一种城市管道淤泥检测设备、检测方法和制作方法与流程

1.本发明涉及环璄监测技术领域，尤其涉及一种城市管道淤泥检测设备、检测方法和制作方法。


背景技术：

2.现有的城市管道淤泥检测是在管道顶部开孔安装超声波传感器，由传感器发出超声波对管道内部的水位和淤泥位进行探测并反馈给后级处理电路作分析处理后，得出水位和淤泥的高度，但此种方法极易受水面的波动影响而产生很大的误差，最终影响监测的准确性。此外，因为传感器长期在管道里，管道里的水份蒸发后在超声波传感器的表面凝结成水珠以以及淤泥的残留，也会对监测结果产生较大影响。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简单实用、受环境影响小和检测结果准确的城市管道淤泥检测设备，以及其检测方法和制作方法。
4.为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
5.一种城市管道淤泥检测设备，包括多个布置于待检测管道内的测量单元，各所述测量单元沿竖直方向均匀排布，所述测量单元包括热敏电阻，所述热敏电阻受一中控单元控制通电设定时间并向围绕测量单元的外部介质散热，并同时产生阻值变化。
6.作为上述城市管道淤泥检测设备的进一步改进：
7.城市管道淤泥检测设备还包括固定件，所述固定件沿竖直方向穿入待检测管道内，各所述测量单元沿竖直方向间隔设定距离连接于固定件上。
8.所述测量单元还包括隔热座和绝缘导热片，所述隔热座一端连接于固定件上，另一端设有朝向外部介质的开口，所述绝缘导热片封堵于开口上，热敏电阻贴附于绝缘导热片中朝向隔热座的内侧面上。
9.所述固定件为中空的管状结构，各所述测量单元的接线容置于固定件的中空部分中。
10.城市管道淤泥检测设备还包括中控单元，所述中控单元包括：
11.发热执行模块：用于控制热敏电阻通电设定时间，并于通电开始和通电结束时发送信号至第一判定模块；
12.信息接收模块：接收热敏电阻产生的阻值信息并发送至第一判定模块；
13.第一判定模块：接收通电开始信号和通电结束信号时热敏电阻产生的阻值信息并得到热敏电阻的阻值变化量，并与预设值比对，得到围绕该测量单元的外部介质的类型。
14.所述预设值包括多个，各预设值分别与热敏电阻在设定时间内对淤泥、水或空气的加热程度致使热敏电阻产生的包含设定误差的阻值变化量对应，所述第一判定模块得到的围绕测量单元的外部介质的类型包括淤泥、水及空气。
15.所述中控单元还包括：
16.第二判定模块：获取围绕各测量单元的外部介质的类型以及各测量单元的高度，并判定围绕相邻的两个测量单元的外部介质的类型是否相同，并将不同的两个测量单元的高度作为围绕位于下方的测量单元的外部介质的高度范围。
17.一种城市管道淤泥检测设备的检测方法，其步骤包括：
18.s1：热敏电阻产生阻值信息并发送至信息接收模块；
19.s2：发热执行模块控制所有测量单元的热敏电阻开始通电，并发送信号至第一判定模块；
20.s3：第一判定模块接收发热执行模块发送的信号，获取热敏电阻的第一阻值信息；
21.s4：到达设定时间后，发热执行模块控制所有测量单元的热敏电阻停止通电，并发送信号至第一判定模块；
22.s5：第一判定模块接收发热执行模块发送的信号，获取热敏电阻的第二阻值信息，并根据第一阻值信息和第二阻值信息得到热敏电阻的阻值变化量，将阻值变化量与预设值比对，得到围绕各测量单元的外部介质的类型，并发送至第二判定模块；
23.s6：第二判定模块获取围绕各测量单元的外部介质的类型以及各测量单元的高度，并判定围绕相邻的两个测量单元的外部介质的类型是否相同，并将不同的两个测量单元的高度作为围绕位于下方的测量单元的外部介质的高度范围；
24.s7：第二判定模块将各外部介质的高度范围信息输出至一终端。
25.一种城市管道淤泥检测设备的制作方法，其步骤包括：
26.s1：将热敏电阻贴附于绝缘导热片的一侧面上；
27.s2：将绝缘导热片带有热敏电阻的一侧面朝向隔热座内安装固定得到测量单元；
28.s3：选取固定件，所述固定件的长度不小于待检测管道直径 待检测管道填埋深度 30cm；
29.s4：在s3中的固定件上沿设定距离开孔，将s2中得到的各测量单元安装于各孔中；
