一種保溫管泄漏報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于監(jiān)測(cè)城市供熱管網(wǎng)中保溫管泄露的系統(tǒng)，它采用光纖傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)供熱管網(wǎng)中保溫管的溫度信息變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)保溫管泄露的監(jiān)測(cè)與報(bào)警，屬于光纖傳感領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)系統(tǒng)變得越發(fā)的龐大和復(fù)雜，特別是主管網(wǎng)的保溫管內(nèi)的水溫和水壓很高，一旦發(fā)生事故便會(huì)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失。城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)中的保溫管大部分是直埋式的，而直埋式保溫管出現(xiàn)問題，幾乎都是由管壁裂縫滲漏引起的。如何通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)供熱管網(wǎng)的泄露情況等進(jìn)行科學(xué)分析是城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中迫切需要解決的問題。滲漏是一個(gè)緩慢變化的過程，在工程結(jié)構(gòu)中需要采用有效的手段監(jiān)測(cè)滲流進(jìn)而確定滲流發(fā)生的位置，以期做到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，做到防患于未然。傳統(tǒng)的光柵測(cè)溫、感溫電纜、熱電阻等測(cè)量泄露的方法只能對(duì)供熱管網(wǎng)中的某些局部位置進(jìn)行檢測(cè)，從而確定是否出現(xiàn)泄漏，無法為安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、高效檢修提供科學(xué)依據(jù)。而利用光纖測(cè)溫能實(shí)現(xiàn)整個(gè)管網(wǎng)的連續(xù)測(cè)量，同時(shí)配以高速信號(hào)采集設(shè)備、信號(hào)分析設(shè)備、報(bào)警設(shè)備、通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，從而有效地避免了保溫管泄露帶來的安全問題和經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種保溫管泄露報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠連續(xù)測(cè)量整個(gè)供熱管網(wǎng)中保溫管的溫度和位置信息，并實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。當(dāng)供熱管網(wǎng)中的保溫管出現(xiàn)泄漏時(shí)，傳感光纜的溫度急劇上升，并能夠?qū)⒐收宵c(diǎn)的位置信息、溫度信息、報(bào)警信息等傳送到監(jiān)控人員的顯示器和維修人員的PAD設(shè)備上，以便快速定位故障地點(diǎn)，完成維修，避免損失。
[0004]由于測(cè)量采用光纖測(cè)溫技術(shù)，本實(shí)用新型可以連續(xù)的獲得沿探測(cè)光纖30公里以內(nèi)的保溫管溫度信息，且具有很強(qiáng)的抗電磁干擾性、電絕緣性，在高電磁環(huán)境和振動(dòng)環(huán)境中可以正常的工作，同時(shí)測(cè)溫傳感光纜具有耐腐蝕、耐高溫、耐潮濕、耐擠壓及壽命長的特性，使用時(shí)間超過30年。
[0005]本實(shí)用新型的原理是使用所述傳感光纜作為溫度測(cè)量以及信號(hào)傳輸?shù)妮d體，所述激光模塊向所述傳感光纜中發(fā)射光脈沖，入射光子與介質(zhì)分子在光纖纖芯介質(zhì)材料密度的成分起伏和微觀變化等因素的影響下，二者相互作用，入射光中光子與分子由于介質(zhì)的非線性效應(yīng)而發(fā)生非線性碰撞。光子與分子之間在非彈性過程中發(fā)生能量交換，光子不僅改變了運(yùn)動(dòng)的方向，同時(shí)光子的部分能量傳遞給分子，或者分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的部分能量傳遞給光子，從而改變了光子的頻率，這就是拉曼散射。這部分散射光中，選取拉曼散射光作為監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行分析。拉曼散射光包含斯托克斯光和反斯托克斯光兩種，其中斯托克斯光與溫度無關(guān)，而反斯托克斯光隨溫度變化而變化，使用兩種光波之比和溫度的定量關(guān)系，即可求得溫度。通過對(duì)散射光的快速采集，使用光時(shí)域反射原理(OTDR)計(jì)算出對(duì)應(yīng)的位置，得到光纖上每個(gè)點(diǎn)的溫度信息，即可完成被測(cè)保溫管的溫度監(jiān)測(cè)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種保溫管泄露報(bào)警系統(tǒng)，如圖1所示，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、上位機(jī)、手持PAD模塊、激光模塊、單片機(jī)控制模塊、報(bào)警模塊、波分復(fù)用模塊、兩個(gè)光電二極管模塊、兩個(gè)信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊、傳感光纜。
