專利名稱：燃氣管道地震安全控制演示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種演示系統(tǒng)，尤其是一種用于輸油、輸氣管道的地震緊急處置，以實現(xiàn)管道地震安全控制的燃氣管道地震安全控制演示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地震是一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害，而且地震次生災(zāi)害造成的損失可能比地震本身造成的直接損失還要大，如強地震可使燃氣管道破壞，造成燃氣泄漏引起重大火災(zāi)和重大生命財產(chǎn)損失。因此應(yīng)用燃氣管道地震應(yīng)急處置技術(shù)，實現(xiàn)燃氣管道的地震安全控制具有重要的現(xiàn)實意義。目前，對于輸油、輸氣管道的地震安全控制多使用電磁閥，該電磁閥的控制需要交流電或者直流電，且耗電較大，在強地震時，一般電網(wǎng)癱瘓，無法進行控制。美國已有全機械式煤氣地震閥門，并已在地震多發(fā)區(qū)安裝了該閥門，但價格昂貴，無法在我國地震多發(fā)區(qū)普及。日本是用一種地震感知器檢測到地震信號后帶動電機關(guān)閉燃氣管道閥門。中國目前已研制成全機械式燃氣管道自動關(guān)閉閥門，但尚缺乏一套完整的燃氣管道地震安全控制演示系統(tǒng)，以用于燃氣管道的地震安全控制機理和效果的演示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)中存在的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計合理，價格低廉的可直觀顯示地震時全機械式地震閥自動關(guān)閉燃氣管道全過程的燃氣管道地震安全控制演示系統(tǒng)，實現(xiàn)燃氣管道的地震安全控制機理和效果的演示。為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括地震波發(fā)生單元、燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元和閥門信息采集報警單元，所述的地震波發(fā)生單元由地震波信號發(fā)生器、伺服控制器、振動臺組成，振動臺包括驅(qū)動線圈、驅(qū)動連桿、導(dǎo)向支撐彈簧、磁路系統(tǒng)、振動臺底座和振動臺臺面，導(dǎo)向支撐彈簧和磁路系統(tǒng)設(shè)置在振動臺底座上，驅(qū)動連桿的一端設(shè)置有驅(qū)動線圈并安裝在磁路系統(tǒng)的磁縫隙中，另一端連接振動臺臺面，地震波信號發(fā)生器經(jīng)伺服控制器連接到振動臺的驅(qū)動線圈，燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元由氣源、調(diào)壓閥、地震閥、燃氣管道、氣泡顯示器、語音報警器、燃氣流動顯示燈、燃氣用戶組成， 地震閥設(shè)置在振動臺的振動臺臺面上，氣源通過燃氣管道經(jīng)調(diào)壓閥連接到地震閥后再通過燃氣管道輸送給燃氣用戶，并在管路中設(shè)置有氣泡顯示器，在沙盤上還設(shè)置有語音報警器和燃氣流動顯示燈，閥門信息采集報警單元由地震檢波器、數(shù)據(jù)采集器、分析存儲控制器、 手機模塊、移動通訊網(wǎng)絡(luò)、短信接收終端、WCDMA3G無線網(wǎng)卡、Internet公共網(wǎng)絡(luò)、控制中心計算機組成，地震檢波器設(shè)置在振動臺的振動臺臺面上，地震檢波器通過數(shù)據(jù)采集器連接到分析存儲控制器，分析存儲控制器的輸出信號一路通過手機模塊經(jīng)移動通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到短信接收終端，一路通過WCDMA3G無線網(wǎng)卡經(jīng)hternet公共網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到控制中心計算機， 另一路輸出到語音報警器和燃氣流動顯示燈。本發(fā)明的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計合理，通過真實設(shè)備的實際展示，通過聲光電手段生動形象地顯示
