供热管网泄漏自动检测系统的制作方法

本实用新型涉及供热领域，特别是涉及一种能够及时检测供热管网泄漏的自动检测系统。

背景技术：

随着集中供热系统规模的扩大和运行年代的增长，我国大、中城市热力管网泄漏事故的不断发生，其中以泄漏故障最为常见。当管道泄漏后如果检测定位和维修不及时，将会造成严重的资源浪费和经济损失，还会造成环境的污染，甚至是人身伤亡事故。作为热网可靠性的一个重要组成部分，进行热网的泄漏故障诊断是保证供热管网经济、安全运行和提高供热管网自控、管理水平的有效手段。

然而，管道泄漏具有突发性特征，以往的工程实践中依赖于用户自查或者节点管理员的人工巡查，人工作业无法及时发现泄漏并确定泄漏地点，阀门关闭速度慢，造成系统水量损失严重，浪费资源。另一方面，管道泄漏又具有随机性特征，系统分集水器管道分支多，人工排查耗时长，效率低，即便耗费大量人力也无法精确确定泄漏地点。

技术实现要素：

因此，本实用新型的目的在于克服以上技术问题，以便能够高效、及时检测供热管网泄漏，减少水资源损失，节省成本。

本实用新型提供了一种供热管网泄漏自动检测系统，包括：

多个用户负荷，连接在供水管线和回水管线之间；

多个阀门，设置在供水管线和回水管线的多处；

多个传感器，设置在每个用户负荷、供水管线、或回水管线的至少一个上；

控制器，从多个传感器接收数据，计算相邻两个传感器的数据差，一旦数据差超过预设的阈值，则关闭对应的阀门以停止向该相邻两个传感器之间的管网供热。

前述的供热管网泄漏自动检测系统，进一步包括热源，以及用于驱动来自回水管线的水经过热源而输出至供水管线的泵。

其中，用户负荷是散热片，阀门是电动阀门，控制器是asic、plc、fpga、微控制器、微处理器、或者联网服务器。

其中，传感器是压力传感器或流量传感器。

其中，压力传感器包括设置在管壁上的底座、底座上的压电层、压电层上的预应力层、穿透底座的电接触、以及管壁外的处理模块。

其中，流量传感器包括设置在管壁上的底座、底座上的叶轮、穿透管壁的转动轴、管壁外连接至转动轴的计数器。

其中，控制器关闭阀门同时还经由无线链路向维修人员发送维修通知。

其中，维修通知包括泄漏管线的编号或定位。

其中，控制器还实时监控维修人员的位置，向距离泄漏管线最近的维修人员发送维修通知。

其中，维修完成之后，控制器打开泄漏管线两端的阀门。

根据本实用新型实施例的供热管网泄漏自动检测系统，搜集管网多个节点设置的传感器所传出的数据，分析处理之后自动通知维修人员处理，能够高效、及时检测供热管网泄漏，减少水资源损失，节省成本。

本实用新型所述目的，以及在此未列出的其他目的，在本申请独立权利要求的范围内得以满足。本实用新型的实施例限定在独立权利要求中，具体特征限定在其从属权利要求中。

附图说明

以下参照附图来详细说明本实用新型的技术方案，其中：

图1显示了依照本实用新型的自动检测系统的示意性方框图；以及

图2显示了图1中传感器设置的局部放大示意图。

具体实施方式

以下参照附图并结合示意性的实施例来详细说明本实用新型技术方案的特征及其技术效果，公开了能够高效、及时检测供热管网泄漏的系统。需要指出的是，类似的附图标记表示类似的结构，本申请中所用的术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等等可用于修饰各种结构。这些修饰除非特别说明并非暗示所修饰结构的空间、次序或层级关系。

