背景技术

在城市管网工程中，大多数管道埋设于土体中，在管道施工完成后，管道往往由于回填、基础处理等因素发生沉降或偏移。一旦管道发生沉降或偏移，通常会导致管道漏水、错位、局部脱节等现象发生，从而阻碍城市管网工程的正常运转。现有的管道监测系统通常采用人工的方式，现场对管道进行检测，从而难以及时发现管道的沉降和偏移，不能对管道发生事故前进行预警。

实用新型内容

为克服现有技术中的不足，本申请提供一种管道监测系统。

本申请提供如下技术方案：

一种管道监测系统，用于监测埋设于土体中的管道，所述管道监测系统包括沉降计、倾角传感器、信号处理器及监测设备；所述沉降计预埋于所述土体中，并与所述管道固定连接，所述沉降计用于检测所述管道竖直方向的沉降量；所述倾角传感器与所述管道连接，所述倾角传感器用于检测所述管道水平方向的偏移量；所述沉降计与所述倾角传感器分别与所述信号处理器连接，所述信号处理器与所述监测设备连接，所述信号处理器用于收集所述沉降计和所述倾角传感器检测的数据，并将处理后的数据传递至所述监测设备。

在一种可能的实施方式中，所述沉降计包括法兰盘、位移传感器、测杆及锚头；所述法兰盘与所述管道固定连接，所述位移传感器的一端与所述法兰盘连接，所述位移传感器的另一端通过所述测杆与所述锚头连接，所述锚头与所述土体中的基岩固定连接，所述位移传感器与所述信号处理器连接。

在一种可能的实施方式中，所述沉降计还包括弹性管，所述弹性管套设于所述测杆的外侧，所述弹性管的两端分别连接所述位移传感器和所述锚头。

在一种可能的实施方式中，所述位移传感器包括筒体、活塞杆以及导线，所述活塞杆插设于所述筒体内并可沿所述筒体的轴向方向滑动，所述筒体通过所述导线与所述信号处理器连接，所述活塞杆与所述测杆连接。

在一种可能的实施方式中，所述管道监测系统还包括连接板，所述连接板用于固定连接两根所述管道，所述倾角传感器固定于所述连接板上。

在一种可能的实施方式中，所述管道监测系统还包括保护罩，所述保护罩固定于所述连接板上，并将所述倾角传感器罩设于内。

在一种可能的实施方式中，所述管道监测系统还包括信号发送器，所述信号处理器与所述信号发送器电连接，所述信号处理器与所述监测设备配合，所述信号发送器能够接收所述信号处理器传递的电信号，并将电信号转化为网络信号，传递给所述监测设备。

在一种可能的实施方式中，所述管道监测系统还包括保温层，所述保温层设于所述管道的外表面。

在一种可能的实施方式中，所述管道监测系统包括多个所述沉降计，多个所述沉降计沿所述管道的延伸方向排布。

在一种可能的实施方式中，所述管道监测系统包括多个所述倾角传感器，多个所述倾角传感器在所述管道上沿所述管道的延伸方向排布。

相比现有技术，本申请的有益效果：

本申请的管道监测系统，通过在管道上分别设置沉降计和倾角传感器，沉降计能够对管道的沉降量值进行实时检测，倾角传感器能够对管道的偏移量值进行实时检测，信号处理器能够收集并处理沉降计或倾角传感器传递的数据，并将处理好的数据传递至监测设备，以便于操作人员通过监测设备对管道的沉降量值以及偏移量值进行实时监控，从而可以对管道发生事故前进行预警。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请一实施例管道监测系统的结构示意图；

图2示出了本申请一实施例沉降计与管道的连接示意图；

图3示出了本申请一实施例倾角传感器传递信号的示意图；

图4示出了本申请一实施例倾角传感器与管道的连接示意图。

主要元件符号说明：

10-管道；11-保温层；12-第一管体；13-第二管体；20-沉降计；21-法兰盘；30-倾角传感器；40-第一固定件；41-第二固定件；50-连接板；60-保护罩；70-信号处理器；71-信号发送器；72-监测设备；80-土体；81-墙体；82-楼板；90-吊架。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1至图3，本申请一实施方式提供一种管道监测系统。所述管道监测系统用于实时监测管道10的沉降量值和偏移量值，以在所述管道10发生事故前进行预警。

