[發(fā)明專利]一種瞬變流監(jiān)測方法和多通道水錘偵測儀

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110261072.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN112833964A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安普特流體控制有限公司
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02;G01D9/00;G01S19/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種多通道水錘偵測儀，包括設(shè)置在防水殼體內(nèi)的MCU模塊，MCU模塊通過電路板連接的通訊模塊、GPS模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；還提供了一種瞬變流監(jiān)測方法能夠試下定時(shí)記錄模式和峰值模式之間通過條件觸發(fā)轉(zhuǎn)換。本發(fā)明以可設(shè)置的平均采樣率和基于標(biāo)準(zhǔn)差的閾值算法，在主通道傳感器信號(hào)快速改變時(shí)，能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)記錄模式，各通道傳感器能夠同步高頻率記錄峰值變化數(shù)據(jù)，本地存儲(chǔ)、查看和分包傳輸至遠(yuǎn)程終端數(shù)據(jù)庫，方便終端平臺(tái)系統(tǒng)或PC機(jī)進(jìn)行快速數(shù)據(jù)和圖形分析，可對(duì)危險(xiǎn)水錘提前預(yù)警。對(duì)于重新界定控制設(shè)備的約束條件，改善運(yùn)行工藝，合理設(shè)置和再配置防護(hù)設(shè)備系統(tǒng)，以及管道爆管和漏損的壓力瞬態(tài)監(jiān)測控制具有重大意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于管道輸水領(lǐng)域，尤其涉及輸水管道運(yùn)行過程中的調(diào)節(jié)、停泵或關(guān)閥導(dǎo)致的瞬變流數(shù)據(jù)采集方法和偵測裝置。

背景技術(shù)

水錘是管道中流速迅速變化而引起的壓力劇烈波動(dòng)現(xiàn)象，也稱瞬變流、涌浪和水力過渡過程，在揚(yáng)水泵站和重力流輸水系統(tǒng)中都可能發(fā)生。輸水管網(wǎng)和管道中由于水錘導(dǎo)致的爆管事故屢見不鮮，嚴(yán)重影響供水管網(wǎng)安全和造成水資源的浪費(fèi)，極端情況下也會(huì)導(dǎo)致人員生命危害和國家財(cái)產(chǎn)損失。嚴(yán)重的水錘事故可直接導(dǎo)致爆管，但即使是較輕微的水錘，如果在長期運(yùn)行中反復(fù)出現(xiàn)，也會(huì)導(dǎo)致管道受損，減少管道的使用壽命，增加管道的爆管漏失和水質(zhì)污染。

水錘在線監(jiān)測一直是管道輸水行業(yè)追求的目標(biāo)，完整的界定和監(jiān)測到管網(wǎng)管道水錘的波動(dòng)幅度、頻率、時(shí)長和時(shí)間節(jié)點(diǎn)是一個(gè)難題，原因在于水錘是一個(gè)偶發(fā)或突發(fā)工況，水錘工況發(fā)生時(shí)的波動(dòng)頻率很高，波動(dòng)源和時(shí)間節(jié)點(diǎn)很難確定。在實(shí)驗(yàn)室條件下，短時(shí)間人為停泵關(guān)閥制造水錘，使用常規(guī)儀器監(jiān)測水錘不存在大的技術(shù)問題，但在實(shí)際工程運(yùn)行過程中，采用常規(guī)數(shù)據(jù)記錄儀進(jìn)行連續(xù)采集和數(shù)據(jù)傳輸，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生龐大的無效數(shù)據(jù)，查找水錘波動(dòng)數(shù)據(jù)和查看分析圖線非常困難。同時(shí)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)傳輸條件，很難滿足多路、大量和高頻不間斷數(shù)據(jù)的傳送，加上網(wǎng)絡(luò)斷線和數(shù)據(jù)丟包，無法完整記錄水錘工況下的多路管道特性數(shù)據(jù)、運(yùn)行設(shè)備數(shù)據(jù)和重要防護(hù)設(shè)備效能數(shù)據(jù)的采集和傳輸。

為了實(shí)施在線水錘檢測，現(xiàn)有技術(shù)也有一定的研究，專利號(hào)為201710459250.5的基于在線實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)防正負(fù)壓水錘的裝置及其預(yù)警方法,提供了用于實(shí)時(shí)、穩(wěn)定在線監(jiān)測輸水管道發(fā)生水錘時(shí)水壓變化的檢測方案，可以為相關(guān)工況下水錘的所造成的水壓函數(shù)模型進(jìn)行研究，但是這種方案無法實(shí)現(xiàn)在瞬變流工況下記錄快速變化的傳感器信號(hào)值，也沒有沒有對(duì)大量冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)性的解決方法，也缺少合理的水錘峰值檢測的閾值判斷的具體方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中采用常規(guī)數(shù)據(jù)記錄儀進(jìn)行連續(xù)采集和數(shù)據(jù)傳輸，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生龐大的無效數(shù)據(jù)，查找水錘波動(dòng)數(shù)據(jù)和查看分析圖線非常困難，同時(shí)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)傳輸條件，很難滿足多路、大量和高頻不間斷數(shù)據(jù)的傳送，加上網(wǎng)絡(luò)斷線和數(shù)據(jù)丟包，無法完整記錄水錘工況下的多路管道特性數(shù)據(jù)、運(yùn)行設(shè)備數(shù)據(jù)和重要防護(hù)設(shè)備效能數(shù)據(jù)的采集和傳輸?shù)募夹g(shù)問題，本發(fā)明提供了一種瞬變流監(jiān)測方法，并采用分布式的多通道水錘偵測儀，在管道水錘工況發(fā)生時(shí)，能夠自動(dòng)切換數(shù)據(jù)峰值模式采集，完整地捕捉管道、水泵、各類控制設(shè)備和安全防護(hù)設(shè)備在瞬態(tài)條件下的流量、壓力、液位、時(shí)間、聲波和速度等數(shù)據(jù)，本地存儲(chǔ)、查看和傳輸數(shù)據(jù)至遠(yuǎn)程終端，同時(shí)，對(duì)于具有危害的瞬變流工況，能夠發(fā)送告警信息和輸出開關(guān)量控制信號(hào)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通提供了一種多通道水錘監(jiān)測儀：

本發(fā)明提供的一種多通道水錘監(jiān)測儀，包括設(shè)置在防水殼體內(nèi)，預(yù)設(shè)有l(wèi)inux程序處理系統(tǒng)的MCU模塊，MCU模塊通過電路板連接的通訊模塊、時(shí)鐘和定位模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、人交互模塊和LED信號(hào)燈。

在水錘監(jiān)測儀側(cè)面，設(shè)置多路模擬量或數(shù)字量傳感器輸入接口、兩路開關(guān)量輸出接口和電源接口。電源可為MCU模塊提供電能，MCU模塊編制有邏輯處理程序，用于采集記錄多路傳感器信號(hào)，控制和協(xié)調(diào)各個(gè)模塊，以及和遠(yuǎn)程終端的通訊和數(shù)據(jù)傳送。

進(jìn)一步地所述電源為市電、太陽能板和大容量電池。