專利名稱：一種遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備及監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于過程控制領(lǐng)域，具體涉及一種遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備及監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
熱力管道泄漏的危害，由于熱力管道泄漏時(shí)空的不確定性和突發(fā)性，導(dǎo)致一旦發(fā)生熱力管道泄漏必然會造成局部甚至全部供暖管網(wǎng)的癱瘓，但是排查泄漏地點(diǎn)必將耗費(fèi)巨大人力和物力，對社會及供暖企業(yè)造成很大經(jīng)濟(jì)甚至是人員損失。每年對熱力管網(wǎng)安全吸引了很多社會關(guān)注。目前大部分熱力管道鋪設(shè)在地下，一旦發(fā)生泄漏無法通過肉眼直接發(fā)現(xiàn)泄漏發(fā)生地點(diǎn)，只有泄漏導(dǎo)致管網(wǎng)壓力大幅下降才能發(fā)現(xiàn)發(fā)生泄漏。此時(shí)雖然發(fā)現(xiàn)管道發(fā)生泄漏，但由于管道泄漏準(zhǔn)確地點(diǎn)無法確定，只能采取人工方式進(jìn)行整個(gè)管網(wǎng)巡查。人工巡查利用的設(shè)備一般分為紅外線溫度計(jì)和聽漏器。但由于管道的鋪設(shè)深度，受限于設(shè)備的靈敏度造成只有當(dāng)泄漏范圍達(dá)到泄漏探測設(shè)備的有效范圍時(shí)才能檢測出泄漏地點(diǎn)?，F(xiàn)行的泄漏檢測設(shè)備受限于靈敏度和機(jī)動(dòng)性原因，對于泄漏檢測只能被動(dòng)的進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)檢測，無法進(jìn)行隨時(shí)和熱力管網(wǎng)全系統(tǒng)泄漏檢測和遏制措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備及監(jiān)控方法，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對點(diǎn)的實(shí)時(shí)泄漏監(jiān)控，并對局部泄漏點(diǎn)采取應(yīng)急措施。在熱力管道泄漏檢測的有效區(qū)域防止監(jiān)控點(diǎn)，隨時(shí)采集管道泄漏檢測有效區(qū)域的判斷數(shù)據(jù)，并將判 斷數(shù)據(jù)立即上傳到中心監(jiān)控平臺，中心監(jiān)控平臺隨時(shí)顯示管道泄漏的判斷數(shù)據(jù)。利用中心監(jiān)控平臺顯示出的可視化判斷數(shù)據(jù)，監(jiān)控人員可以隨時(shí)地準(zhǔn)確判斷管道是否發(fā)生泄漏。在發(fā)現(xiàn)泄漏之后，操作人員可在平臺內(nèi)進(jìn)行操作，對泄漏點(diǎn)的暖氣閥門進(jìn)行遠(yuǎn)程關(guān)閉。本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下一種遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備，包括數(shù)據(jù)采集單元(A)和中央控制平臺(C)，其特征在于所述監(jiān)控設(shè)備還包括信號傳輸單元(B)和執(zhí)行單元(D)，其中數(shù)據(jù)采集單元(A)負(fù)責(zé)管道數(shù)據(jù)采集，信號傳輸單元(B)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，中央控制平臺(C)負(fù)責(zé)對來自信號傳輸單元(B)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并向?qū)?zhí)行單元(D)發(fā)送信號，執(zhí)行單元(D)接收信號后對管道網(wǎng)的閥門實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。所述數(shù)據(jù)采集單元(A)包括多個(gè)溫度傳感器，用于采集管道沿線的溫度參數(shù)。所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備，其特征在于所述信號傳輸單元(B)包括多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸模塊和GPRS模塊。所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括傳感器接口、AD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、處理器、撥碼器、設(shè)備運(yùn)行狀況燈、USB數(shù)據(jù)傳輸和供電接口，其中處理器對本點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后并上傳至GPRS模塊；USB數(shù)據(jù)傳輸和供電接口負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)的傳輸和供電。所述執(zhí)行單元(D)包括信號接收處理器和電磁控制閥門，其中信號處理器接收中央處理器的關(guān)閉信號并通過網(wǎng)線把信號反饋到電磁控制閥門，對閥門進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
一種用于遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控方法，其特征在于所述方法適用于上述遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備，具體包括如下步驟I)利用溫度傳感器對熱力管網(wǎng)周邊的溫度實(shí)時(shí)采集；2)將溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸至對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸模塊；3)所述數(shù)據(jù)在上述數(shù)據(jù)傳輸模塊之間單向傳輸至GPRS模塊；4)信號通過GPRS模塊發(fā)送至中央控制平臺的服務(wù)器；5)反饋信號通過中央控制平臺傳送給執(zhí)行單元的信號接收處理器，并通過電磁控制閥門實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。


