带压管道输水渗漏区捕捉及水土流失至空监测系统及方法

技术特征：
1.一种带压管道输水渗漏区捕捉及水土流失至空监测系统，其特征在于，所述系统包括水压测量装置和沿排水管道轴向设置的导轨；所述水压测量装置包括装置主体和设于所述装置主体底部的导轨安装凹槽；所述导轨的端部与所述导轨安装凹槽滑动连接；所述装置主体包括密封壳体、水压传感器、数据存储单元、定位单元、动力提供单元和速度测量单元；所述水压传感器设于所述密封壳体的外表面，用于实时测量所述排水管道内的水压值；所述定位单元设于所述密封壳体内部，用于对所述水压测量装置进行定位；所述数据存储单元设于所述密封壳体内部，用于存储所述水压传感器的水压数据和所述定位单元的定位数据；所述动力提供单元和所述速度测量单元均设于所述密封壳体内部，用于彼此配合使所述水压测量装置在所述排水管道内的速度处于合适范围。2.根据权利要求1所述的带压管道输水渗漏区捕捉及水土流失至空监测系统，其特征在于，所述导轨以突起状设于所述排水管道内壁，所述导轨的顶部设有十字形连接轨，所述导轨安装凹槽与所述十字形连接轨匹配；所述导轨的十字形连接轨插装在所述导轨安装凹槽内，并用弹性压片压装固定。3.根据权利要求1所述的带压管道输水渗漏区捕捉及水土流失至空监测系统，其特征在于，所述动力提供单元包括双向供力磁通结构、励磁电流提供模块和动力控制模块；所述双向供力磁通结构与所述励磁电流提供模块连接，由所述励磁电流提供模块提供励磁电流从而产生用于调节所述水压测量装置移动速度的作用力；所述动力控制模块同时与所述励磁电流提供模块连接以及所述速度测量单元连接，用于根据所述速度测量单元提供的速度数据对所述励磁电流提供模块的工作进行控制。4.根据权利要求3所述的带压管道输水渗漏区捕捉及水土流失至空监测系统，其特征在于，所述双向供力磁通结构包括动子和至少两个沿纵向依次设置的定子；所述动子包括u型磁臂和绕设在所述u型磁臂上的励磁线圈；所述励磁线圈与所述励磁电流提供模块连接；所述动子横向环设于所述定子外周，并能够沿纵向位移；所述动子和所述定子能够形成闭合的磁通环路。5.根据权利要求1所述的带压管道输水渗漏区捕捉及水土流失至空监测系统，其特征在于，所述定位单元包括输入设备、读取设备和控制设备；所述输入设备用于接收标准路径数据；所述读取设备用于识别预先均匀设置在所述导轨上的识别点；所述控制设备用于根据所述输入设备中的标准路径数据和所述读取设备识别到的识别点数据判断所处的位置并记录。6.根据权利要求1所述的带压管道输水渗漏区捕捉及水土流失至空监测系统，其特征在于，所述速度测量单元采用速度传感器实时测速。7.根据权利要求1所述的带压管道输水渗漏区捕捉及水土流失至空监测系统，其特征在于，同一段所述排水管道内设置若干所述水压测量装置和若干所述导轨；所述水压测量装置和所述导轨一一对应设置。
8.根据权利要求1所述的带压管道输水渗漏区捕捉及水土流失至空监测系统，其特征在于，所述密封壳体和所述导轨的材质为防腐防锈材料。9.一种带压管道输水渗漏区捕捉及水土流失至空监测预警方法，其特征在于，所述方法适用于如权利要求1-8任一所述的监测系统；所述方法的步骤包括：s1、将水压测量装置和沿排水管道轴向设置的导轨滑动连接；s2、控制水压测量装置以预设的速度从排水管道的始端滑动到末端，同时在滑动过程中实时测量水压并定位；s3、采集水压测量装置中的水压数据和定位数据，判断是否有异常水压以及异常水压所对应的位置；s4、根据异常水压的存在情况以及位置进行预警和维护。10.根据权利要求9所述的带压管道输水渗漏区捕捉及水土流失至空监测预警方法，其特征在于，步骤s2具体包括：s21、速度测量单元实时采集水压测量装置在导轨上的滑动速度并传输给动力提供单元的动力控制模块；s22、所述动力控制模块根据接收到的滑动速度判断是否在预设的速度范围内；若是则不作处理，否则进入下一步；s23、动力控制模块根据当前速度计算出使水压测量装置回到预设速度范围内所需动力的大小以及方向；s24、动力控制模块根据计算出的所需动力的大小和方向，控制励磁电流提供模块输出的电流强度，同时控制双向供力磁通结构中的动子移动到与所需动力的方向匹配的位置，从而施加动力实现对水压测量装置滑动速度的调节。

技术总结
本发明提供了一种带压管道输水渗漏区捕捉及水土流失至空监测系统及方法，涉及道路塌陷预警技术领域，能够定向解决由于地下排水管道破裂而导致的用水废水渗入土体扰乱土体原有的稳定结构进而导致的道路塌陷问题；该系统包括水压测量装置和沿排水管道轴向设置的导轨；导轨的端部与水压测量装置底部滑动连接；装置主体包括密封壳体、水压传感器、数据存储单元、定位单元、动力提供单元和速度测量单元；水压传感器设于密封壳体的外表面；定位单元设于密封壳体内部，用于定位；数据存储单元设于密封壳体内部，用于存储水压数据和定位数据；动力提供单元和速度测量单元均设于密封壳体内部，用于彼此配合使水压测量装置在排水管道内的速度处于合适范围。内的速度处于合适范围。内的速度处于合适范围。


技术研发人员：吕祥锋 胡晓辰
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/5/10