[發明專利]PCCP鋼絲斷絲監控系統

在審

• 申請號: 202011626775.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN113031470A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 劉敏
• 申請（專利權）人: 安徽中科昊音智能科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 南京禾易知識產權代理有限公司 32320
• 代理人: 張松云

本發明公開了PCCP鋼絲斷絲監控系統，包括數據采集模塊，數據采集模塊包括聲音傳感單元SSU以及位置傳感單元RSU，聲音傳感單元SSU用于持續向PCCP管道內的光纖發射光信號，位置傳感單元RSU發射光脈沖信號并根據接收反射光的時間對聲音傳感單元SSU監測到的聲音事件位置進行定位。通過基于Φ?OTDR原理進行聲音分布式探測，光源產生的連續光經過強度調制器調制成窄脈沖通過光纖環行器注入傳感光纖的方式、以及通過數據采集系統DAQ初步過濾采集數據并通過網絡將可疑斷絲特征的聲音事件傳輸到監控平臺，經過分析處理的方式，使得本發明具備監測全光纖范圍內每一點聲波的相位、可實現全光纖范圍內聲波的快速響應解調以及保證所檢測的聲波高還原度的優點。

技術領域

本發明涉及PCCP管道斷絲監測技術領域，具體為PCCP鋼絲斷絲監控系統。

背景技術

PCCP即預應力鋼筒混凝土管，是在帶鋼筒的混凝土管芯上螺旋纏繞高強鋼絲并覆蓋 砂漿保護層而制成的管材。

從20世紀40年代起，美國在大口徑、長距離高壓輸水工程中大量使用PCCP。PCCP在國內的應用始于1988年，目前已廣泛應用于我國的水利、電力、市政給排水等多個領 域，年設計生產能力已達上千公里。

PCCP管道在生產及運行過程中，由于受到周邊各種因素的影響，對PCCP管道的預應 力鋼絲產生腐蝕，部分鋼絲腐蝕后可進一步發展到斷絲，如果PCCP管道的同一部位出現多股斷絲，管道強度將顯著降低，并最終導致爆管。因此，在PCCP管道運營過程中，需 要采用有效的技術手段，建立一套針對PCCP管線安全運營的在線監測系統，對PCCP管 道進行實時監測，實時發現和記錄PCCP管的損壞狀態，并及時進行維修處理，減少安全 事故的發生。

而PCCP作為一種新型組合結構管材，目前國內外眾多學者對大口徑PCCP管道進行了一些研究，并得出一些有參考價值的結論。但是對于判斷超大口徑，如直徑2m-4m的 PCCP原型管斷絲檢測試驗及相關的檢測技術的研究很少。意大利有一套PCCP管道斷絲檢 測設備，但技術保密且價格昂貴，因此急需開發具有國內自主知識產權、有效監測手段的 大口徑PCCP管道的斷絲檢測系統。

發明內容

本發明的目的在于提供PCCP鋼絲斷絲監控系統，通過基于Φ-OTDR原理進行聲音分 布式探測，光源產生的連續光經過強度調制器調制成窄脈沖通過光纖環行器注入傳感光 纖，后向瑞利散射光通過從光纖環行器的另一端注入光電探測器進行探測采集PCCP管線 聲音事件的方式、以及通過數據采集系統DAQ初步過濾采集數據并通過網絡將可疑斷絲特征的聲音事件傳輸到監控平臺，經過分析處理的方式，從而使得本發明具備監測全光纖范圍內每一點聲波的相位、頻率和幅值測量、可實現全光纖范圍內聲波的快速響應解調以及保證所檢測的聲波高還原度的優點，解決了現有技術中的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

PCCP鋼絲斷絲監控系統，包括：數據采集模塊，所述數據采集模塊包括聲音傳感單元SSU以及位置傳感單元RSU，所述聲音傳感單元SSU用于持續向PCCP管道內的光纖發 射光信號，并對同步測量被光纖末端反射鏡反射回來的光信號進行聲音事件的記錄，所述 位置傳感單元RSU發射光脈沖信號并根據接收反射光的時間對所述聲音傳感單元SSU監 測到的聲音事件位置進行定位；

系統管理模塊，用于接收所述聲音事件并進行分析處理，其中，所述系統管理模塊包 括管線管理模塊、閥門管理模塊、光纖管理模塊以及綜合模塊，其中，所述綜合模塊連接管線管理模塊以用于記錄管理轄區內的管線信息；所述綜合模塊連接閥門管理模塊以用于管理轄區內的閥門信息；所述綜合模塊連接光纖管理模塊以用于記錄管理轄區內的光纖信息；

基礎數據模塊，用于將所述系統管理模塊處理后的聲音事件依據PCCP斷絲特征模型 以及PCCP振動特征模型建立聲紋數據庫以及振動數據庫并進行信息可視化，

自動監控模塊，用于對PCCP發生的管線斷絲特征與振動特征進行監控；