本实施例中的管道10为城市管网工程中的管道，如给排水管、供热管等，并且所述管道10埋设于土体80中。

请参阅图1和图3，所述管道监测系统包括沉降计20、倾角传感器30、信号处理器70及监测设备72，所述沉降计20预埋于所述土体80中，并与所述管道10固定连接，所述沉降计20用于检测所述管道10竖直方向的沉降量；所述倾角传感器30与所述管道10连接，所述倾角传感器30用于检测所述管道10水平方向的偏移量；所述沉降计20与所述倾角传感器30分别与所述信号处理器70连接，所述信号处理器70与所述监测设备72连接，所述信号处理器70用于收集所述沉降计20和所述倾角传感器30检测的数据，并将处理后的所述数据传递至所述监测设备72。

在一些实施例中，所述管道10为穿墙管道10，所述管道10穿设于墙体81中，所述墙体81为楼房结构中的墙体。所述管道10的一端位于室内，另一端位于室外，所述管道10位于室内的一端为第一管体12，位于室外的一端为第二管体13，所述墙体81位于所述第一管体12与所述第二管体13的连接处。

所述第一管体12与所述楼房的楼板82固定连接，所述第二管体13埋设于所述土体80中。

所述楼板82与所述第一管体12通过吊架90固定连接，所述吊架90的一端固定于所述楼板82上，所述吊架90的另一端设有管托，所述管托与所述第一管体12配合，以使所述第一管体12与所述吊架90固定连接，进而使所述第一管体12与所述楼板82固定连接。

所述楼板82通过所述吊架90和所述管托与所述第一管体12固定连接，从而能够限制所述第一管体12的位移，并吸收所述第一管体12工作过程中产生的震动，以提高所述第一管体12工作时的可靠性。

由于所述第二管体13埋设于所述土体80中，当位于所述第二管体13上方的所述土体80发生沉降时，所述第二管体13受到向下的压力，发生沿竖直方向的沉降；并且第二管道10沉降时与所述墙体81的连接处产生应力，使得所述第二管体13极易折断。

通过在所述第二管体13的正下方预埋所述沉降计20，所述沉降计20的下端固定于土体80中基岩上，所述沉降计20的上端与所述第二管体13固定连接。当所述第二管体13发生沉降时，所述第二管体13挤压所述沉降计20，使得所述沉降计20的整体长度缩短，所述沉降计20能够将缩短的数值转换为电信号，再传递至所述信号处理器70。

在一些实施例中，所述沉降计20为单点式沉降计20，所述沉降计20包括法兰盘21、位移传感器、测杆及锚头；所述法兰盘21与所述第二管体13固定连接，所述位移传感器的一端与所述法兰盘21连接，所述位移传感器的另一端通过所述测杆与所述锚头连接，所述锚头与所述土体80中的基岩固定连接，所述位移传感器与所述信号处理器70连接。

所述测杆的外侧套设有弹性管，所述弹性管的两端分别连接所述位移传感器和所述锚头。

所述弹性管为能够伸缩的金属软管，当所述弹性管的长度拉至最长时，所述弹性管与所述锚头以及所述位移传感器装配。所述第二管体13沉降时，能够带动所述法兰盘21沉降，从而压缩所述弹性管，使所述弹性管的长度缩短。值得注意的是，所述弹性管的缩短量满足所述沉降计20的量程。

所述位移传感器包括筒体、活塞杆以及导线，所述活塞杆插设于所述筒体内并可沿所述筒体的轴向方向滑动，所述筒体通过所述导线与所述信号处理器70连接，所述活塞杆与所述测杆连接。

所述活塞杆为导磁金属杆，所述筒体内设有电感线圈，所述活塞杆在所述筒体内的滑动会引所述电感线圈的电感量变化。

当所述第二管体13沉降时，所述法拉盘随所述第二管体13一起沉降，所述法兰盘21与所述锚头之间的沉降量等于所述筒体与所述活塞杆之间相对滑移距离。由于所述筒体内的所述电感线圈的电感量，与所述活塞杆插入所述筒体内的长度有关，插入量的改变引起所述电感线圈电感量的变化，将此数据传递至所述信号处理器70进行分析处理，所述信号处理器70将处理后的数据传递至所述监测设备72，从而使操作人员得到所述第二管体13的沉降量值，以便操作人员对所述第二管体13的沉降量值进行实时监测。

