一種保溫管泄漏報警系統技術方案

本實用新型專利技術提供了一種保溫管泄露報警系統，主要應用于城市供熱管網中保溫管的泄露監測及報警。所述一種保溫管泄露報警系統包括：遠程監控系統、上位機、手持PAD模塊、激光模塊、單片機控制模塊、報警模塊、波分復用模塊、光電雪崩二極管模塊、信號放大模塊、信號處理模塊、傳感光纜。本實用新型專利技術解決了傳統的保溫管泄露測量方法的局限性，實時在線監測泄露故障，準確指示故障位置并自動報警，以便通知檢修人員迅速處理漏水的管段，保證熱網安全運行。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種用于監測城市供熱管網中保溫管泄露的系統，它采用光纖傳感網絡實時在線監測供熱管網中保溫管的溫度信息變化，從而實現對保溫管泄露的監測與報警，屬于光纖傳感領域。
技術介紹
隨著我國經濟的發展，城鎮供熱管網系統變得越發的龐大和復雜，特別是主管網的保溫管內的水溫和水壓很高，一旦發生事故便會對國民經濟造成巨大損失。城鎮供熱管網中的保溫管大部分是直埋式的，而直埋式保溫管出現問題，幾乎都是由管壁裂縫滲漏引起的。如何通過實時數據對供熱管網的泄露情況等進行科學分析是城鎮供熱管網系統中迫切需要解決的問題。滲漏是一個緩慢變化的過程，在工程結構中需要采用有效的手段監測滲流進而確定滲流發生的位置，以期做到及時的發現問題、解決問題，做到防患于未然。傳統的光柵測溫、感溫電纜、熱電阻等測量泄露的方法只能對供熱管網中的某些局部位置進行檢測，從而確定是否出現泄漏，無法為安全、經濟運行、高效檢修提供科學依據。而利用光纖測溫能實現整個管網的連續測量，同時配以高速信號采集設備、信號分析設備、報警設備、通信設備實現實時在線監測，從而有效地避免了保溫管泄露帶來的安全問題和經濟損失。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種保溫管泄露報警系統，該系統能夠連續測量整個供熱管網中保溫管的溫度和位置信息，并實現在線監測。當供熱管網中的保溫管出現泄漏時，傳感光纜的溫度急劇上升，并能夠將故障點的位置信息、溫度信息、報警信息等傳送到監控人員的顯示器和維修人員的PAD設備上，以便快速定位故障地點，完成維修，避免損失。由于測量采用光纖測溫技術，本技術可以連續的獲得沿探測光纖30公里以內的保溫管溫度信息，且具有很強的抗電磁干擾性、電絕緣性，在高電磁環境和振動環境中可以正常的工作，同時測溫傳感光纜具有耐腐蝕、耐高溫、耐潮濕、耐擠壓及壽命長的特性，使用時間超過30年。本技術的原理是使用所述傳感光纜作為溫度測量以及信號傳輸的載體，所述激光模塊向所述傳感光纜中發射光脈沖，入射光子與介質分子在光纖纖芯介質材料密度的成分起伏和微觀變化等因素的影響下，二者相互作用，入射光中光子與分子由于介質的非線性效應而發生非線性碰撞。光子與分子之間在非彈性過程中發生能量交換，光子不僅改變了運動的方向，同時光子的部分能量傳遞給分子，或者分子振動和轉動的部分能量傳遞給光子，從而改變了光子的頻率，這就是拉曼散射。這部分散射光中，選取拉曼散射光作為監測對象進行分析。拉曼散射光包含斯托克斯光和反斯托克斯光兩種，其中斯托克斯光與溫度無關，而反斯托克斯光隨溫度變化而變化，使用兩種光波之比和溫度的定量關系，即可求得溫度。通過對散射光的快速采集，使用光時域反射原理（OTDR）計算出對應的位置，得到光纖上每個點的溫度信息，即可完成被測保溫管的溫度監測。本技術的技術方案是：一種保溫管泄露報警系統，如圖1所示，包括遠程監控系統、上位機、手持PAD模塊、激光模塊、單片機控制模塊、報警模塊、波分復用模塊、兩個光電二極管模塊、兩個信號放大模塊、信號處理模塊、傳感光纜。進一步地，所述傳感光纜置于被測保溫管的表面，以便當保溫管泄漏時，光纜可以快速地測量；所述波分復用模塊接收所述激光模塊的光信號，并將光信號傳輸到所述傳感光纜中，同時接收所述傳感光纜中散射的光信號，并將散射的光信號分別傳輸到所述的兩個光電雪崩二極管模塊；所述兩個光電雪崩二極管模塊分別將電信號傳輸到兩個信號放大模塊；所述信號處理模塊接收兩個所述信號放大模塊輸出的電信號，并將處理后的電信號傳輸到所述單片機控制模塊；所述單片機控制模塊控制所述激光模塊，并將報警信號傳輸到所述報警模塊，同時與所述上位機進行雙向通信；所述上位機分別與所述遠程監控系統、手持PAD模塊進行雙向通信，目的在于將整個供熱管網的情況實時發送給監視人員和維修人員。本技術的有益效果是：抗電磁干擾能力強、高空間分辨率、高溫度分辨率、數據測量速度快、故障定位精準、測量距離長、抗惡劣環境、實時在線監測。有效地實現城鎮供熱管網全線的實時泄露在線監測，及時發現和定位泄露故障點，并輸出報警信息，在滿足實時精準監控的同時，提高了系統穩定性，減少了維修故障的時間成本和資金成本。