圖I是本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備的泄漏定位控制結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備的泄漏定位控制信號流程圖；圖3是本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備的泄漏定位控制軟件流程圖；圖4是本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備中數(shù)據(jù)傳輸模塊的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為了使此發(fā)明的系統(tǒng)更容易被清楚的理解，下面對本系統(tǒng)的工作流程并結(jié)合附圖，對發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)的說明。本發(fā)明的系統(tǒng)分為四部分如圖1，溫度感應(yīng)器A，負(fù)責(zé)感應(yīng)熱力管道網(wǎng)周邊的溫度變化，信號傳輸單元B為數(shù)據(jù)提取和發(fā)送部分，各個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)匯集到B部分的F點(diǎn)，再通過F點(diǎn)把數(shù)據(jù)發(fā)送到中央控制平臺C，在中央控制平臺C進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)之后，中央控制平臺發(fā)送信號到執(zhí)行單元D，從而對熱力管道的閥門實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。本發(fā)明中的信號流程圖如圖2所示，其中(I)信號采集器主要由溫度感應(yīng)器組成，每5-10個(gè)分成一組，負(fù)責(zé)采集熱力管道網(wǎng)附近的溫度變化值，并將信號傳輸至信號管理器。其中，5-10個(gè)一組是為了減少發(fā)送點(diǎn)的個(gè)數(shù)，降低設(shè)備的成本；(2)信號管理器負(fù)責(zé)對接收到的信號進(jìn)行數(shù)字化處理，同時(shí)給數(shù)據(jù)打時(shí)間點(diǎn)標(biāo)記，從而矯正數(shù)據(jù)的同步性；(3)信號發(fā)送模塊信號發(fā)送模塊采用GPRS模塊，其中GPRS具有信號的接收和發(fā)送功能；(4)無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)采用TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)具有通信速度快，通信帶寬大等特點(diǎn)，可以沒有延時(shí)的把采集到的大量數(shù)據(jù)快速傳輸至中央控制平臺，保證了數(shù)據(jù)的及時(shí)性和同步性；(5)中央控制平臺此模塊由服務(wù)器和計(jì)算機(jī)組成，服務(wù)器用于接收數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)，并通過GPRS模塊把信號發(fā)送至執(zhí)行單元。(6)執(zhí)行單元執(zhí)行單元由兩部分組成如圖1，信號接收處理器和電磁控制閥門，其中信號接收處理器包括由GPRS模塊和信號處理模塊。GPRS負(fù)責(zé)接收從中央控制單元接收到的數(shù)據(jù)，信號處理模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)所接收到的信號為報(bào)警信號時(shí)，處理模塊會給電磁控制閥門發(fā)送關(guān)閉閥門的命令，其中閥門部分則采用電磁技術(shù)，且當(dāng)閥門通電時(shí)關(guān)閉，斷電時(shí)打開。本監(jiān)控設(shè)備的控制流程如圖3所示其中包括(I)數(shù)據(jù)提取程序接口 通過此接口來提取由采集點(diǎn)發(fā)到服務(wù)器的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；(2)數(shù)據(jù)處理模塊該模塊對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度差值分析，并對以前的溫度差值分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，同時(shí)對單點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)與軟件中設(shè)置的固定值作對比分析；(3)報(bào)警模塊當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊判斷為報(bào)警時(shí)，在液晶顯示屏面上會顯示報(bào)警信息，報(bào)警信息包括具體的漏水點(diǎn)位置，漏水量等相關(guān)信息。(4)執(zhí)行單元當(dāng)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警的同時(shí)，檢測人員控制中央控制平臺給執(zhí)行單元發(fā)出信號，執(zhí)行單元的信號接收模塊接收到信號之后，會給電磁控制閥門發(fā)出相應(yīng)的信號，及時(shí)關(guān)閉閥門。如圖4所示，本發(fā)明的監(jiān)控設(shè)備中所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊包括傳感器接口、AD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、處理器、設(shè)備運(yùn)行狀況燈、撥碼器、USB數(shù)據(jù)傳輸和供電接口。