一种监控变位信息的物联柔性管的制作方法

1.本实用新型涉及管道远程运维技术领域，具体涉及一种监控变位信息的物联柔性管。


背景技术：

2.水利管道一般高压力长距离敷设，因途径山川河流地处偏远，水利管道上的柔性管不便运维巡检。数据要素时代的管道运维，对分布式应用在管道系统的柔性管提出远程监测和故障预警的运维服务要求，所以要在原功能基础上融合物联网技术，利用物联网挖掘和分析柔性管的实际场景工作数据，远程监控运行信息，为评估健康状况和预测性维护提供支持，提升管道运维效率。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种监控变位信息的物联柔性管，在管道系统中既正常变形改善管道柔性又感知非正常变位，能通过物联网远程监控运行中的变位信息。
4.本实用新型是这样实现的，提供一种监控变位信息的物联柔性管，包括仪表接管、至少一段波纹管段、直钢管、无线压力变送器和2个无线倾角传感器，无线压力变送器安装在仪表接管的仪表接口上，采集管内介质压力变化并上报数据和接受命令，仪表接口固接于仪表接管的通孔外壁处，仪表接口中心线与通孔中心线同心，仪表接管和直钢管通过波纹管段连接，仪表接管和直钢管靠近波纹管段的一端分别安装一个无线倾角传感器，两个无线倾角传感器同方向同高度沿柔性管回转外壁的一条母线安装，分别采集倾斜角度变化并上报数据和接受命令。
5.优选地，所述无线压力变送器是通信制式至少包括nb
‑
iot的智能无线压力变送器，通过至少包括nb
‑
iot在内的无线网络与物联网平台双向通信，在物联网平台设置无线数据发送间隔和压力报警上下限。
6.进一步优选，所述智能无线压力变送器采用锂电池供电。
7.进一步优选，所述无线倾角传感器是通信制式至少包括nb
‑
iot的三轴无线倾角传感器，通过至少包括nb
‑
iot在内的无线网络与物联网平台双向通信，在物联网平台设置三轴倾角相对零点、无线数据发送间隔、倾角报警上下限。
8.进一步优选，所述三轴无线倾角传感器采用锂电池供电。
9.进一步优选，所述三轴无线倾角传感器带有太阳能充电装置。
10.进一步优选，所述三轴无线倾角传感器具有地理位置定位功能。
11.进一步优选，所述三轴无线倾角传感器在安装板上采用磁钢吸附方式或者螺栓连接方式安装。
12.进一步优选，所述无线压力变送器包括从上向下依次连接的仪表头、放空阀和截止阀，直立安装在所述仪表接管的仪表接口上。
13.进一步优选，2个所述无线倾角传感器通过安装座分别安装在所述仪表接管和所述直钢管上，安装座包括固接板和安装板，固接板分别固接在仪表接管和直钢管外壁上。
14.进一步优选，所述波纹管段包括一段金属波纹管。
15.进一步优选，所述波纹管段包括两段金属波纹管和中间管，两段金属波纹管对称连接在中间管两端。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
17.本方案提供了一种监控变位信息的物联柔性管，结合柔性管功能和应用场景，设计轻便安装结构，嵌入最少数量的低功耗远距离无线通信传感器和智能仪表，低成本轻结构方式，实现柔性管运行中非正常变位信息的远程监控和诊断告警，高效服务于管道运维。
附图说明
18.下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
19.图1为本实用新型实施例1中提供的监控变位信息的物联柔性管结构图；
20.图2为本实用新型实施例2中提供的监控变位信息的物联柔性管结构图；
21.图3为安装座结构示意图；
22.图4为本新型提供的监控变位信息的物联柔性管与物联网平台和物联网应用的连接关系示意图。
具体实施方式
23.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.实施例1、
25.如图1，一种监控变位信息的物联柔性管，包括无线压力变送器1、仪表接管2、2件无线倾角传感器3、2件安装座4、直钢管5和波纹管段6。所述无线压力变送器1是智能无线压力变送器，直立安装在仪表接管2靠近一端的仪表接口上，专门采集管道系统运行时柔性管内介质压力变化的时序信息，并给物联网平台上报数据和接受来自物联网平台的命令；所述仪表接口固接于仪表接管2的通孔外壁处，仪表接口中心线与通孔中心线同心；所述仪表接管2的另一端连接波纹管段6，波纹管段6另一端连接直钢管5；所述仪表接管2和直钢管5靠近波纹管段的一端分别固接一件安装座4，所述安装座4上分别安装一件无线倾角传感器3；所述无线倾角传感器3是三轴无线倾角传感器，两件无线倾角传感器同方向同高度沿柔性管回转外壁的一条母线安装，分别采集管道系统运行时仪表接管2和直钢管5对xyz三维坐标系的三轴倾斜角度变化的时序信息，并给物联网平台上报数据和接受来自物联网平台的命令。