如图1所示，根据本实用新型的供热管网泄漏自动检测系统包括，热源1a，泵1b，供水管线2a，回水管线2b，出水阀3a，回水阀3b，多个传感器4a-1、4a-2…4a-i…4a-n、以及4b-1、4b-2…4b-i…4b-n(其中n为负荷总数，i为小于n的整数)，控制器5，n个用户负荷也即散热片。其中，热源1a可以是市政供热专用的燃气或燃煤锅炉，也可以是热电厂的燃气或燃煤发电机组，还可以是地热钻井、太阳能电站、太阳能热站等等。泵1b由电机控制，抽取低温(例如常温)的热媒例如水，通过回水管线2b将其送至热源1a中或附近与其热交换吸收热量，并通过供水管线2a送至管网系统各个节点处的多个用户负荷，例如6-1、6-2…6-n等等。供水管线2a和回水管线2b通常是由热绝缘材料制成，例如陶瓷管、upvc管、铝塑管、pe管、pe-x管、pe-rt管、ppr管等，并优选地进一步包裹海绵或橡胶隔热层。用户负荷通常是导热材料制成的散热片，例如是由紫铜管弯曲、盘绕而构成，优选地进一步设置铝散热鳍片以提高散热效果。在供水管线2a上设置至少一个出水阀3a，在回水管线2b上设置至少一个回水阀3b，用于控制水的流动。虽然图1中仅示出了靠近热源一端的两个阀门3a、3b，但是在实际的系统中，可以为了灵活设置、增改管网而在多个地点设置更多阀门(未示出)。在优选实施例中，阀门是电动阀门，依照控制器的信号而开关。优选地，供水管线2a、回水管线2b每隔一段距离，或者在任意两个阀门之间的管线上，印制有条形码、二维码或编号，便于维修人员精确定位。

在一个优选实施例中，在每个用户负荷的进水端设置一个传感器例如4a-1、4a-2…4a-n，并在出水端设置另一个传感器4b-1、4b-2…4b-n。在其他优选实施例中，每隔一段距离、或者在管线分支的节点处设置更多传感器(未示出)。传感器的具体布置如图2所示，在供水或回水管线的管壁10上，设置有传感器。传感器堆叠包括，绝缘隔热例如aln、sic陶瓷等材质的底座11；底座11上设置了压电层12，材料例如zno、aln、bst(钛酸锶钡)、bt(钛酸钡)、pzt(锆钛酸铅)、pbln(铌酸铅钡锂)、pt(钛酸铅)，进一步优选地压电材料中掺杂稀土元素以提高薄膜性能；压电层12上设置绝缘隔热的预应力层13，其材质例如pecvd、hdpcvd工艺制备的氮化硅、氮氧化硅、或类金刚石无定形碳(dlc)薄膜，用于提供防水隔离的同时，减小热水直接施加在压电层12上的应力以避免器件过早失效，预应力层13厚度通常为微米量级；电接触11a穿透底座11，连接至传感器处理模块14例如asic、adc等芯片，其将原始模拟电信号或者经过处理得到的数字信号通过信号线传输至控制器5，如图2中虚线所示。在传感器工作过程中，热水流过传感器表面的预应力层13时会向压电层12产生压力，当流水压力由于泄漏而减小时，变化的压力导致压电层12两端的电信号变化，从而输出。

在另一个优选实施例中，传感器是流量计，与图2所示的压力计类似，也同样是在管壁10上设置底座11、涂覆了保护层的叶轮(未示出)，流水驱动叶轮转动，转动轴穿过管壁连接至外部，由计数器对单位时间内转动周数计数并由此推得流量。变化的流量将导致计数器输出变化，从而传输至控制器5。

控制器5通过传输线(图1中虚线所示)从每一个传感器接收数据，计算某段管线两端传感器的读数差异，例如压力差或流量差；一旦读数差异超过预设的阈值，则记录该管线的编号并输出控制信号至对应泄漏管线的两端阀门，停止该泄漏管线的供水。在一个优选实施例中，控制器5是asic、plc、fpga、其他微控制器、微处理器、或者是联网服务器。如图1中所示，在一个优选实施例中，当控制器5判定出现泄漏时，除了关闭阀门停止供水之外，还经由无线链路例如卫星、蜂窝基站中转等，向维修人员发送包括了管线编号或定位的维修通知，利于及时维修。在另一优选实施例中，控制器5还实时监控多个维修人员的实时定位，自动判定哪个维修人员距离泄漏管线最近，向该最近的维修人员指派维修任务。当维修人员完成维修时，向控制器5回传确认信号，控制器5则将该泄漏管线段两端的阀门重新打开，恢复局部供热。

根据本实用新型的供热管网泄漏自动检测系统，搜集管网多个节点设置的传感器所传出的数据，分析处理之后自动通知维修人员处理，能够高效、及时检测供热管网泄漏，减少水资源损失，节省成本。

尽管已参照一个或多个示例性实施例说明本实用新型，本领域技术人员可以知晓无需脱离本实用新型范围而对系统结构做出各种合适的改变和等价方式。此外，由所公开的教导可做出许多可能适于特定情形或材料的修改而不脱离本实用新型范围。因此，本实用新型的目的不在于限定在作为用于实现本实用新型的最佳实施方式而公开的特定实施例，而所公开的系统结构及其制造方法将包括落入本实用新型范围内的所有实施例。