一种采用声频监测的绝热管道防泄漏系统的制作方法

1.本实用新型属于管道防泄漏技术领域，尤其是涉及一种采用声频监测的绝热管道防泄漏系统。


背景技术：

2.随着我国集中供热系统规模稳步增加和能源问题的日益严峻，热电联产集中供热管道系统的遏制跑冒滴漏节能降耗和提高供热管道使用寿命成为目前供热管网的重要问题。长期以来我国集中供热管网施工管理落后，热力管道质量控制缺失，由此造成供热管道密封不严、热力管网散热损失严重、供热管道使用寿命低等问题，使得供热管道恶性事故频出，供热管网失水及能量损失居高不下，造成人身伤亡事故、环境污染事件比比皆是。为了能有效解决上述问题，城市集中供热管道应选择智能预警预制直埋绝热管道，对管道泄漏危险有所预知，将问题消灭在萌芽状态。
3.这些年，供热管道泄漏监测系统也是由于国外政府贷款项目的要求进入到中国供热管道市场，为多个国外政府贷款项目进行了配套，例如牡丹江供热项目、大连热电供热项目、秦皇岛供热项目、青岛供热项目等等。但大多数监测系统并没有正常运行，而仅仅是满足贷款项目验收的需要。
4.比较国内供热管道的材料、施工、补口、运维的现状和北欧供热管道的现状，我们不难得出这样的结论：提高管道整体质量，让管道自己思考自己预警对我国的供热管网来说，已经不是应不应该配置的问题，而是必须配置提升的问题了，只有这样才能减少供热管道的问题，减少资源和能源浪费，提高百姓福祉。中国的供热管道质量、工程建设质量、管道运行维护管理的水平和管道的使用寿命均有待提升。解决这一突出问题的有效点是提升管道产品质量，为用户提高智能预警绝热管道产品，通过泄漏监测系统提高供热管道施工质量，对于中国的供热管道，管道泄漏监测系统是可以有效提升产品质量和管道运行维护的标准配置。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种采用声频监测的绝热管道防泄漏系统，以解决现有技术不足。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种采用声频监测的绝热管道防泄漏系统，包括监控计算机及其信号连接的若干检测装置，每个检测装置均包括外壳及其内部安装的主控制器、供电模块、定位控制模块和通讯模块，所述主控制器信号连接至若干远程终端单元，远程终端单元设置在绝热管道外围，每个远程终端单元均安装检测传感器；
8.进一步的，所述主控制器信号连接至通讯模块，主控制器电路连接至供电模块；
9.进一步的，所述供电模块包括电源和蓄电池，主控制器依次线路连接至蓄电池和电源；
10.进一步的，所述定位控制模块是全球定位系统时钟同步控制模块，所述定位控制模块信号连接至主控制器；通讯模块通过网络将主控制器信号传输至监控计算机。
11.进一步的，所述通讯模块的型号是ab433f，通讯模块具有模拟量无线传输功能，支持4
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20ma，0
‑
5v或0
‑
10v等传感器信号，可将a点的模拟量信号无线传输到b点，同时可将b点的模拟量信号无线传输到a点。可以工作在点对点模式：a和b两个点之间互相透传模拟量；也可以工作在点对多模式：a点同时和b点、c点、d点......之间无线透传模拟量。
12.进一步的，所述电源包括太阳能板、充电控制器、稳压模块和若干电源插头，所述外壳外围安装所述太阳能板，所述太阳能板通过所述稳压模块连接至所述蓄电池，主控制器上安装若干电源插头，每个所述电源插头均线路连接至蓄电池，每个所述电源插头信号连接至一个远程终端单元，所述蓄电池和所述稳压模块均信号连接至所述充电控制器，所述充电控制器外接电路。
13.进一步的，所述蓄电池是全封闭式太阳能电池，所述蓄电池的型号是 12v24ah。
14.进一步的，所述定位控制模块包括gps定位模块或北斗定位模块中的任意一种。
15.进一步的，所述检测传感器是声频传感器，充电控制器、稳压模块、若干电源插头和声频传感器均符合ip68防水等级。
16.进一步的，所述相邻两个远程终端单元的间距不大于500米。