结合图1和图2所示，当所述管道10为供热管时，所述管道10的外侧设有保温层11，所述保温层11用于对所述管道10进行保温，减少所述管道10内的热量向外散发，提高所述管道10的供热能力。

所述保温层11的外侧设有第一固定件40，所述第一固定件40用于连接所述第二管体13与所述沉降计20。

所述第一固定件40为抱箍，所述第一固定件40套设于所述保温层11的外侧，所述抱箍的外表面上设有底座，所述法兰盘21与所述底座通过螺栓结构固定连接，从而使所述沉降计20与所述第二管体13固定连接。

在一些实施例中，所述管道监测系统设有一个所述沉降计20，所述沉降计20设于所述第二管体13的底部。

在其他实施例中，所述管道监测系统设有多个所述沉降计20，多个所述沉降计20沿所述第二管体13的延伸方向排布，且每个所述沉降计20均设于所述第二管体13的底部，从而可以对所述第二管体13的不同位置进行沉降量值检测。

请参阅图1，所述倾角传感器30与所述第一管体12连接，所述倾角传感器30可以对所述第一管体12的偏移量进行实时检测，并将检测的数据传递至所述信号处理器70，所述信号处理器70对所述倾角传感器30测量的数据进行分析、换算，所述信号处理器70将处理后的数据传递至所述监测设备72上，从而使操作人员得到所述第一管体12的偏移量值，以便操作人员对所述第一管体12的偏移量值进行实时监测。

所述倾角传感器30通过所述第二固定件41与所述第一管体12固定连接。所述第二固定件41套设于所述第一管体12上，所述倾角传感器30与所述第二固定件41固定连接，从而使所述倾角传感器30固定于所述第二管体13上。所述第二固定件41为抱箍。

所述倾角传感器30可以是固体摆倾角传感器，也可以是液体摆倾角传感器。

所述沉降计20和所述倾角传感器30分别与所述信号处理器70通过线路连接，所述信号处理器70与所述监测设备72电连接。所述信号处理器70为IC(integrated circuit，芯片)，所述信号处理器70能够接收从所述沉降计20和所述倾角传感器30传动的数据，并将所述数据分析处理后通过电信号的方式传递至所述监测设备72。

所述监测设备72能够接收所述信号处理器70传递的电信号，所述信号处理器70传递的电信号在所述监测设备72上转换为所述第二管体13沉降量或所述第一管体12偏移量的具体数值。

操作人员可以根据实际需要，选择所述沉降计20与所述倾角传感器30的设置数量及设置位置。

当所述管道10垂直方向的沉降量值连续五天，日平均位移速率超过2mm/d，或五日累积沉降量值超过12mm时，所述监测设备72提醒操作人员，所述管道10有发生事故的风险。

当所述管道10水平方向的偏移量值连续五天，日平均位移速率超过1mm/d且偏移方向基本一致，或五日累积沉降量值超过6mm且偏移方向一致并未见收敛，所述监测设备72提醒操作人员，所述管道10有发生事故的风险。

本申请的管道监测系统，通过在所述管道10上分别设置所述沉降计20和所述倾角传感器30，所述沉降计20能够对所述管道10的沉降量值进行实时检测，所述倾角传感器30能够对所述管道10的偏移量值进行实时检测，所述信号处理器70能够收集并处理所述沉降计20或所述倾角传感器30传递的数据，并将处理好的数据传递至所述监测设备72，以便于操作人员通过所述监测设备72对所述管道10的沉降量值以及偏移量值进行实时监控，从而可以对所述管道10发生事故前进行预警。

实施例二

请参阅图1至图4，本实施例提供的一种管道监测系统，用于实时监测管道10的沉降量值和偏移量值。本实施例是在上述实施例二的技术基础上做出的改进，相比于上述实施例二，区别之处在于：

