[發明專利]帶壓管道輸水滲漏區捕捉及水土流失至空監測系統及方法

有效

• 申請號: 202111643445.8
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114459703B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 呂祥鋒;胡曉辰
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01M3/28
• 分類號: G01M3/28;G01N33/24
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 岳野

1.一種帶壓管道輸水滲漏區捕捉及水土流失至空監測系統，其特征在于，所述系統包括水壓測量裝置和沿排水管道軸向設置的導軌；

所述水壓測量裝置包括裝置主體和設于所述裝置主體底部的導軌安裝凹槽；所述導軌的端部與所述導軌安裝凹槽滑動連接；

所述裝置主體包括密封殼體、水壓傳感器、數據存儲單元、定位單元、動力提供單元和速度測量單元；

所述水壓傳感器設于所述密封殼體的外表面，用于實時測量所述排水管道內的水壓值；

所述定位單元設于所述密封殼體內部，用于對所述水壓測量裝置進行定位；

所述數據存儲單元設于所述密封殼體內部，用于存儲所述水壓傳感器的水壓數據和所述定位單元的定位數據；

所述動力提供單元和所述速度測量單元均設于所述密封殼體內部，用于彼此配合使所述水壓測量裝置在所述排水管道內的速度處于合適范圍。

2.根據權利要求1所述的帶壓管道輸水滲漏區捕捉及水土流失至空監測系統，其特征在于，所述導軌以突起狀設于所述排水管道內壁，所述導軌的頂部設有十字形連接軌，所述導軌安裝凹槽與所述十字形連接軌匹配；

所述導軌的十字形連接軌插裝在所述導軌安裝凹槽內，并用彈性壓片壓裝固定。

3.根據權利要求1所述的帶壓管道輸水滲漏區捕捉及水土流失至空監測系統，其特征在于，所述動力提供單元包括雙向供力磁通結構、勵磁電流提供模塊和動力控制模塊；

所述雙向供力磁通結構與所述勵磁電流提供模塊連接，由所述勵磁電流提供模塊提供勵磁電流從而產生用于調節所述水壓測量裝置移動速度的作用力；

所述動力控制模塊同時與所述勵磁電流提供模塊連接以及所述速度測量單元連接，用于根據所述速度測量單元提供的速度數據對所述勵磁電流提供模塊的工作進行控制。

4.根據權利要求3所述的帶壓管道輸水滲漏區捕捉及水土流失至空監測系統，其特征在于，所述雙向供力磁通結構包括動子和至少兩個沿縱向依次設置的定子；所述動子包括U型磁臂和繞設在所述U型磁臂上的勵磁線圈；所述勵磁線圈與所述勵磁電流提供模塊連接；

所述動子橫向環設于所述定子外周，并能夠沿縱向位移；所述動子和所述定子能夠形成閉合的磁通環路。

5.根據權利要求1所述的帶壓管道輸水滲漏區捕捉及水土流失至空監測系統，其特征在于，所述定位單元包括輸入設備、讀取設備和控制設備；

所述輸入設備用于接收標準路徑數據；

所述讀取設備用于識別預先均勻設置在所述導軌上的識別點；

所述控制設備用于根據所述輸入設備中的標準路徑數據和所述讀取設備識別到的識別點數據判斷所處的位置并記錄。

6.根據權利要求1所述的帶壓管道輸水滲漏區捕捉及水土流失至空監測系統，其特征在于，所述速度測量單元采用速度傳感器實時測速。

7.根據權利要求1所述的帶壓管道輸水滲漏區捕捉及水土流失至空監測系統，其特征在于，同一段所述排水管道內設置若干所述水壓測量裝置和若干所述導軌；

所述水壓測量裝置和所述導軌一一對應設置。

8.根據權利要求1所述的帶壓管道輸水滲漏區捕捉及水土流失至空監測系統，其特征在于，所述密封殼體和所述導軌的材質為防腐防銹材料。

9.一種帶壓管道輸水滲漏區捕捉及水土流失至空監測預警方法，其特征在于，所述方法適用于如權利要求1-8任一所述的監測系統；

所述方法的步驟包括：

S1、將水壓測量裝置和沿排水管道軸向設置的導軌滑動連接；

S2、控制水壓測量裝置以預設的速度從排水管道的始端滑動到末端，同時在滑動過程中實時測量水壓并定位；

S3、采集水壓測量裝置中的水壓數據和定位數據，判斷是否有異常水壓以及異常水壓所對應的位置；

S4、根據異常水壓的存在情況以及位置進行預警和維護。

10.根據權利要求9所述的帶壓管道輸水滲漏區捕捉及水土流失至空監測預警方法，其特征在于，步驟S2具體包括：

S21、速度測量單元實時采集水壓測量裝置在導軌上的滑動速度并傳輸給動力提供單元的動力控制模塊；

S22、所述動力控制模塊根據接收到的滑動速度判斷是否在預設的速度范圍內；若是則不作處理，否則進入下一步；

S23、動力控制模塊根據當前速度計算出使水壓測量裝置回到預設速度范圍內所需動力的大小以及方向；

S24、動力控制模塊根據計算出的所需動力的大小和方向，控制勵磁電流提供模塊輸出的電流強度，同時控制雙向供力磁通結構中的動子移動到與所需動力的方向匹配的位置，從而施加動力實現對水壓測量裝置滑動速度的調節。