本發(fā)明涉及熱網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測傳感器。

背景技術(shù)：
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目前隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與人民生活水平的不斷提高，我國大部分城市建立了集中供熱管網(wǎng)，同時城市熱網(wǎng)規(guī)模逐年壯大，熱網(wǎng)集中供熱面積迅速增長至2.521×10⁹m²，熱網(wǎng)管道長度達(dá)7.13×10⁴km。由于熱網(wǎng)鋪設(shè)工藝以及管道所處的惡劣自然環(huán)境導(dǎo)致近年來發(fā)生多起嚴(yán)重的熱網(wǎng)泄漏事故，給供熱企業(yè)和人民日常生活帶來了巨大的影響。能夠?qū)崟r、連續(xù)監(jiān)測熱網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)參數(shù)，是保證熱網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素，因此如何對熱網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)測成為目前眾多學(xué)者研究的重點(diǎn)。自21世紀(jì)出以來，世界上許多國家都開展了熱網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測的研究，并嘗試了不同的監(jiān)測方案和技術(shù)，目前公知的熱網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測方法主要分為直接監(jiān)測法和間接監(jiān)測法。直接監(jiān)測法利用硬件電路之間對熱網(wǎng)管道內(nèi)的物理量進(jìn)行監(jiān)測，主要采用磁通、超聲和渦流等技術(shù)。間接監(jiān)測法則利用復(fù)雜數(shù)理模型推算出熱網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，主要采用發(fā)射性跟蹤、負(fù)壓波法、壓力梯度法以及質(zhì)量體積平衡法?，F(xiàn)有的關(guān)于熱網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測手段存在以下缺陷和不足：(1)現(xiàn)有技術(shù)中熱網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測不能夠連續(xù)、實(shí)時監(jiān)測熱網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，同時監(jiān)測實(shí)施難度大、成本費(fèi)用較高；(2)現(xiàn)有熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測缺乏有效的監(jiān)測設(shè)備，致使大部分熱網(wǎng)未安裝監(jiān)控裝置；(3)現(xiàn)有技術(shù)中的熱網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測大部分為管內(nèi)監(jiān)測方法，并未對熱網(wǎng)管道周圍環(huán)境進(jìn)行檢測。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)運(yùn)行監(jiān)測中存在的不足，提供了一種熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測傳感器，其能夠準(zhǔn)確監(jiān)測熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)，成本低，多參數(shù)交叉對比監(jiān)測，同時能夠準(zhǔn)確定位熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)泄露位置，適用于各種地埋管道系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測傳感器，包括線纜埋地管道、傳感器固定底座、電阻傳感器第一電極、研究電極、輔助電極、溫度傳感器保護(hù)外殼、參比電極和電阻傳感器第二電極；其中，

所述傳感器固定底座前端固定有所述電阻傳感器第一電極、研究電極、輔助電極、溫度傳感器保護(hù)外殼、參比電極和電阻傳感器第二電極，所述傳感器固定底座后端與線纜埋地管道前端相連接，所述溫度傳感器保護(hù)外殼內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述電阻傳感器第一電極、研究電極、輔助電極、溫度傳感器保護(hù)外殼內(nèi)的溫度傳感器、參比電極和電阻傳感器第二電極出線端依次經(jīng)信號傳輸電纜和線纜埋地管道后與熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)相連接。

所述線纜埋地管道、輔助電極和溫度傳感器保護(hù)外殼均由304型不銹鋼材料組成，所述傳感器固定底座采用ABS絕緣型材料，所述電阻傳感器第一電極和電阻傳感器第二電極均由鈦合金金屬制成，所述研究電極由與熱網(wǎng)管道同材料的Q235型碳鋼材料構(gòu)成，所述參比電極由金屬鎂組成，所述電阻傳感器第一電極、研究電極、輔助電極、溫度傳感器保護(hù)外殼、參比電極和電阻傳感器第二電極、線纜埋地管道相互之間保持絕緣關(guān)系。

所述傳感器固定底座直徑、厚度均為5cm，所述線纜埋地管道直徑為5cm，長度為300cm，所述溫度傳感器保護(hù)外殼直徑為7.84mm，長度為10cm，所述研究電極和輔助電極機(jī)械結(jié)構(gòu)相同，直徑為5.24mm，長度為10cm，所述電阻傳感器第一電極、電阻傳感器第二電極、參比電極均由直徑為5.24mm，長度為10cm的錐體結(jié)構(gòu)組成。

所述溫度傳感器保護(hù)外殼中心點(diǎn)與傳感器固定底座中心點(diǎn)重合，所述溫度傳感器保護(hù)外殼和研究電極分布在傳感器固定底座中心對稱軸上，且溫度傳感器保護(hù)外殼與研究電極之間的距離為1.2cm，所述參比電極和電阻傳感器第二電極對稱分布在傳感器固定底座中心對稱軸兩端，且參比電極與電阻傳感器第二電極之間的距離為1.5cm，所述電阻傳感器第一電極和輔助電極對稱分布在傳感器固定底座中心對稱軸兩端，所述研究電極與輔助電極之間距離為1.2cm，所述電阻傳感器第一電極與研究電極之間的距離為1.2cm，所述研究電極、輔助電極、參比電極之間呈三角形結(jié)構(gòu)分布在傳感器固定底座。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明體積小，成本低，便于攜帶能夠適用于不同的地埋管道系統(tǒng)系統(tǒng)，可對一條管線上多個熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

2、本發(fā)明采用土壤電阻、溫度、電化學(xué)腐蝕交叉對比監(jiān)測熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)，能夠準(zhǔn)確定位熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)泄露的具體地理位置。