3地震時全機械式地震閥自動關(guān)閉燃氣管道全過程，實現(xiàn)燃氣管道的地震安全控制機理和效果的演示，具有重要的實際應(yīng)用價值。


圖1是本發(fā)明原理示意圖；圖2是地震波發(fā)生單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元結(jié)構(gòu)組成圖；圖4是閥門信息采集報警單元結(jié)構(gòu)組成圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述。由圖1-圖4可知，本發(fā)明包括地震波發(fā)生單元、燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元和閥門信息采集報警單元，所述的地震波發(fā)生單元由地震波信號發(fā)生器1、伺服控制器 2、振動臺32組成，振動臺32包括驅(qū)動線圈3、驅(qū)動連桿4、導(dǎo)向支撐彈簧5、磁路系統(tǒng)6、振動臺底座7和振動臺臺面8，導(dǎo)向支撐彈簧5和磁路系統(tǒng)6設(shè)置在振動臺底座7上，驅(qū)動連桿4的一端設(shè)置有驅(qū)動線圈3并安裝在磁路系統(tǒng)6的磁縫隙中，另一端連接振動臺臺面8， 地震波信號發(fā)生器1經(jīng)伺服控制器2連接到振動臺32的驅(qū)動線圈3，燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元由氣源10、調(diào)壓閥11、地震閥12、燃氣管道13、氣泡顯示器14、語音報警器 15、燃氣流動顯示燈16、燃氣用戶17、18、19、20、21、22、23組成，地震閥12設(shè)置在振動臺32 的振動臺臺面8上，氣源10通過燃氣管道13經(jīng)調(diào)壓閥11連接到地震閥12后再通過燃氣管道13輸送給燃氣用戶17、18、19、20、21、22、23，并在管路中設(shè)置有氣泡顯示器14，在沙盤上還設(shè)置有語音報警器15和燃氣流動顯示燈16，閥門信息采集報警單元由地震檢波器9、數(shù)據(jù)采集器對、分析存儲控制器25、手機模塊沈、移動通訊網(wǎng)絡(luò)27、短信接收終端^、WCDMA3G 無線網(wǎng)卡^Unternet公共網(wǎng)絡(luò)30、控制中心計算機31組成，地震檢波器9設(shè)置在振動臺 32的振動臺臺面8上，地震檢波器9通過數(shù)據(jù)采集器M連接到分析存儲控制器25，分析存儲控制器25的輸出信號一路通過手機模塊沈經(jīng)移動通訊網(wǎng)絡(luò)27發(fā)送到短信接收終端28， 一路通過WCDMA3G無線網(wǎng)卡四經(jīng)hternet公共網(wǎng)絡(luò)30發(fā)送到控制中心計算機31，另一路輸出到語音報警器15和燃氣流動顯示燈16。所述的閥門信息采集報警單元的分析存儲控制器25安裝有監(jiān)測軟件實時顯示振動臺32產(chǎn)生的地震波波形，控制地震波信號發(fā)生器1發(fā)送的地震波種類和設(shè)置短信接收終端觀的號碼，當(dāng)?shù)卣痖y12關(guān)閉后，通過點擊軟件的復(fù)位按鈕使演示沙盤的語音報警器15 停止報警和使燃氣流動顯示燈16重新點亮。本發(fā)明在地震波發(fā)生單元的振動臺32產(chǎn)生地震波，地震波作用于安裝在振動臺 32上的地震閥12，系統(tǒng)所使用的地震閥12的工作方式為全機械式，閥門關(guān)閉不受電力供應(yīng)的影響，通過地震閥12可設(shè)定動作閾值，地震閥12平時處于開啟狀態(tài)，燃氣在管道內(nèi)可自由流通，當(dāng)?shù)卣鸺铀俣?或地震烈度)超過設(shè)定閾值時，地震閥12動作，自動切斷燃氣流動。當(dāng)需要接通燃氣管道時，僅需撥動地震閥12的復(fù)位開關(guān)，即可恢復(fù)燃氣供應(yīng)。系統(tǒng)通過閥門信息采集報警單元實時監(jiān)控地震閥12的狀態(tài)和作用于地震閥12的地震波信號的幅值、頻率信息并接收控制中心計算機31的咨詢命令，當(dāng)?shù)卣痖y12動作(關(guān)閉)時同時向短信接收終端觀和控制中心計算機31發(fā)出報警信息；通過燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元模擬城市燃氣管線，并通過聲光電手段直觀的動態(tài)顯示地震閥12閥門的狀態(tài)(開啟或關(guān)閉)。