[發明專利]用于感測元件的圍護系統

有效

• 申請號: 201880062213.3
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN111480054B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 邁克爾·安杰;安德魯·麥谷爾洛克;保羅·狄更生
• 申請（專利權）人: 諾龍有限公司
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00;G01F1/667;G01F15/14;G02B6/44;G02B6/50
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;王艷春

一種用于沿著管道內部地安裝的圍護系統，用于將至少一個感測元件和一個或多個通信介質共同定位在管道內，圍護系統包括：長型柔性主體，可安裝在管道的壁上，以沿著管道縱向延伸，主體包括：長型傳感器腔，沿著主體縱向延伸，用于容納至少一個感測元件；以及屏蔽部分，包括一個或多個長型通道，沿著屏蔽部分縱向延伸，每個通道均用于接收一個或多個通信介質。

技術領域

本發明涉及圍護系統，該圍護系統用于安裝在管道中，以定位和保護管道內的通信介質和/或流體流感測元件。通信介質和/或感測元件可為光纖。

背景技術

傳統上使用諸如超聲波深度傳感器的離散方法或點方法來執行對諸如下水道的明渠管道中的流的感測。圖1a示意性地示出了這種現有技術的系統，該系統具有帶駐液波(B)的成角度的管道(A)，其中流沿箭頭方向，以及其中離散傳感器C檢測駐波波峰，以及在不同位置的離散傳感器C'檢測駐波波谷。

這種方法在精確度、壽命和成本/復雜性方面具有固有的缺點。由于傳感器定位和用于以下的潛在(例如)可能不能給出完全準確的結果：在傳感器下方形成駐波，從而給出錯誤的深度讀數(如果傳感器在駐波的波峰上方，則為高，以及如果波的波谷恰好位于傳感器下方，則為低-參見圖1a)。

由于下水道環境，具有相對較小的換能表面的傳感器易于由于異物或污物的堵塞而失效或失去校準，超聲波深度傳感器也屬于這種類型。離散的深度傳感器還需要功率，或至少需要從每個單獨的傳感器發送信息。對于需要數據收集的長的長度(～100km的管)，這可能意味著需要管理的大量有線或無線設備。

下水道中的供電設備還可能需要ATEX(爆炸性大氣)批準，即，電子設備和外殼部件必須符合管理潛在爆炸性大氣中的電子設備的嚴格規定。由于在下水道中分解有機物，甲烷的積聚存在這種情況的風險。

WO 2017/021702描述了一種使用沿管道基部安裝的光學傳感器纖維來檢測管道中流體流的替代方法，該方法解決了上述更常規的感測系統的許多缺點。該方法特別適用于諸如下水道的明渠系統。通過在分布式的基礎上測量諸如下水道的明渠中的流體的深度、壓力和速度，如圖1b所示，可計算流數據，并且可導出關于下水道和下水道系統的狀態的有用信息。可設想需要類似地安裝在管道的基部中的其它分布式監測系統。

然而，作為明渠系統的一個示例，下水道對于居住產品是一個具有挑戰性的環境，特別是其浸沒一段延長的時間。水/流體進入保護對于確保長期功能是必要的，特別是在涉及敏感的電子器件或光學器件的情況下。耐化學侵蝕也是至關重要的；下水道可能經歷pH極值以及暴露于有機溶劑。

下水道還暴露于高壓(160atm)水射流清潔。任何基于長期下水道的產品都必須經受住這種清潔過程。

在下水道中還必須考慮嚙齒動物的攻擊。大鼠可容易地咬穿塑料和橡膠管道和管。

系統還必須能夠抵抗來自流體流中的異物的沖擊，該異物諸如為通過洪水引入的巖石、磚和枝條、以及諸如磚的從高度落下的物體、以及來自站在人孔周圍的暴露元件上的人。

盡管下水道通常具有從小管到大管的恒定流體流，但這并不一定意味著水流路徑是平滑的或一致的。具體地，粘土和陶瓷管沿著它們的長度具有許多接合處，每個接合處均可具有臺階或凸緣，并且在必須穿過的管之間也可存在間隙。

下水道提供可用于通信介質的現成的管道系統。管道連續地從單獨的房屋延伸至大的干線路徑，以確保不間斷的流體流。使用該網絡的通信系統將受益于減少挖掘信道以鋪設線纜的需要。對于主要的市政下水管道，管道的范圍從國內110mm直徑的管直到600mm及以上的管。

直徑大于900mm的下水道可由人進入，小于900mm的下水道通常使用機器人、排放桿和照相機系統遠程進入。