本實用新型涉及管道應(yīng)力在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種安裝在管道沿線的，用于管道應(yīng)力監(jiān)測的現(xiàn)場裝置。

背景技術(shù)：

長輸管道線路長、管徑大、設(shè)計壓力高，管道沿途地形、地質(zhì)條件異常復(fù)雜，山嶺隧道穿越次數(shù)多，因此在管道沿線地質(zhì)災(zāi)害段采用應(yīng)力在線監(jiān)測技術(shù)，對管道的本質(zhì)安全運行具有重要意義。目前常規(guī)的做法是不對管道進行在線監(jiān)測，僅通過人工巡檢或遠端站場監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化推斷事故的發(fā)生。這種方式極易出現(xiàn)誤判，錯過管道治理的最佳時機，導(dǎo)致管道變形破裂，出現(xiàn)重大事故。

目前市場上有不少應(yīng)力監(jiān)測設(shè)備，但普遍存在以下問題：

1．多是用于路橋、水利設(shè)施監(jiān)測用的通用設(shè)備，非專門針對長輸管道開發(fā)，適用性較差；

2．每個截面布置傳感器較少，無法求出真正的管道最大應(yīng)力點和最大應(yīng)力值；

3．監(jiān)測設(shè)備需要電力、通信等依托條件，環(huán)境適應(yīng)性差，不適合管道野外使用；

4．未考慮防盜措施，易受人為破壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于長輸管道的集成式應(yīng)力監(jiān)測設(shè)備，測量應(yīng)力準確，無需外供電和通信依托，具有偽裝和防盜功能，適合管道野外惡劣工況使用。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種集成式管道應(yīng)力監(jiān)測樁，包括：主控制器、智能采集模塊和應(yīng)力傳感器；

所述應(yīng)力傳感器，與所述智能采集模塊連接，安裝在管道外側(cè)上部，用于對管道應(yīng)力進行監(jiān)測采集，每個管道監(jiān)測截面上至少布置3個以上所述應(yīng)力傳感器；

所述智能采集模塊在所述主控制器調(diào)度下，完成所述應(yīng)力傳感器的數(shù)據(jù)采集，并傳輸給主控制器；

所述主控制器與數(shù)個智能采集模塊連接，每個智能采集模塊與1個管道監(jiān)測截面上的應(yīng)力傳感器連接以采集該管道監(jiān)測截面上的應(yīng)力數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，在管道的每個監(jiān)測截面上布置5個所述應(yīng)力傳感器，所述應(yīng)力傳感器每隔45°均勻分布。

優(yōu)選的，所述主控制器與1個管道監(jiān)測截面上的應(yīng)力傳感器直接連接以采集該管道監(jiān)測截面上的應(yīng)力數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述集成式管道應(yīng)力監(jiān)測樁，還包括：通信模塊；所述主控制器通過所述通信模塊將采集的數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳。

優(yōu)選的，所述通信模塊為GPRS通信模塊和／或北斗通信模塊。

優(yōu)選的，所述集成式管道應(yīng)力監(jiān)測樁，還包括：太陽能供電模塊用于提供電能。

優(yōu)選的，所述集成式管道應(yīng)力監(jiān)測樁，還包括：仿線路樁外殼。

優(yōu)選的，主控制器、通信模塊、太陽能供電模塊設(shè)置在一種仿線路樁外殼內(nèi)；智能采集模塊設(shè)置在另一種仿線路樁外殼內(nèi)。

本實用新型的管道監(jiān)測截面采用5點式傳感器布置，可計算出管道線性形變區(qū)的最大環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力，根據(jù)最大應(yīng)力值進行報警；本實用新型采用集成式設(shè)計，無外供電和通信依托，微功耗運行（平均功耗小于1W），可選GPRS或北斗通信；本實用新型采用仿線路樁外殼設(shè)計，具有良好的偽裝和防盜功能，本實用新型適應(yīng)惡劣工況：-30~60℃，防護等級IP67。

附圖說明

圖1為本實用新型集成式管道應(yīng)力監(jiān)測樁一實施例傳感器布置方案示意圖。

圖2為本實用新型集成式管道應(yīng)力監(jiān)測樁組成的監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一實施例示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。

本實用新型可安裝在管道附近，經(jīng)應(yīng)變和應(yīng)力的轉(zhuǎn)換計算，實時在線測量管道的受力情況。在管道受力的線性區(qū)就可以進行報警，提示操作者提前處理，避免事故發(fā)生。同時將采空區(qū)、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害對管道的影響及處理措施，從過去定性和半定量分析為主的“模糊決策”提升為完全定量化的“精確決策”，具有很好的應(yīng)用前景?？傊?，本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單靈活、實用性強、測量準確、造價低等特點。

本實用新型集成式管道應(yīng)力監(jiān)測樁可完成對應(yīng)力傳感器的數(shù)據(jù)采集和通信傳輸，采用模塊式結(jié)構(gòu)，包括主控制器、智能采集模塊、GPRS通信模塊、北斗通信模塊、太陽能供電模塊和仿線路樁外殼。這些模塊可以自由組合成兩種基本型式：

一是由主控制器、通信模塊、太陽能供電模塊和仿線路樁外殼組成主控制器監(jiān)測樁；

二是由智能采集模塊和仿線路樁外殼組成采集器監(jiān)測樁。

根據(jù)通信支撐情況通信模塊可選擇GPRS通信模塊和／或北斗通信模塊。

本實用新型集成式管道應(yīng)力監(jiān)測樁采用振弦式應(yīng)力傳感器對管道應(yīng)力進行采集，采用每個管道截面布置5個傳感器的方案，其中3個正常工作即可保證管道應(yīng)力的正確采集。由于傳感器布設(shè)后需要在埋地情況下長期工作，隨時間推移必然會出現(xiàn)傳感器故障，除非管道挖開維護，否則出現(xiàn)故障后再次布設(shè)的機會基本沒有，基于以上考慮采用多布設(shè)2個即5個傳感器的方案。如圖1所示，傳感器布置在管道上部，每隔45°均勻分布。

其中，主控制器除可直接采集5個振弦式應(yīng)力傳感器外，還可以與數(shù)個智能采集模塊進行通信并向其供電，控制智能采集模塊進行數(shù)據(jù)采集。通過通信模塊可以將主控制器自身及下轄智能采集模塊采集的數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳。 智能采集模塊可以在主控制器調(diào)度下，完成所監(jiān)測截面5個振弦式應(yīng)力傳感器的數(shù)據(jù)采集，并通過RS 485總線傳輸給主控制器。

如圖2所示，為本實用新型集成式管道應(yīng)力監(jiān)測樁組成的監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一實施例。監(jiān)控中心具有GPRS通信模塊和／或北斗通信模塊，主控制器與數(shù)個智能采集模塊通過RS 485總線連接，控制智能采集模塊進行數(shù)據(jù)采集。采集下來的數(shù)據(jù)通過通信模塊以GPRS和／或北斗通訊的方式上傳給監(jiān)控中心的GPRS通信模塊和／或北斗通信模塊。

以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。本實用新型的保護范圍以權(quán)利要求書為準。