[發明專利]一種塑料管道安全監測裝置及系統

在審

• 申請號: 202010098263.6
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111365622A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 李俊;饒慶華;李濤;殷鷹;宋亮岑
• 申請（專利權）人: 四川輕化工大學;四川省特種設備檢驗研究院
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06;F16L57/02
• 代理公司: 成都熠邦鼎立專利代理有限公司 51263
• 代理人: 田甜

本發明公開了一種塑料管道安全監測裝置及系統，該監測裝置包括支撐環、多個置于支撐環內的彈簧片、置于彈簧片上且彈簧片變形可導致開關導通的開關器件、包覆在支撐環外的保護殼，多個開關器件之間構成邏輯或關系。其采用支撐環來保護固定開關器件，當管道內部出現開裂時，有足夠的強度對塑料管材開裂進行約束，起到抑制開裂的作用。開關器件分布在管道四周，多個開關器件之間構成邏輯或關系，當出現第三方破壞、地質沉降破壞、脹大變形等事故時，至少一個開關器件被觸發，則判定事故發生，在管道破壞前實現預警。

技術領域

本發明涉及管道監測裝置領域，更具體的說是涉及一種塑料管道安全監測裝置及系統。

背景技術

管道是最經濟、最環保的流體輸送設備。隨著高分子材料工藝和加工業的發展，塑料管道因其加工成型容易、耐腐蝕、抗沖擊性好、環保、施工方便以及綜合節能性能好等優點，在過程工業、城鎮基礎設施以及建筑領域逐漸取代了金屬管道，大量應用于燃氣、生活水、污水、腐蝕性化學介質等中低壓流體輸送。

目前，我國塑料管道總里程已逾100萬公里，大多埋于地下，廣泛應用于市政和工廠管網輸送氣體、液體和漿液，大量涉及燃氣、酸和堿等高風險介質的輸送。大多數城鎮給排水和燃氣用塑料管線為了安全和減小光老化作用而埋于地下，監測技術的嚴重缺失，為事故的預警和搶修帶來了問題，常因管網老化、損傷、累積變形、缺陷、第三方施工和地質沉降等原因導致管網事故頻發，輕則影響居民生活、生產停工，重則引發環境污染、安全事故，造成重大人身傷亡和經濟損失，隨著我國部分塑料管線服役時間已超過30年，大中型城市日均管網事故達數十起。

目前，借鑒長輸高壓金屬管線人工攜儀器定期巡檢，城鎮埋地塑料管線，尤其是燃氣管線，也在探索巡線和開挖結合的定檢辦法。但定檢方法消耗人力資源大，且無法實時監測和預警。在此背景下，近年圍繞城鎮埋地管線安全監測積極開展技術研發。現有的對管道譬如水管和燃氣管道的泄露監測有許多技術，但是，其均存在以下缺陷：

（1）僅能實現泄露監測，但是，無法抑制管道快速開裂。塑料管材的快速開裂雖然不常發生，但是因其破壞性和事故的影響嚴重，一直備受關注，在對管線安全進行監測、預警的同時，對可能存在的快速開裂進行抑制，防患于未然，至關重要；

（2）缺乏事故預警功能，僅在事故發生并出現爆管和泄露后，才能發出報警信號。據統計，第三方破壞、地質沉降破壞、脹大變形以及缺陷是管線發生事故的主要原因，第三方破壞和地質沉降破壞占絕大多數，而第三方破壞、地質沉降破壞以及脹大變形等在導致管道破壞前，通常有較長的時間可以發出預警信號；

（3）系統復雜、成本較高、可靠性較低。上述技術涉及到大量工業生產用的開關器件，檢測及其輔助系統復雜，布線較多，對于埋地管線來講，系統的復雜不但導致了綜合成本增高，還降低了系統的可靠性。

發明內容

本發明為了解決上述技術問題，在對埋地塑料管線典型事故特征分析的基礎上開發出事故監測傳感裝置，根據埋地管道外徑尺寸及強度計算設計出具有開裂抑制能力的開關器件支撐環和內側沿周向布置的開關器件組，并在此基礎上特研發一種塑料管道安全監測裝置及系統。

本發明通過下述技術方案實現：