26.本例的监控变位信息的物联柔性管应用在某水利管道系统中，安装在两个镇墩之间，吸收两个镇墩之间的钢管在环境温度变化下的热胀冷缩位移改善管道柔性。本例的两个镇墩之间的管道沿地面敷设有一定坡度，定义该两个镇墩之间的管道轴线为xyz三维坐标系的x轴，xy平面为管道纵剖面且与水平面夹角和该坡度相同。因存在整体坡度，监控变位信息的物联柔性管在安装完成后且系统运行前，需要对2个三轴无线倾角传感器3的xyz
三轴分别设置相对零点。当地面沉降发生而引起物联柔性管两侧的支承设施垂直变位，该柔性管可以吸收其两端支承设施的沉降位移差，补偿钢管体的不连续变形以防止水利钢管被破坏而出现事故，此时波纹管段6两侧的管道刚性体在垂直平面xz内的变位即绕y轴的倾角变化，被安装在仪表接管2和直钢管5上的两个三轴无线倾角传感器3分别采集到。另外，当水利管道因压力作用而导致物联柔性管失稳等危险突发状况，柔性管两侧的钢管体均可能各自在xy平面内或xz平面内相对变位，此时各自绕z轴和绕y轴的倾角变化，被安装在仪表接管2和直钢管5上的三轴无线倾角传感器3分别采集到。
27.进一步，本例的三轴无线倾角传感器3为基于nb
‑
iot技术的低功耗三轴无线倾角传感器，通信制式包括nb
‑
iot和gsm，支持nb
‑
iot和gsm两种网络模式以及多种网络协议。来自2个三轴无线倾角传感器3的两组随时序变化的三轴倾角数据，是监控变位信息的物联柔性管运行过程中的被关注参数。监控变位信息的物联柔性管一方面在本例的水利管道中改善柔性；另一方面感知运行中柔性管的非正常变位，与物联网平台双向通信，上报数据和接受命令，远程监测物联柔性管随时间变化的变位信息的同时，按需远程设置无线数据发送间隔时间可延长电池寿命，远程设置各轴倾角报警上下限，定义所采集三轴倾角数据的安全阈值可进行运行诊断和告警服务。
28.进一步，本例的三轴无线倾角传感器3采用锂电池供电，还配置一块太阳能光伏板自充电装置，能延长电量续航，适应监控变位信息的物联柔性管在偏远地区户外运行需求。
29.进一步，本例的三轴无线倾角传感器带有地理位置定位功能，便于在物联网平台和物联网应用对监控变位信息的物联柔性管的gis分布展示和跟踪。
30.本例实现监控变位信息的物联柔性管运行诊断的方法是：参考图4，基于物联网平台，在应用程序上运行有专门进行诊断的物联网应用，对监控变位信息的物联柔性管上报至物联网平台的两组时序性三轴倾角数据，按专门规则运算和处理，若结果大于等于规则设定的柔性管变位安全阈值即触发告警服务，发送信息提示关注者被远程监控的该物联柔性管出现问题。
31.上述三轴无线倾角传感器3，通过螺栓连接或磁钢吸附两种方式之一，如图1安装在分别位于仪表接管2和直钢管5的安装座4上。如图3，所述安装座4包括固接板401和安装板402，并经固接板401固接在仪表接管2和直钢管5外壁上。在此，两个三轴无线倾角传感器3既可选择带有磁钢底座，在安装板402上采用磁钢吸附方式安装；亦可选择带螺栓孔底座，在安装板402上采用螺栓连接方式安装。
32.进一步，本例的智能无线压力传感器3为基于nb
‑
iot技术的低功耗智能无线压力传感器，通信制式包括nb
‑
iot和gsm，支持nb
‑
iot和gsm两种网络模式以及多种网络协议。该智能无线压力变送器采用锂电池供电，通过仪表接管2的仪表接口直立安装，给物联柔性管嵌入压力感知能力并与物联网平台双向通信，上报数据和接受命令，远程监测物联柔性管工作压力随时间变化的同时，按实际运行工况远程设置调整无线数据发送间隔时间可延长电池寿命，远程设置压力报警上下限定义安全阈值可运行诊断和告警。
33.进一步，所述智能无线压力变送器1包括仪表头101、放空阀102、截止阀103，从上向下依次连接直立安装在仪表接管2的仪表接口。该从上向下的布置结构一方面方便安装和维修，另一方面是作为高压工况的安全保护。
34.进一步，基于物联网平台，在应用服务器上运行有专门进行分析的物联网应用，对
上述专门的诊断应用处理结果与智能无线压力变送器上报的时序压力数据进行综合分析，判断被远程监控的物联柔性管所出现问题的类型，发送信息提示关注者该监控变位信息的物联柔性管是否发生失稳或遇到地面沉降以及是否已经破坏。
35.实施例2、
36.如图2，一种监控变位信息的物联柔性管，与实施例1的主要区别是：波纹管段6包括两段金属波纹管和中间管，且两段金属波纹管对称连接在中间管两端。
37.上面结合附图对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。