[0007]進(jìn)一步地，所述傳感光纜置于被測(cè)保溫管的表面，以便當(dāng)保溫管泄漏時(shí)，光纜可以快速地測(cè)量;所述波分復(fù)用模塊接收所述激光模塊的光信號(hào)，并將光信號(hào)傳輸?shù)剿鰝鞲泄饫|中，同時(shí)接收所述傳感光纜中散射的光信號(hào)，并將散射的光信號(hào)分別傳輸?shù)剿龅膬蓚€(gè)光電雪崩二極管模塊;所述兩個(gè)光電雪崩二極管模塊分別將電信號(hào)傳輸?shù)絻蓚€(gè)信號(hào)放大模塊;所述信號(hào)處理模塊接收兩個(gè)所述信號(hào)放大模塊輸出的電信號(hào)，并將處理后的電信號(hào)傳輸?shù)剿鰡纹瑱C(jī)控制模塊;所述單片機(jī)控制模塊控制所述激光模塊，并將報(bào)警信號(hào)傳輸?shù)剿鰣?bào)警模塊，同時(shí)與所述上位機(jī)進(jìn)行雙向通信;所述上位機(jī)分別與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、手持PAD模塊進(jìn)行雙向通信，目的在于將整個(gè)供熱管網(wǎng)的情況實(shí)時(shí)發(fā)送給監(jiān)視人員和維修人員。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:抗電磁干擾能力強(qiáng)、高空間分辨率、高溫度分辨率、數(shù)據(jù)測(cè)量速度快、故障定位精準(zhǔn)、測(cè)量距離長、抗惡劣環(huán)境、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。有效地實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)全線的實(shí)時(shí)泄露在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和定位泄露故障點(diǎn)，并輸出報(bào)警信息，在滿足實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)控的同時(shí)，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少了維修故障的時(shí)間成本和資金成本。
【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0012]如圖1所述，本實(shí)用新型包括遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、上位機(jī)、手持PAD模塊、激光模塊、單片機(jī)控制模塊、報(bào)警模塊、波分復(fù)用模塊、兩個(gè)光電二極管模塊、兩個(gè)信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊、傳感光纜。
[0013]優(yōu)選的，所述上位機(jī)分別與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、手持PAD模塊、單片機(jī)控制模塊相連接，所述單片機(jī)控制模塊分別與所述報(bào)警模塊、激光模塊、信號(hào)處理模塊相連接，所述波分復(fù)用模塊分別與所述激光模塊、兩個(gè)光電雪崩二極管模塊、傳感光纜相連接，所述信號(hào)處理模塊通過兩個(gè)所述信號(hào)放大模塊分別連接到兩個(gè)光電雪崩二極管模塊，所述傳感光纜置于被測(cè)保溫管的表面。
[0014]進(jìn)一步地，所述傳感光纜置于被測(cè)保溫管的表面，以便當(dāng)保溫管泄漏時(shí)，光纜可以快速地測(cè)量;所述波分復(fù)用模塊接收所述激光模塊的光信號(hào)，并將光信號(hào)傳輸?shù)剿鰝鞲泄饫|中，同時(shí)接收所述傳感光纜中散射的光信號(hào)，并將散射的光信號(hào)分別傳輸?shù)剿龅膬蓚€(gè)光電雪崩二極管模塊;所述兩個(gè)光電雪崩二極管模塊分別將電信號(hào)傳輸?shù)絻蓚€(gè)信號(hào)放大模塊;所述信號(hào)處理模塊接收兩個(gè)所述信號(hào)放大模塊輸出的電信號(hào)，并將處理后的電信號(hào)傳輸?shù)剿鰡纹瑱C(jī)控制模塊;所述單片機(jī)控制模塊控制所述激光模塊，并將報(bào)警信號(hào)傳輸?shù)剿鰣?bào)警模塊，同時(shí)與所述上位機(jī)進(jìn)行雙向通信;所述上位機(jī)分別與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、手持PAD模塊進(jìn)行雙向通信，目的在于將整個(gè)供熱管網(wǎng)的情況實(shí)時(shí)發(fā)送給監(jiān)視人員和維修人員。
[0015]進(jìn)一步地，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包括液晶顯示器、保溫管泄露監(jiān)控軟件、GPRS模塊、以太網(wǎng)模塊；
[0016]所述上位機(jī)包括以太網(wǎng)模塊、GPRS模塊、RS232模塊、USB模塊、ATOM型號(hào)的CPU ；
[0017]所述手持PAD模塊包括ARM單片機(jī)、GPS模塊、IXD液晶屏、矩陣按鍵、天線；
[0018]所述單片機(jī)控制模塊包括STM32單片機(jī)、RS232模塊、調(diào)制信號(hào)模塊、時(shí)鐘同步模塊；