在地震閥12處于開啟狀態(tài)時，演示沙盤的氣泡顯示器14有氣泡溢出、語音報警器 15無動作(無報警聲)、燃氣流動顯示燈16點亮；地震閥12關(guān)閉時，演示沙盤的氣泡顯示器14氣泡停止溢出、語音報警器15報警(發(fā)出報警聲音)、燃氣流動顯示燈16熄滅。下面詳述本發(fā)明工作過程首先安裝在分析存儲控制器25里的控制軟件發(fā)送指令到地震波信號發(fā)生器1，地震波信號發(fā)生器1按照指令從內(nèi)建的地震波數(shù)據(jù)庫選擇指定的地震波信號并發(fā)送到伺服控制器2，經(jīng)放大的地震波信號被送到振動臺32，振動臺32受地震波信號的驅(qū)動，其臺面產(chǎn)生地震信號。放在臺面上的地震檢波器9和地震閥12檢測地震波的信息，當(dāng)?shù)卣鸩ǖ姆禌]有達到設(shè)定的地震加速度(或地震烈度)時，地震閥12處于開啟狀態(tài)。來自于氣源10和調(diào)壓閥11的燃氣通過燃氣管道13供應(yīng)給燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元中的燃氣用戶 17、18、19、20、21、22、23，同時氣泡顯示器14中有氣泡溢出，且燃氣流動顯示燈16處于點亮狀態(tài)。地震檢波器9檢測到的地震信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集器M送至分析存儲控制器25，然后由控制軟件實時顯示和分析。如分析結(jié)果顯示地震閥12閥門未關(guān)閉，則不發(fā)出報警指令和不保存數(shù)據(jù)，軟件則繼續(xù)采集和分析地震信號的信息，同時通過WCDMA3G無線網(wǎng)卡29、hternet 公共網(wǎng)絡(luò)30接收和答復(fù)控制中心計算機31發(fā)送的咨詢指令。當(dāng)振動臺32的振動幅值達到地震閥門的觸發(fā)閾值時，地震閥12閥門自動關(guān)閉，切斷來自于氣源10和調(diào)壓閥11的燃氣，停止向燃氣用戶17、18、19、20、21、22、23供應(yīng)燃氣，氣泡顯示器14中的氣泡停止溢出。 閥門信息采集報警單元的分析軟件根據(jù)監(jiān)測到的閥門狀態(tài)變化，發(fā)送一系列控制命令，包括命令地震波信號發(fā)生器1停止發(fā)送地震波信號、語音報警器15發(fā)出語音報警、燃氣流動顯示燈16熄滅、數(shù)據(jù)采集器M停止采集、分析存儲控制器25保存地震數(shù)據(jù)、手機模塊沈和移動通訊網(wǎng)絡(luò)27向短信接收終端觀發(fā)送報警信息、WCDMA3G無線網(wǎng)絡(luò)四和hternet公共網(wǎng)絡(luò)30向控制中心計算機31上報閥門已經(jīng)關(guān)閉和關(guān)閉時的地震烈度值等信息，如收到控制中心計算機31咨詢指令，則通過WCDMA3G無線網(wǎng)絡(luò)29、Internet公共網(wǎng)絡(luò)30向控制中心計算機31發(fā)送本次記錄到的地震數(shù)據(jù)。演示完畢后，可通過撥動地震閥12復(fù)位開關(guān)和單擊軟件復(fù)位按鈕使系統(tǒng)恢復(fù)到閥門開啟時的狀態(tài)。其中，地震波信號發(fā)生器1采用帶有非易失性存儲器的虛擬信號發(fā)生器或者帶有非易失性存儲器的函數(shù)/任意波形發(fā)生器， 并將選定的地震波寫入非易失性存儲器，建立起地震波數(shù)據(jù)庫以備控制軟件選擇。數(shù)據(jù)采集器M和分析存儲控制器25通過LAN接口聯(lián)接和傳送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集器M和地震檢波器 9通過同軸電纜傳送信號。
權(quán)利要求