其中，溫度傳感器接口采用兩個(gè)并行插針式接口，其設(shè)計(jì)主要是為了使設(shè)備具有通用性和擴(kuò)展性；AD模塊主要負(fù)責(zé)將所傳輸?shù)臏囟饶M信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，方便處理器處理；處理器在此監(jiān)控設(shè)備中為最關(guān)鍵的組成部件，其功能包括對采集點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并負(fù)責(zé)將其他功能點(diǎn)的數(shù)據(jù)單向傳輸至下一個(gè)監(jiān)控單元；撥碼器的主要功能為安裝設(shè)備時(shí)，對各個(gè)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行編碼，避免在監(jiān)控時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤定位；USB數(shù)據(jù)傳輸和供電接口，此接口負(fù)責(zé)把監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送的同時(shí)給監(jiān)控設(shè)備提供2. 5-5v的電源。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備，包括數(shù)據(jù)采集單元(A)和中央控制平臺(C)，其特征在于所述監(jiān)控設(shè)備還包括信號傳輸單元(B)和執(zhí)行單元(D)，其中數(shù)據(jù)采集單元(A)負(fù)責(zé)管道數(shù)據(jù)采集，信號傳輸單元(B)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，中央控制平臺(C)負(fù)責(zé)對來自信號傳輸單元(B)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并向?qū)?zhí)行單元(D)發(fā)送信號，執(zhí)行單元(D)接收信號后對管道網(wǎng)的閥門實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
2.如權(quán)利要求I所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集單元(A)包括多個(gè)溫度傳感器，用于采集管道沿線的溫度參數(shù)。
3.如權(quán)利要求I所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備，其特征在于所述信號傳輸單元(B)包括多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸模塊和GPRS模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備，其特征在于所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括傳感器接口、AD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、處理器、撥碼器、設(shè)備運(yùn)行狀況燈、USB數(shù)據(jù)傳輸 和供電接口，其中處理器對本點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后并上傳至GPRS模塊；USB數(shù)據(jù)傳輸和供電接口負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)的傳輸和供電。
5.如權(quán)利要求I所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備，其特征在于執(zhí)行單元(D)包括信號接收處理器和電磁控制閥門，其中信號處理器接收中央處理器的關(guān)閉信號并通過網(wǎng)線把信號反饋到電磁控制閥門，對閥門進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
6.—種用于遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控方法，其特征在于所述方法適用于權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備，包括如下步驟 1)利用溫度傳感器對熱力管網(wǎng)周邊的溫度實(shí)時(shí)采集； 2)將溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸至對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸模塊； 3)所述數(shù)據(jù)在上述數(shù)據(jù)傳輸模塊之間單向傳輸至GPRS模塊； 4)信號通過GPRS模塊發(fā)送至中央控制平臺的服務(wù)器； 5)反饋信號通過中央控制平臺傳送給執(zhí)行單元的信號接收處理器，并通過電磁控制閥門實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備及監(jiān)控方法。所述遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備，包括數(shù)據(jù)采集單元和中央控制平臺，其特征在于所述監(jiān)控設(shè)備還包括信號傳輸單元和執(zhí)行單元，其中數(shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)管道數(shù)據(jù)采集，信號傳輸單元負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，中央控制平臺負(fù)責(zé)對來自信號傳輸單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并向?qū)?zhí)行單元發(fā)送信號，執(zhí)行單元接收信號后對管道網(wǎng)的閥門實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。所述遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控方法，其特征在于所述方法適用于所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測熱力管道網(wǎng)泄漏的監(jiān)控設(shè)備。
文檔編號G05B19/418GK102749898SQ20121020879
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者孫煜, 張海鵬, 趙學(xué)智 申請人:孫煜, 趙學(xué)智