[發(fā)明專利]城市供水管網(wǎng)泄露爆管預(yù)警系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010201000.X
• 申請日: 2010-06-17
• 公開（公告）號: CN101886742A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫立國;周玉文
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F17D5/00
• 分類號: F17D5/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

技術(shù)領(lǐng)域

城市供水管網(wǎng)泄露爆管預(yù)警系統(tǒng)涉及供水管網(wǎng)泄露爆管的探測與報警系統(tǒng)，屬于安全預(yù)警領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)前城市供水管網(wǎng)泄露爆管探測主要是音聽法和相關(guān)計算法。

(1)音聽法的工作原理和聽漏儀的使用：

當(dāng)管道內(nèi)流體在壓力作用下泄漏時，所產(chǎn)生的振動波會沿著管道或地埋層介質(zhì)(如土壤，水泥等)傳播到地面，用聽音桿在管道的閘井處上進(jìn)行漏點(diǎn)預(yù)定位，然后用地面聽音器在管道正上方確定漏點(diǎn)的位置，現(xiàn)場結(jié)合人的經(jīng)驗判斷。

(2)相關(guān)計算法原理

在傳感器監(jiān)測供水管狀態(tài)的監(jiān)測網(wǎng)中，只要在漏點(diǎn)相鄰的兩個監(jiān)測點(diǎn)的儀器能計算出聲波到監(jiān)測點(diǎn)1傳感器和監(jiān)測點(diǎn)2傳感器兩端的時間延遲：T0＝T2-T1，就可以定位漏點(diǎn)C位置：

D=L-V·T02.]]>

以上無論哪種方法，都必須現(xiàn)場操作，都必須是在泄露已經(jīng)發(fā)生后，才能測量，而無法在泄露剛開始泄露時就能預(yù)知，并且泄露和爆管都具有隨機(jī)的性質(zhì)，因此更不能預(yù)防所引發(fā)的次生災(zāi)害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一套通過傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)即時自動探測和預(yù)警城市供水管網(wǎng)泄露爆管的預(yù)警系統(tǒng)。

供水管網(wǎng)在穩(wěn)定運(yùn)行時，管網(wǎng)存在著一個最小噪音水平，這個噪音水平可以看作供水管網(wǎng)的“基礎(chǔ)體溫”，探測這參數(shù)就能預(yù)知管網(wǎng)是否處于正常狀態(tài)。最小噪音水平所表征的噪音強(qiáng)度往往不能被人耳所聽到，但可以用壓電陶瓷加速度傳感器探測到，因此把壓電陶瓷加速度傳感器探測技術(shù)與GSM通訊技術(shù)結(jié)合就能實現(xiàn)對城市供水管網(wǎng)泄露爆管進(jìn)行探測和預(yù)警。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：利用聲音傳感器采集供水管網(wǎng)中各監(jiān)測點(diǎn)的供水管噪音，利用報警控制設(shè)備管理各監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置和數(shù)據(jù)處理，利用通信設(shè)備傳輸各監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)至報警監(jiān)測中心，采用如下方法來實現(xiàn)探測報警系統(tǒng)：

1)將聲音傳感器安置在供水管網(wǎng)的各個監(jiān)測點(diǎn)；

2)在供水管網(wǎng)正常狀態(tài)時采集各個監(jiān)測點(diǎn)的供水管的噪音數(shù)值，并將此噪音數(shù)值作為各監(jiān)測點(diǎn)的“基礎(chǔ)體溫”存儲在各監(jiān)測點(diǎn)的報警控制設(shè)備中；

3)報警控制設(shè)備隨時采集當(dāng)前供水管的噪音數(shù)值，并與“基礎(chǔ)體溫”作比較，當(dāng)噪音數(shù)值超過“基礎(chǔ)體溫”時，報警控制設(shè)備發(fā)出告警，通過通信設(shè)備傳輸至報警監(jiān)測中心。

其中：

聲音傳感器采用壓電陶瓷加速度傳感器。

報警控制設(shè)備包括傳感器信號處理電路和主報警控制電路，傳感器信號處理電路將傳感器輸出的電信號濾波、放大并模數(shù)轉(zhuǎn)換后，輸入到主報警控制電路，同時接收主報警控制電路的指令；主報警控制電路采用單片機(jī)技術(shù)，把接收到的傳感器電信號轉(zhuǎn)換成表征供水管當(dāng)前狀況的數(shù)值——“體溫”，并與預(yù)存的表征供水管正常狀況的“基礎(chǔ)體溫”做比較，當(dāng)“體溫”大于“基礎(chǔ)體溫”時，輸出報警信息，并將此信息通過通信設(shè)備傳輸至報警監(jiān)測中心；主報警控制電路還可以接收來自報警監(jiān)測中心的指令，完成對監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置。

通信設(shè)備采用GSM的短消息業(yè)務(wù)及設(shè)施，短消息包括監(jiān)測點(diǎn)編號和報警數(shù)據(jù)。

報警監(jiān)測中心采用配有監(jiān)控軟件的計算機(jī)，可實現(xiàn)：驗證用戶身份，設(shè)置不同用戶的權(quán)限；設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)ID，SIM卡號和密碼，設(shè)置時鐘和報警點(diǎn)以及軟件運(yùn)行參數(shù)；接收監(jiān)測點(diǎn)通過GSM發(fā)送的報警信息，時間信息和檢測點(diǎn)的ID信息，并加以表達(dá)；提供數(shù)據(jù)庫與GIS等接口；數(shù)據(jù)的查詢與應(yīng)用。

所述“基礎(chǔ)體溫”采用如下方法得到：在每日凌晨1:30-2:30時段，各監(jiān)測點(diǎn)采集供水管的噪音數(shù)值，取平均值后，作為各監(jiān)測點(diǎn)的“基礎(chǔ)體溫”。

采用高能鋰電池組作為報警控制設(shè)備和通信設(shè)備的電源。

也可以使用二節(jié)鋰離子電池采用滴流輸電技術(shù)為報警控制設(shè)備和通信設(shè)備供電。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)勢在于：采用低成本、低能耗的采集監(jiān)控設(shè)備，并采用“基礎(chǔ)體溫檢測技術(shù)”隨時監(jiān)測供水管網(wǎng)的情況。利用GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及時將供水管網(wǎng)的情況傳給管理者，可以遠(yuǎn)程監(jiān)測城市供水管網(wǎng)泄露爆管事故，實現(xiàn)對供水管網(wǎng)的動態(tài)管理。另外，采用滴流輸電技術(shù)設(shè)計，保證二節(jié)鋰離子電池為各監(jiān)測點(diǎn)的報警控制電路和通信設(shè)備供電2-3年。本系統(tǒng)具有較大的應(yīng)用前景。

附圖說明