请参阅图1和图3，所述管道10上可以设有多个所述倾角传感器30，多个所述倾角传感器30在所述管道10上沿所述管道10的延伸方向均匀排布。多个所述倾角传感器30器均与所述信号处理器70通过线路连接。

所述管道监测系统还包括信号发送器71，所述信号处理器70与所述信号发送器71连接，所述信号处理器70与所述监测设备72配合，信号发送器71能够接收所述信号处理器70传递的电信号，并将电信号转化为网络信号，传递给所述监测设备72。

请参阅图4，所述管道监测系统内设有两根所述管道10，两根所述管道10通过连接板50固定连接，所述倾角传感器30固定于所述连接板50上。

所述连接板50的两侧分别连接于所述管道10水平方向的两侧，所述连接板50与所述管道10装配时为水平状态，当任一所述管道10发生偏移时，所述连接板50倾斜，所述倾角传感器30通过测量所述连接板50的倾斜值，进而分析得出所述管道10出现偏移的程度。

上述方式可以减少所述倾角传感器30的设置数量，降低所述管道监测系统的使用成本。

所述倾角传感器30通过胶粘的方式固定于所述连接板50上。

在一些实施例中，两根所述管道10均埋设于所述土体80中，所述管道监测系统还包括保护罩60，所述保护罩60通过胶粘的方式固定于所述连接板50上，并将所述倾角传感器30罩设于内。所述保护罩60用于保护所述倾角传感器30。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种管道监测系统，用于监测埋设于土体中的管道，其特征在于，包括沉降计、倾角传感器、信号处理器及监测设备；所述沉降计预埋于所述土体中，并与所述管道固定连接，所述沉降计用于检测所述管道竖直方向的沉降量；所述倾角传感器与所述管道连接，所述倾角传感器用于检测所述管道水平方向的偏移量；所述沉降计与所述倾角传感器分别与所述信号处理器连接，所述信号处理器与所述监测设备连接，所述信号处理器用于收集所述沉降计和所述倾角传感器检测的数据，并将处理后的数据传递至所述监测设备。

2.根据权利要求1所述的管道监测系统，其特征在于，所述沉降计包括法兰盘、位移传感器、测杆及锚头；所述法兰盘与所述管道固定连接，所述位移传感器的一端与所述法兰盘连接，所述位移传感器的另一端通过所述测杆与所述锚头连接，所述锚头与所述土体中的基岩固定连接，所述位移传感器与所述信号处理器连接。

3.根据权利要求2所述的管道监测系统，其特征在于，所述沉降计还包括弹性管，所述弹性管套设于所述测杆的外侧，所述弹性管的两端分别连接所述位移传感器和所述锚头。

4.根据权利要求2所述的管道监测系统，其特征在于，所述位移传感器包括筒体、活塞杆以及导线，所述活塞杆插设于所述筒体内并可沿所述筒体的轴向方向滑动，所述筒体通过所述导线与所述信号处理器连接，所述活塞杆与所述测杆连接。

5.根据权利要求1所述的管道监测系统，其特征在于，所述管道监测系统还包括连接板，所述连接板用于固定连接两根所述管道，所述倾角传感器固定于所述连接板上。

6.根据权利要求5所述的管道监测系统，其特征在于，所述管道监测系统还包括保护罩，所述保护罩固定于所述连接板上，并将所述倾角传感器罩设于内。

7.根据权利要求1所述的管道监测系统，其特征在于，所述管道监测系统还包括信号发送器，所述信号处理器与所述信号发送器电连接，所述信号处理器与所述监测设备配合，所述信号发送器能够接收所述信号处理器传递的电信号，并将电信号转化为网络信号，传递给所述监测设备。

8.根据权利要求1所述的管道监测系统，其特征在于，所述管道监测系统还包括保温层，所述保温层设于所述管道的外表面。

9.根据权利要求1所述的管道监测系统，其特征在于，所述管道监测系统包括多个所述沉降计，多个所述沉降计沿所述管道的延伸方向排布。

10.根据权利要求1所述的管道监测系统，其特征在于，所述管道监测系统包括多个所述倾角传感器，多个所述倾角传感器在所述管道上沿所述管道的延伸方向排布。

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