一种监控姿态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，具体涉及一种监控姿态信息的物联柔性管。


背景技术：

2.柔性管是管道系统的重要组成部分，在输送流体的金属管道中专门改善管道柔性。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姿态信息的物联柔性管，在管道系统中既能改善管道柔性，又能通过物联网远程监控运行中的姿态和温度变化信息。
4.本实用新型是这样实现的，提供一种监控姿态信息的物联柔性管，安装在外管ⅰ和外管ⅱ之间，包括无线倾角传感器、复式波纹膨胀节、无线温度变送器和仪表接管，仪表接管的弯头端与复式波纹膨胀节连接，直管端与外管ⅰ连接，复式波纹膨胀节的另一端与外管ⅱ连接，无线温度变送器直立安装在仪表接管上，无线倾角传感器安装在复式波纹膨胀节的中间管上，外管ⅰ在独立分隔点ⅰ被约束固定，外管ⅱ在独立分隔点ⅱ被约束固定。
5.优选地，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。
6.进一步优选，所述三轴无线倾角传感器采用锂电池供电。
7.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。
8.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。
9.进一步优选，所述无线温度变送器是通信制式至少包括nb
‑
iot的智能无线温度变送器，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温度报警上下限。
10.进一步优选，所述智能无线温度变送器采用锂电池供电。
11.进一步优选，所述无线倾角传感器安装在所述复式波纹膨胀节的所述中间管的安装座上，安装座包括隔温板和安装板，隔温板固接在中间管外壁上，安装板固定在隔温板上方，无线倾角传感器固定在安装板上。
12.进一步优选，所述无线倾角传感器采用磁钢吸附方式或螺栓连接方式安装在所述安装板上。
13.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
14.提供了一种监控姿态信息的物联柔性管，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姿态和温度变化信息的远程监控和诊断告警，高效服务管道运维。
附图说明
15.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：
16.图1为实施例1中的监控姿态信息的物联柔性管结构图；
17.图2为实施例2中的监控姿态信息的物联柔性管结构图；
18.图3为实施例3中的监控姿态信息的物联柔性管结构图；
19.图4为复式波纹膨胀节结构图；
20.图5为中间管与安装座连接结构图；
21.图6为本新型提供的监控姿态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
22.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。
23.实施例1、
24.如图1，一种监控姿态信息的物联柔性管，包括无线倾角传感器1、复式波纹膨胀节2、无线温度变送器3和仪表接管4。所述仪表接管4的弯头端连接复式波纹膨胀节2的一端，所述复式波纹膨胀节2另一端连接外管ⅱ6，该外管ⅱ6在独立分隔点ⅱ8被约束固定；所述无线倾角传感器1是三轴无线倾角传感器，水平安装在复式波纹膨胀节2中间管201的安装座上，管道系统运行时专门采集中间管201在xyz三维正交坐标系中，分别对xyz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；所述无线温度变送器3是智能无线温度变送器，直立安装在仪表接管4直段的仪表接口上，管道系统运行时专门采集管内介质温度变化的时序信息，并给物联网平台上报数据和接受来自物联网平台的命令；所述仪表接管4的直管端连接外管ⅰ5，该外管ⅰ5在独立分隔点ⅰ7被约束固定。
25.本实施例中，监控姿态信息的物联柔性管应用在某管道系统中，由独立分隔点ⅰ7和独立分隔点ⅱ8切分出的一段双平面走向的独立热变形的管段内，负责吸收补偿该独立管段内的金属管道位移。