17.进一步的，所述主控制器包括模数转换模块、中央处理器cpu和复杂可编程逻辑器件cpld，所述复杂可编程逻辑器件cpld通过所述模数转换模块连接至中央处理器cpu，所述中央处理器cpu分别信号连接至所述定位控制模块和通讯模块，所述中央处理器cpu线路连接至蓄电池。
18.相对于现有技术，本实用新型所述的一种采用声频监测的绝热管道防泄漏系统具有以下优势：
19.(1)本实用新型所述的一种采用声频监测的绝热管道防泄漏系统，在绝热管道外壁每隔一定距离安装一个远程终端单元，远程终端单元上配置检测传感器，检测信息准确、定位精确。
20.(2)本实用新型所述的一种采用声频监测的绝热管道防泄漏系统，通讯模块将监控计算机连接到远程终端单元，远程终端单元自主运行，通信网络的故障并不会停止远程终端单元运行，而且在恢复通信时，操作员可以继续进行监视。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1为本实用新型实施例所述的一种采用声频监测的绝热管道防泄漏系统的控制原理图。
23.附图标记说明：
[0024]1‑
监控计算机；2
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通讯模块；3
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主控制器；4
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充电控制器；5
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太阳能板； 6
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稳压模块；7
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蓄电池；8
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远程终端单元；9
‑
检测传感器。
具体实施方式
[0025]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0027]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0028]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0029]
一种采用声频监测的绝热管道防泄漏系统包括监控计算机1及其信号连接的若干检测装置，监控计算机是带dvi/usb接口的cp78控制面板，每个检测装置均包括外壳及其内部安装的主控制器3、供电模块、定位控制模块和通讯模块2，所述主控制器3信号连接至若干远程终端单元8，远程终端单元8设置在绝热管道外围，远程终端单元8内安装检测传感器9，采集和处理现场数据并与监控计算机1系统联网，远程终端单元8的型号是 sm
‑
basicpg，主控制器3信号连接至通讯模块2，主控制器3电路连接至供电模块，所述主控制器3包括模数转换模块、中央处理器cpu和复杂可编程逻辑器件cpld，模数转换模块的型号是ad7910armz，所述复杂可编程逻辑器件cpld的型号是xc9500/xl/xv，所述复杂可编程逻辑器件cpld通过所述模数转换模块连接至中央处理器cpu，所述中央处理器cpu的型号是 i7
‑
7700，所述中央处理器cpu分别信号连接至所述定位控制模块和通讯模块2，所述中央处理器cpu线路连接至蓄电池7。
[0030]
定位控制模块是全球定位系统时钟同步控制模块，所述定位控制模块信号连接至主控制器3，定位控制模块是gps定位模块或北斗定位模块中的任意一种，所述定位控制模块信号连接至主控制器(3)gps时钟同步控制模块包括gps模块和rtc实时时钟模块。gps向全球范围内提供定时和定位的功能，全球任何地点的gps用户通过低成本的gps接收机接受卫星发出的信号，获取准确的空间位置信息、同步时标及标准时间。泄漏检测按照检测长度划分为若干区段，在区段两端安置传感器，各个传感器之间相距几百米，每个探头均连着gps同步时钟，gps天线接受gps时钟同步信号，做相应的处理得到时钟同步信号和绝对时间戳并发送给采集设备，采集设备接收处理后的 gps同步信号，达到同步整个分布式采集系统。