1.一種燃氣管道地震安全控制演示系統(tǒng)，包括地震波發(fā)生單元、燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元和閥門信息采集報警單元，其特征在于所述的地震波發(fā)生單元由地震波信號發(fā)生器(1)、伺服控制器O)、振動臺(3 組成，振動臺(3 包括驅(qū)動線圈(3)、驅(qū)動連桿G)、導(dǎo)向支撐彈簧(5)、磁路系統(tǒng)(6)、振動臺底座(7)和振動臺臺面(8)，導(dǎo)向支撐彈簧 (5)和磁路系統(tǒng)(6)設(shè)置在振動臺底座(7)上，驅(qū)動連桿(4)的一端設(shè)置有驅(qū)動線圈(3)并安裝在磁路系統(tǒng)(6)的磁縫隙中，另一端連接振動臺臺面(8)，地震波信號發(fā)生器(1)經(jīng)伺服控制器( 連接到振動臺(3 的驅(qū)動線圈(3)，燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元由氣源(10)、調(diào)壓閥(11)、地震閥(12)、燃氣管道(13)、氣泡顯示器(14)、語音報警器(15)、 燃氣流動顯示燈(16)、燃氣用戶(17、18、19、20、21、22、23)組成，地震閥(12)設(shè)置在振動臺(32)的振動臺臺面⑶上，氣源(10)通過燃氣管道(13)經(jīng)調(diào)壓閥(11)連接到地震閥 (12)后再通過燃氣管道(13)輸送給燃氣用戶(17、18、19、20、21、22、23)，并在管路中設(shè)置有氣泡顯示器(14)，在沙盤上還設(shè)置有語音報警器(1 和燃氣流動顯示燈(16)，閥門信息采集報警單元由地震檢波器(9)、數(shù)據(jù)采集器(M)、分析存儲控制器(25)、手機模塊(沈)、 移動通訊網(wǎng)絡(luò)(27)、短信接收終端Q8)、WCDMA3G無線網(wǎng)卡( )、hternet公共網(wǎng)絡(luò)(30)、 控制中心計算機(31)組成，地震檢波器(9)設(shè)置在振動臺(3 的振動臺臺面(8)上，地震檢波器(9)通過數(shù)據(jù)采集器04)連接到分析存儲控制器(25)，分析存儲控制器0 的輸出信號一路通過手機模塊06)經(jīng)移動通訊網(wǎng)絡(luò)、2Τ)發(fā)送到短信接收終端( )，一路通過 WCDMA3G無線網(wǎng)卡09)經(jīng)hternet公共網(wǎng)絡(luò)(30)發(fā)送到控制中心計算機(31)，另一路輸出到語音報警器(1 和燃氣流動顯示燈(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃氣管道地震安全控制演示系統(tǒng)，其特征在于所述的閥門信息采集報警單元的分析存儲控制器0 安裝有監(jiān)測軟件實時顯示振動臺(3 產(chǎn)生的地震波波形，控制地震波信號發(fā)生器(1)發(fā)送的地震波種類和設(shè)置短信接收終端08)的號碼，當(dāng)?shù)卣痖y(1 關(guān)閉后，通過點擊軟件的復(fù)位按鈕使演示沙盤的語音報警器(1 停止報警和使燃氣流動顯示燈(16)重新點亮。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃氣管道地震安全控制演示系統(tǒng)，包括地震波發(fā)生單元、燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元和閥門信息采集報警單元，地震波發(fā)生單元由地震波信號發(fā)生器、伺服控制器、振動臺組成，地震檢波器和地震閥安裝在振動臺上，地震閥平時處于開啟狀態(tài)，當(dāng)振動達到設(shè)定的加速度值或地震烈度時，地震閥動作關(guān)閉，切斷氣體流動，閥門信息采集報警單元實時監(jiān)控地震閥的狀態(tài)和作用于地震閥的地震波信息，并在地震閥關(guān)閉時通過通訊設(shè)備發(fā)出報警信號，燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元模擬城市燃氣管線，并通過聲光電手段直觀的動態(tài)顯示地震閥的閥門狀態(tài)開啟或關(guān)閉。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計合理，實現(xiàn)燃氣管道的地震安全控制機理和效果的演示。
文檔編號G09B25/02GK102184671SQ20111009821
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者何先龍, 匙慶磊, 張濤, 楊學(xué)山, 楊巧玉, 高峰 申請人:中國地震局工程力學(xué)研究所, 楊學(xué)山, 高峰