26.进一步，安装在复式波纹膨胀节2的中间管201上的三轴无线倾角传感器为基于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，负责采集复式波纹膨胀节2在补偿所属独立管段的热变形时，自身相应的姿态变化。具体表现在，当图1所示的双平面走向独立管段，因其管内介质或所处环境温度变化引起金属材料的热胀冷缩，或同时因设备接口作为独立分隔点携带有附加位移，复式波纹膨胀节2吸收自身及来自其两端的组合位移时，中间管201在xyz三维坐标系中绕三轴的倾斜角度变化与自然位移成正相关换算关系，所以把中间管201的三轴倾角作为物联柔性管运行中自身变形姿态的敏感参数，通过安装三轴无线倾角传感器嵌入姿态感知能力并与物联网平台双向通信，上报数据和接受命令，远程监测各轴倾角随时间变
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，远程设置各轴倾角报警上下限定义安全阈值可运行诊断和告警。
27.参考图5，上述三轴无线倾角传感器，通过螺栓连接或磁钢吸附两种方式之一，安装在位于中间管201中心位置的安装座上。该安装座包括隔温板2011和安装板2012，并经隔温板2011固接在中间管201外壁上。该隔温板2011具有连接和散热双重功能：当中间管201外壁有绝热层绝热，隔温板2011高度大于绝热层厚度；当中间管201外壁无绝热层，隔温板2011高度满足散热要求，以满足三轴无线倾角传感器对环境温度要求。在此，既可选择带有磁钢底座的三轴无线倾角传感器，在安装板2012上采用磁钢吸附方式安装；亦可选择带螺栓孔底座的三轴无线倾角传感器，在安装板2012上采用螺栓连接方式安装。
28.进一步，直立安装在仪表接管4直段的仪表接口上的智能无线温度变送器为基于nb
‑
iot技术的低功耗智能无线温度变送器，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。金属管道因介质或环境温度变化自然发生热胀冷缩，需要设置柔性管吸收补偿热位移来满足管道柔性连接要求，既然温度和热变形是一对内在相关参量，为了同时获取管道系统运行温度变化，通过安装智能无线温度变送器给物联柔性管嵌入温度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温度随时间变化的同时，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，远程设置温度报警上下限定义安全阈值可运行诊断和告警。
29.参考图6，本例中，三轴无线倾角传感器和智能无线温度变送器均作为物联网感知层直连设备而直连物联网平台，这样不但实现物联柔性管变形姿态和温度信息的远程监控和运行诊断，还可以通过数据呈现及客户交互的物联网应用，进一步分析和处理倾角和温度这两种具有内在关系的时序数据，对管道应力分析及仿真的结果进行客观验证以优化改进设计。
30.参考图4，本例中，复式波纹膨胀节2还包括对称连接在所述中间管201两端的两个金属波纹管202、以及分别连接在两个金属波纹管202外端的管接口203。此外，复式波纹膨胀节2带有约束结构，选用复式拉杆型膨胀节或者复式万向铰链型膨胀节，参见gb/t12777
‑
2109金属波纹管膨胀节通用技术条件。
31.实施例2、
32.如图2，一种监控姿态信息的物联柔性管，包括无线倾角传感器1、复式波纹膨胀节2、无线温度变送器3和仪表接管4。所述仪表接管4的弯头端连接复式波纹膨胀节2的一端，所述复式波纹膨胀节2另一端连接外管ⅱ6，该外管ⅱ6在独立分隔点ⅱ8被约束固定；所述无线倾角传感器1是三轴无线倾角传感器，水平安装在复式波纹膨胀节2中间管201的安装座上，管道系统运行时专门采集中间管201在xyz三维正交坐标系中，分别对xyz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；所述无线温度变送器3是智能无线温度变送器，直立安装在仪表接管4直段的仪表接口上，管道系统运行时专门采集管内介质温度变化的时序信息，并给物联网平台上报数据和接受来自物联网平台的命令；所述仪表接管4的直管端连接外管ⅰ5，该外管ⅰ5在独立分隔点ⅰ7被约束固定。
33.本例与实施例一的主要区别为复式波纹膨胀节和三轴无线倾角传感器均垂直安装，监控姿态信息的物联柔性管应用在某管道系统中，由独立分隔点ⅰ7和独立分隔点ⅱ8切分出的一段单平面走向的独立热变形的管段内，负责吸收补偿该独立管段内的金属管道位
移。
34.本例中，复式波纹膨胀节2带有约束结构，选用复式拉杆型膨胀节或者复式铰链型膨胀节或者复式万向铰链型膨胀节，参见gb/t12777
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2109金属波纹管膨胀节通用技术条件。
35.实施例3、
36.如图3，一种监控姿态信息的物联柔性管，与实施例二的结构差别主要是外管ⅱ6为直钢管。
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。