[0031]
供电模块包括电源和蓄电池7，主控制器3依次线路连接至蓄电池7和电源，所述电源包括太阳能板5、充电控制器4、稳压模块6和若干电源插头，所述外壳外围安装所述太阳
能板5，所述太阳能板5通过所述稳压模块 6连接至所述蓄电池7，主控制器3上安装若干电源插头，每个所述电源插头均线路连接至蓄电池7，每个所述电源插头信号连接至一个远程终端单元 8，所述蓄电池7和所述稳压模块6均信号连接至所述充电控制器4，所述充电控制器4外接电路，所述蓄电池7是全封闭式太阳能电池，所述蓄电池7 的型号是12v24ah。
[0032]
通讯模块2的型号是ab433f，通讯模块2具有模拟量无线传输功能，支持4
‑
20ma，0
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5v或0
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10v等传感器信号，可将a点的模拟量信号无线传输到b点，同时可将b点的模拟量信号无线传输到a点。可以工作在点对点模式：a和b两个点之间互相透传模拟量；也可以工作在点对多模式：a点同时和b点、c点、d点... ...之间无线透传模拟量。ab433f无线4g终端采用4g 通信技术，抗干扰能力强，可替代电缆，无需挖沟布线，大大降低企业人力物力成本，减少施工和维护难度。ab433f无线4g终端具有4/8/16/32路等多种模拟量输入/输出点数，点数可根据用户需求自由配置。针对工业用户，全工业级防雷设计，久经工业现场考验，质量稳定可靠。免编程，拨码开关即可设置所有工作参数。产品体积小巧，标准导轨安装。广泛应用于工业自动化、厂矿、电力、水利、环保、农业、交通、军工、安防等领域。
[0033]
通讯模块2将监控计算机1连接到远程终端单元8，远程终端单元8自主运行，通信网络的故障并不会停止远程终端单元8运行，而且在恢复通信时，操作员可以继续进行监视，监测系统通讯不设置冗余。
[0034]“水包管”和管道断裂失压的现象，都非常难以从“声音”现象来发现。“水包管”相当于对人类可识别范围的声音进行了过滤，仅剩下低频音(次声波)，管道泄漏产生的原因是在漏点位置由于内、外压力试图平衡为发生的湍流，这种扰动在一定的频率范围，金属管道泄漏声音频率较高。铸铁、铜质和钢质管道，泄漏噪声的频率范围大概在500赫兹到1500赫兹，特定条件下，频率可能会更高或更低。而对于pvc管，泄漏声往往在70赫兹到 850赫兹的频率范围共振。由于漏点位置约束不同，往往不规则小孔泄漏可能会产生更大的声音，固所述检测传感器9选用声频传感器，检测传感器9 的型号是tr40rs，充电控制器4、稳压模块6、若干电源插头和声频传感器均符合ip68防水等级。
[0035]
相邻两个远程终端单元8引出按照500m间距布置，若果绝热管道外径大于600mm，相邻两个远程终端单元8的间距需在400m以内。
[0036]
一种采用声频监测的绝热管道防泄漏系统的工作原理：
[0037]
在实际施工中采用声频监测的绝热管道防泄漏系统与管道铺设同期施工，根据绝热管道所采用的补口技术确定监测方案，相邻两个远程终端单元 8引出都按照500m间距布置，若果绝热管道外径大于600mm，相邻两个远程终端单元8的间距需在400m以内，每个远程终端单元8内安装监测传感器9，检测传感器9检测绝热管道的振动音频，并将信号依次通过复杂可编程逻辑器件cpld、模数转换模块、中央处理器cpu和通讯模块2无线传输监控计算机，监控计算机内设定管道振动声频的数值范围，当监控计算机1监测到检测传感器9传递的振动音频数据超过阈值，监控计算机1标记该检测传感器，并将标记信息通过通讯模块传输至中央处理器cpu，定位控制模块锁定位置及时间并标记远程终端单元8位置信息传输至中央处理器cpu，中央处理器 cpu将泄漏点传输至监控计算机1，工作人员在监控计算机1直观观测只确定的泄漏点及泄漏时间。
[0038]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型
的保护范围之内。