[發明專利]一種排水管道高精度液位監測系統及方法

有效

• 申請號: 201910842001.3
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN110486628B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 孟俊
• 申請（專利權）人: 四川云炬業科技有限公司
• 主分類號: F17D3/01
• 分類號: F17D3/01;F17D5/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 胡川

本發明公開了一種排水管道高精度液位監測系統及方法，該系統包括壓強監測裝置、壓強基準裝置和液位確定單元；壓強監測裝置包括第一壓強測量單元和射頻通信單元，第一壓強測量單元用于按照預設時間間隔測量排水管道內壁所承受的絕對壓強，即第一壓強，射頻通信單元用于向周圍廣播攜帶第一壓強的第一數據；壓強基準裝置位于排水管道外，包括第二壓強測量單元和無線通信單元，第二壓強測量單元用于測量壓強監測裝置周圍的大氣壓強，即第二壓強，無線通信單元用于接收所述射頻通信單元廣播的第一數據；液位確定單元用于根據第一壓強和第二壓強確定液面相對于壓強監測裝置的液位高度。本發明能夠擺脫安裝限制和環境限制，大幅提高監測精度。

技術領域

本發明涉及管道液位監測技術領域，特別是涉及一種排水管道高精度液位監測系統及方法。

背景技術

城市排水管網是指匯集和排放污水、廢水和雨水的管道及其附屬設施所組成的系統，是城市的重要基礎設施。隨著城市的飛速發展，城市排水已經成為制約城市快速發展的主要瓶頸。在管網運行過程中，由于生活垃圾、泥沙和工業垃圾等進入排水管道，隨著時間的積累，在排水管道內逐漸形成淤泥堆積；如不能在淤泥堆積的初期及時發現問題，那么暴雨發生時，將導致污水外溢或者城市內澇，嚴重威脅到城市的發展和安全。

在排水管網的監測中，排水管道液位監測是非常重要的，因為它可以直觀反映排水管網的運行狀態。通過排水管道液位監測，可提升城市水務管理部門對排水管網的管理效率，提高城市的預洪、防洪能力。

目前，排水管道液位監測主要依靠超聲波液位監測法和投入式壓力液位監測法。超聲波液位監測法需要在垂直連接排水管道的檢修井中設置超聲波探頭，根據超聲波探頭發射的超聲波的回波來檢測液位，然而，超聲波探頭功耗較大，難以長時間運行，而且垃圾等雜物會造成誤檢測。

投入式壓力液位監測法需要在垂直連接排水管道的檢修井中設置監測器，監測器通過線纜將液位計探頭吊放至排水管道中，然而，液位計探頭的體積過大，液位計探頭和線纜均容易纏繞垃圾等雜物，反而容易造成淤堵，而且液位計探頭還會隨著水流擺動，造成檢測精度大幅下降。此外，投入式壓力液位監測法無法在兩個檢修井之間的排水管道布置液位計探頭，當兩個檢修井之間的排水管道長度較大時(有的達到100米)，投入式壓力液位監測法無法檢測兩個檢修井之間的排水管道的液位。

因此，超聲波液位監測法和投入式壓力液位監測法都需要依靠檢修井，并不適合安裝在排水管道內部，所以無法直觀反映排水管道內部的液位及淤堵情況，可靠性均很低。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種排水管道高精度液位監測系統及方法，能夠擺脫安裝限制和環境限制，大幅提高監測精度。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種排水管道高精度液位監測系統，包括壓強監測裝置、壓強基準裝置和液位確定單元；所述壓強監測裝置包括第一壓強測量單元和射頻通信單元，所述壓強監測裝置安裝于排水管道內壁上，其上設有引壓孔并引出有金屬天線，所述金屬天線沿排水管道內周貼設，且到達或接近排水管道內壁頂點，所述第一壓強測量單元用于按照預設時間間隔通過引壓孔測量第一壓強，所述射頻通信單元用于通過金屬天線向周圍廣播攜帶第一壓強的第一數據，其中，所述第一壓強為排水管道內壁所承受的絕對壓強；所述壓強基準裝置位于排水管道外，所述壓強基準裝置包括第二壓強測量單元和無線通信單元，所述第二壓強測量單元用于測量第二壓強，所述無線通信單元用于接收所述射頻通信單元廣播的第一數據，其中，所述第二壓強為所述壓強監測裝置周圍的大氣壓強；所述液位確定單元用于根據所述第一壓強和第二壓強確定液面相對于壓強監測裝置的液位高度。