3、本發(fā)明通過電化學(xué)腐蝕方法可以判斷管道當(dāng)前的腐蝕速率和腐蝕深度，為熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)壽命評估提供一定的數(shù)據(jù)依據(jù)。

4、本發(fā)明采用管外監(jiān)測方法，即對熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)周圍環(huán)境的物理量進(jìn)行實(shí)時、連續(xù)的監(jiān)測，當(dāng)熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)泄露或滲漏時能夠及時反映熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)滲漏的具體情況。

綜上所述，本發(fā)明監(jiān)測準(zhǔn)確度高、使用方便、能夠準(zhǔn)確定位熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)滲漏具體位置，適用于多種地埋管路系統(tǒng)。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明電極分布示意圖。

圖3為本發(fā)明連接關(guān)系圖。

圖4為本發(fā)明傳感器固定底座結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明線纜埋地管道結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本發(fā)明土壤電阻傳感器電極、參比電極結(jié)構(gòu)圖。

圖7為本發(fā)明輔助電極、研究電極結(jié)構(gòu)圖。

圖8為本發(fā)明溫度傳感器保護(hù)外殼圖結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1—線纜埋地管道；2—傳感器固定底座；3—電阻傳感器第一電極；4—研究電極；5—輔助電極；6—溫度傳感器保護(hù)外殼；7—參比電極；8—電阻傳感器第二電極。

具體實(shí)施方式：

下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明所述的一種熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測傳感器，包括線纜埋地管道1、傳感器固定底座2、電阻傳感器第一電極3、研究電極4、輔助電極5、溫度傳感器保護(hù)外殼6、參比電極7和電阻傳感器第二電極8；其中，所述傳感器固定底座2前端固定有所述電阻傳感器第一電極3、研究電極4、輔助電極5、溫度傳感器保護(hù)外殼6、參比電極7和電阻傳感器第二電極8，所述傳感器固定底座2后端與線纜埋地管道1前端相連接，所述溫度傳感器保護(hù)外殼6內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述電阻傳感器第一電極3、研究電極4、輔助電極5、溫度傳感器保護(hù)外殼6內(nèi)的溫度傳感器、參比電極7和電阻傳感器第二電極8出線端依次經(jīng)信號傳輸電纜和線纜埋地管道1后與熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)相連接。

如圖4、圖5、圖6、圖7和圖8所示，本實(shí)施例中，所述線纜埋地管道1、輔助電極5和溫度傳感器保護(hù)外殼6均由304型不銹鋼材料組成，所述傳感器固定底座2采用ABS絕緣型材料，所述電阻傳感器第一電極3和電阻傳感器第二電極8均由鈦合金金屬制成，所述研究電極4由與熱網(wǎng)管道同材料的Q235型碳鋼材料構(gòu)成，所述參比電極7由金屬鎂組成，所述電阻傳感器第一電極3、研究電極4、輔助電極5、溫度傳感器保護(hù)外殼6、參比電極7和電阻傳感器第二電極8、線纜埋地管道1相互之間保持絕緣關(guān)系。

本實(shí)施例中，所述傳感器固定底座2直徑、厚度均為5cm，所述線纜埋地管道1直徑為5cm，長度為300cm，所述溫度傳感器保護(hù)外殼6直徑為7.84mm，長度為10cm，所述研究電極4和輔助電極5機(jī)械結(jié)構(gòu)相同，直徑為5.24mm，長度為10cm，所述電阻傳感器第一電極3、電阻傳感器第二電極8、參比電極7均由直徑為5.24mm，長度為10cm的錐體結(jié)構(gòu)組成。

本實(shí)施例中，所述溫度傳感器保護(hù)外殼6中心點(diǎn)與傳感器固定底座2中心點(diǎn)重合，所述溫度傳感器保護(hù)外殼6和研究電極4分布在傳感器固定底座2中心對稱軸上，且溫度傳感器保護(hù)外殼6與研究電極4之間的距離為1.2cm，所述參比電極7和電阻傳感器第二電極8對稱分布在傳感器固定底座2中心對稱軸兩端，且參比電極7與電阻傳感器第二電極8之間的距離為1.5cm，所述電阻傳感器第一電極3和輔助電極5對稱分布在傳感器固定底座2中心對稱軸兩端，所述研究電極4與輔助電極5之間距離為1.2cm，所述電阻傳感器第一電極3與研究電極4之間的距離為1.2cm，所述研究電極4、輔助電極5、參比電極7之間呈三角形結(jié)構(gòu)分布在傳感器固定底座2。

本發(fā)明在使用時，將電阻傳感器第一電極3、研究電極4、輔助電極5、溫度傳感器保護(hù)外殼6、參比電極7和電阻傳感器第二電極8固定在傳感器固定底座2上面，傳感器固定底座2安裝在線纜埋地管道1，各電極的出線端通過線纜埋地管道1接入熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)監(jiān)測裝置，預(yù)先將各傳感電極埋置于管道正下方；給電阻傳感器第一電極3接入占空比50％，2kHz，12V的交流脈沖信號，測量電阻傳感器第二電極8的響應(yīng)電壓信號，實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)周圍土壤電阻大小的測量；給研究電極4與輔助電極5之間接入微弱電流源信號，測量參比電極7與研究電極4之間的電壓響應(yīng)信號，利用電化學(xué)法分析出埋地管線的腐蝕深度與腐蝕速率；將溫度傳感器套入溫度傳感器保護(hù)外殼6，通過入熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)監(jiān)測裝置實(shí)時測量熱網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)周邊土壤的溫度信號。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。