30.s5：将搭载有中控单元的一主板安装于固定件的顶端，并将各测量单元的接线沿固定件的中空部分连接至主板的接口上；
31.s6：焊接密封固定件，完成制作。
32.与现有技术相比，本发明的优点在于：
33.本发明的城市管道淤泥检测设备，包括多个布置于待检测管道内的测量单元，各测量单元沿竖直方向均匀排布，测量单元包括热敏电阻，热敏电阻受一中控单元控制通电设定时间并向围绕测量单元的外部介质散热，并同时产生阻值变化。由于淤泥、水和空气的比热容各不相同，因此在吸收了热敏电阻在同等时间长度散发的同等热量情形下，温度升高的程度也各不相同，致使能够随温度变化的热敏电阻的阻值变化量也有所不同，从而根据阻值的变化程度就可以相应的判定出各测量单元周围围绕的是哪类外部介质。又由于各个测量单元沿竖直方向，也即淤泥、水和空气的分层方向布置，因此在判定各介质的高度时，可以利用测量出不同介质的两相邻测量单元高度作为其高度范围。从而清楚、直接且有效的得到城市管道的积淤情况，方便工作人员进行相应的后续处理。而在隧道中这种环境几乎不可能产生使物质比热容发生变化的极端条件，因此检测设备可靠有效。
34.即便当前围绕测量单元的介质中存在干扰介质，例如空气中的测量单元上附有少量泥沙或水滴，其也不会对测量单元的准确性造成影响，因为在大量包围测量单元的介质
中，少量干扰介质对整体的热性能影响微乎其微，本发明正是利用了这种特性采用热敏电阻进行感应，大大提升了检测结果的准确性和有效性，消除了杂质影响。
35.本发明的检测方法和制作方法在具备上述优点的同时，还具有步骤简单，操作简便的优点。
附图说明
36.图1是本发明的城市管道淤泥检测设备中测量单元的结构示意图；
37.图2是本发明的城市管道淤泥检测设备的结构示意图。
38.图例说明：1、测量单元；11、隔热座；12、绝缘导热片；2、固定件。
具体实施方式
39.为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
40.实施例：
41.如图1和图2所示，本实施例的城市管道淤泥检测设备，包括多个布置于待检测管道内的测量单元1，各测量单元1沿竖直方向均匀排布，测量单元1包括热敏电阻，热敏电阻受一中控单元控制通电设定时间并向围绕测量单元1的外部介质散热，并同时产生阻值变化。由于淤泥、水和空气的比热容各不相同，因此在吸收了热敏电阻在同等时间长度散发的同等热量情形下，温度升高的程度也各不相同，致使能够随温度变化的热敏电阻的阻值变化量也有所不同，从而根据阻值的变化程度就可以相应的判定出各测量单元1周围围绕的是哪类外部介质。又由于各个测量单元1沿竖直方向，也即淤泥、水和空气的分层方向布置，因此在判定各介质的高度时，可以利用测量出不同介质的两相邻测量单元1高度作为其高度范围。从而清楚、直接且有效的得到城市管道的积淤情况，方便工作人员进行相应的后续处理。而在隧道中这种环境几乎不可能产生使物质比热容发生变化的极端条件，因此检测设备可靠有效。
42.即便当前围绕测量单元1的介质中存在干扰介质，例如空气中的测量单元1上附有少量泥沙或水滴，其也不会对测量单元1的准确性造成影响，因为在大量包围测量单元1的介质中，少量干扰介质对整体的热性能影响微乎其微，本实施例正是利用了这种特性采用热敏电阻进行感应，大大提升了检测结果的准确性和有效性，消除了杂质影响。
43.本实施例中，城市管道淤泥检测设备还包括固定件2，固定件2沿竖直方向穿入待检测管道内，各测量单元1沿竖直方向间隔设定距离连接于固定件2上，其中设定距离可以根据需要选取，以调节检测得到的高度范围大小，从而调整检测结果的精确程度。
44.本实施例中，测量单元1还包括隔热座11和绝缘导热片12，隔热座11一端连接于固定件2上，另一端设有朝向外部介质的开口，绝缘导热片12封堵于开口上，热敏电阻贴附于绝缘导热片12中朝向隔热座11的内侧面上。绝缘导热片12需要满足表面平整、绝缘、良好的导热性、较好的机械强度以及耐腐蚀、抗脏污等需求，可以采用陶瓷片、玻璃片、石英、云母以及石墨等材料制成。
45.本实施例中，固定件2为中空的管状结构，各测量单元1的接线容置于固定件2的中空部分中。这种设置结构既不会占用额外空间或单独设置线缆保护结构，又能保证接线的
完整性，避免隧道内环境影响信号信息的传输。