[0019]所述信號(hào)處理模塊包括時(shí)鐘同步模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、DSP處理器；
[0020]所述波分復(fù)用模塊采用1X3波分復(fù)用器；
[0021]所述傳感光纜為50/125pm多模光纖，采用的W型剖面設(shè)計(jì)，并在階躍折射率芯周圍引入低折射率內(nèi)包層，外層采用螺旋不銹鋼護(hù)套，接頭采用E2000 / APC0
[0022]以上實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種保溫管泄漏報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:包括遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、上位機(jī)、手持PAD模塊、激光模塊、單片機(jī)控制模塊、報(bào)警模塊、波分復(fù)用模塊、兩個(gè)光電二極管模塊、兩個(gè)信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊、傳感光纜； 所述上位機(jī)分別與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、手持PAD模塊、單片機(jī)控制模塊相連接，所述單片機(jī)控制模塊分別與所述報(bào)警模塊、激光模塊、信號(hào)處理模塊相連接，所述波分復(fù)用模塊分別與所述激光模塊、兩個(gè)光電雪崩二極管模塊、傳感光纜相連接，所述信號(hào)處理模塊通過兩個(gè)所述信號(hào)放大模塊分別連接到兩個(gè)光電雪崩二極管模塊，所述傳感光纜置于被測(cè)保溫管的表面； 所述傳感光纜置于被測(cè)保溫管的表面，以便當(dāng)保溫管泄漏時(shí)，光纜可以快速地測(cè)量;所述波分復(fù)用模塊接收所述激光模塊的光信號(hào)，并將光信號(hào)傳輸?shù)剿鰝鞲泄饫|中，同時(shí)接收所述傳感光纜中散射的光信號(hào)，并將散射的光信號(hào)分別傳輸?shù)剿龅膬蓚€(gè)光電雪崩二極管模塊;所述兩個(gè)光電雪崩二極管模塊分別將電信號(hào)傳輸?shù)絻蓚€(gè)信號(hào)放大模塊;所述信號(hào)處理模塊接收兩個(gè)所述信號(hào)放大模塊輸出的電信號(hào)，并將處理后的電信號(hào)傳輸?shù)剿鰡纹瑱C(jī)控制模塊;所述單片機(jī)控制模塊控制所述激光模塊，并將報(bào)警信號(hào)傳輸?shù)剿鰣?bào)警模塊，同時(shí)與所述上位機(jī)進(jìn)行雙向通信;所述上位機(jī)分別與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、手持PAD模塊進(jìn)行雙向通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保溫管泄漏報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包括液晶顯示器、保溫管泄露監(jiān)控軟件、GPRS模塊、以太網(wǎng)模塊;所述上位機(jī)包括以太網(wǎng)模塊、GPRS模塊、RS232模塊、USB模塊、ATOM型號(hào)的CPU;所述手持PAD模塊包括ARM單片機(jī)、GPS模塊、LCD液晶屏、矩陣按鍵、天線;所述單片機(jī)控制模塊包括STM32單片機(jī)、RS232模塊、調(diào)制信號(hào)模塊、時(shí)鐘同步模塊;所述信號(hào)處理模塊包括時(shí)鐘同步模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、DSP處理器;所述波分復(fù)用模塊采用1X3波分復(fù)用器;所述傳感光纜為50/125 pm多模光纖，采用的W型剖面設(shè)計(jì)，并在階躍折射率芯周圍引入低折射率內(nèi)包層，外層采用螺旋不銹鋼護(hù)套，接頭采用Ε2000 / APC0
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種保溫管泄露報(bào)警系統(tǒng)，主要應(yīng)用于城市供熱管網(wǎng)中保溫管的泄露監(jiān)測(cè)及報(bào)警。所述一種保溫管泄露報(bào)警系統(tǒng)包括：遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、上位機(jī)、手持PAD模塊、激光模塊、單片機(jī)控制模塊、報(bào)警模塊、波分復(fù)用模塊、光電雪崩二極管模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊、傳感光纜。本實(shí)用新型解決了傳統(tǒng)的保溫管泄露測(cè)量方法的局限性，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)泄露故障，準(zhǔn)確指示故障位置并自動(dòng)報(bào)警，以便通知檢修人員迅速處理漏水的管段，保證熱網(wǎng)安全運(yùn)行。
【IPC分類】F24D19/10, F17D5/00
【公開號(hào)】CN205372758
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620072896
【發(fā)明人】盛玉麗, 蘇長磊, 陳海峰
【申請(qǐng)人】天津市州易機(jī)電科技有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2016年1月26日