46.本实施例中，城市管道淤泥检测设备还包括中控单元，中控单元包括：
47.发热执行模块：用于控制热敏电阻通电设定时间，并于通电开始和通电结束时发送信号至第一判定模块；
48.信息接收模块：接收热敏电阻产生的阻值信息并发送至第一判定模块；
49.第一判定模块：接收通电开始信号和通电结束信号时热敏电阻产生的阻值信息并得到热敏电阻的阻值变化量，并与预设值比对，得到围绕该测量单元1的外部介质的类型。
50.本实施例中，预设值包括多个，各预设值分别与热敏电阻在设定时间内对淤泥、水或空气的加热程度致使热敏电阻产生的包含设定误差的阻值变化量对应，第一判定模块得到的围绕测量单元1的外部介质的类型包括淤泥、水及空气。
51.本实施例中，中控单元还包括：
52.第二判定模块：获取围绕各测量单元1的外部介质的类型以及各测量单元1的高度，并判定围绕相邻的两个测量单元1的外部介质的类型是否相同，并将不同的两个测量单元1的高度作为围绕位于下方的测量单元1的外部介质的高度范围。
53.中控单元还可以包括移动终端或手持终端，以方便对检测信息和结果进行显示输出，方便工作人员查看。
54.本实施例的城市管道淤泥检测设备的检测方法，其步骤包括：
55.s1：热敏电阻产生阻值信息并发送至信息接收模块；
56.s2：发热执行模块控制所有测量单元1的热敏电阻开始通电，并发送信号至第一判定模块；
57.s3：第一判定模块接收发热执行模块发送的信号，获取热敏电阻的第一阻值信息；
58.s4：到达设定时间后，发热执行模块控制所有测量单元1的热敏电阻停止通电，并发送信号至第一判定模块；
59.s5：第一判定模块接收发热执行模块发送的信号，获取热敏电阻的第二阻值信息，并根据第一阻值信息和第二阻值信息得到热敏电阻的阻值变化量，将阻值变化量与预设值比对，得到围绕各测量单元1的外部介质的类型，并发送至第二判定模块；
60.s6：第二判定模块获取围绕各测量单元1的外部介质的类型以及各测量单元1的高度，并判定围绕相邻的两个测量单元1的外部介质的类型是否相同，并将不同的两个测量单元1的高度作为围绕位于下方的测量单元1的外部介质的高度范围；
61.s7：第二判定模块将各外部介质的高度范围信息输出至一终端，可以通过有线或蓝牙、wifi、红外等无线方式传输。
62.一般情况空气的比热容大约是1.0x10^3j/(kg℃)，水的比热容大约是4.2
×
103j/(kg℃)，含水80％淤泥的比热容大约是552
×
103j/(kg℃)，因此与空气接触的测量单元1热敏电阻阻值变化最大、与水接触的测量单元1热敏电阻阻值变化其次、与淤泥接触的测量单元1热敏电阻阻值变化最小，再依据预设的加热量和时间等信息结合，与预设值比对即可得到目标结果。本实施例中，三种介质之间还存在相互印证的效果，即便算法或预设值设置出错，也能够通过结果的大小区间判定真实情形，进一步排除了人工引入的误差。
63.本实施例的城市管道淤泥检测设备的制作方法，其步骤包括：
64.s1：将热敏电阻贴附于绝缘导热片12的一侧面上；其中热敏电阻为ptc热敏电阻，
可以在制作时按集成电路生产工艺制作成热敏电阻晶粒，使用玻璃微熔技术焊接在绝缘导热片12上进行安装；
65.s2：将绝缘导热片12带有热敏电阻的一侧面朝向隔热座11内，用防水胶固定在隔热座11上安装固定得到测量单元1；
66.s3：选取固定件2，固定件2的长度不小于待检测管道直径 待检测管道填埋深度 30cm；固定件2为钢材制成；
67.s4：在s3中的固定件2上沿设定距离开孔，将s2中得到的各测量单元1用防水胶安装于各孔中；设定距离可以调整，例如需要的淤泥深度辨别范围精度为不大于5cm，则设定距离应小于5cm；
68.s5：将搭载有中控单元的一主板安装于固定件2的顶端，并将各测量单元1的接线采用邦定工艺沿固定件2的中空部分连接至主板的接口上；
69.s6：焊接密封固定件2，完成制作。
70.在安装时，在城市管道需要测量的位置，移除管道上面填埋的泥土，并给管道开直径8cm的孔，将上述检测设备垂直插入孔中。还可以在检测设备底部设置重力开关，检测设备插入到管道底部后，内部重力开关会检测到已垂直放置，会自动开启测试。
71.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。