附圖說明為了更清楚地說明本技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。圖1為本技術的結構圖。具體實施方式下面結合附圖對本技術的具體實施方式做進一步說明。如圖1所述，本技術包括遠程監控系統、上位機、手持PAD模塊、激光模塊、單片機控制模塊、報警模塊、波分復用模塊、兩個光電二極管模塊、兩個信號放大模塊、信號處理模塊、傳感光纜。優選的，所述上位機分別與所述遠程監控系統、手持PAD模塊、單片機控制模塊相連接，所述單片機控制模塊分別與所述報警模塊、激光模塊、信號處理模塊相連接，所述波分復用模塊分別與所述激光模塊、兩個光電雪崩二極管模塊、傳感光纜相連接，所述信號處理模塊通過兩個所述信號放大模塊分別連接到兩個光電雪崩二極管模塊，所述傳感光纜置于被測保溫管的表面。進一步地，所述傳感光纜置于被測保溫管的表面，以便當保溫管泄漏時，光纜可以快速地測量；所述波分復用模塊接收所述激光模塊的光信號，并將光信號傳輸到所述傳感光纜中，同時接收所述傳感光纜中散射的光信號，并將散射的光信號分別傳輸到所述的兩個光電雪崩二極管模塊；所述兩個光電雪崩二極管模塊分別將電信號傳輸到兩個信號放大模塊；所述信號處理模塊接收兩個所述信號放大模塊輸出的電信號，并將處理后的電信號傳輸到所述單片機控制模塊；所述單片機控制模塊控制所述激光模塊，并將報警信號傳輸到所述報警模塊，同時與所述上位機進行雙向通信；所述上位機分別與所述遠程監控系統、手持PAD模塊進行雙向通信，目的在于將整個供熱管網的情況實時發送給監視人員和維修人員。進一步地，所述遠程監控系統包括液晶顯示器、保溫管泄露監控軟件、GPRS模塊、以太網模塊；所述上位機包括以太網模塊、GPRS模塊、RS232模塊、USB模塊、ATOM型號的CPU；所述手持PAD模塊包括ARM單片機、GPS模塊、LCD液晶屏、矩陣按鍵、天線；所述單片機控制模塊包括STM32單片機、RS232模塊、調制信號模塊、時鐘同步模塊；所述信號處理模塊包括時鐘同步模塊、AD轉換模塊、DSP處理器；所述波分復用模塊采用1X3波分復用器；所述傳感光纜為50/125μm多模光纖，采用的W型剖面設計，并在階躍折射率芯周圍引入低折射率內包層，外層采用螺旋不銹鋼護套，接頭采用E2000/APC。以上實施方式對本技術進行了詳細說明，但所述內容僅為本技術的較佳實施例，不能被認為用于限定本技術的實施范圍。凡依本技術申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本技術的專利涵蓋范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種保溫管泄漏報警系統，其特征在于：包括遠程監控系統、上位機、手持PAD模塊、激光模塊、單片機控制模塊、報警模塊、波分復用模塊、兩個光電二極管模塊、兩個信號放大模塊、信號處理模塊、傳感光纜；所述上位機分別與所述遠程監控系統、手持PAD模塊、單片機控制模塊相連接，所述單片機控制模塊分別與所述報警模塊、激光模塊、信號處理模塊相連接，所述波分復用模塊分別與所述激光模塊、兩個光電雪崩二極管模塊、傳感光纜相連接，所述信號處理模塊通過兩個所述信號放大模塊分別連接到兩個光電雪崩二極管模塊，所述傳感光纜置于被測保溫管的表面；所述傳感光纜置于被測保溫管的表面，以便當保溫管泄漏時，光纜可以快速地測量；所述波分復用模塊接收所述激光模塊的光信號，并將光信號傳輸到所述傳感光纜中，同時接收所述傳感光纜中散射的光信號，并將散射的光信號分別傳輸到所述的兩個光電雪崩二極管模塊；所述兩個光電雪崩二極管模塊分別將電信號傳輸到兩個信號放大模塊；所述信號處理模塊接收兩個所述信號放大模塊輸出的電信號，并將處理后的電信號傳輸到所述單片機控制模塊；所述單片機控制模塊控制所述激光模塊，并將報警信號傳輸到所述報警模塊，同時與所述上位機進行雙向通信；所述上位機分別與所述遠程監控系統、手持PAD模塊進行雙向通信。...

【技術特征摘要】
1.一種保溫管泄漏報警系統，其特征在于：包括遠程監控系統、上位機、手持PAD模塊、激光模塊、單片機控制模塊、報警模塊、波分復用模塊、兩個光電二極管模塊、兩個信號放大模塊、信號處理模塊、傳感光纜；
所述上位機分別與所述遠程監控系統、手持PAD模塊、單片機控制模塊相連接，所述單片機控制模塊分別與所述報警模塊、激光模塊、信號處理模塊相連接，所述波分復用模塊分別與所述激光模塊、兩個光電雪崩二極管模塊、傳感光纜相連接，所述信號處理模塊通過兩個所述信號放大模塊分別連接到兩個光電雪崩二極管模塊，所述傳感光纜置于被測保溫管的表面；
所述傳感光纜置于被測保溫管的表面，以便當保溫管泄漏時，光纜可以快速地測量；所述波分復用模塊接收所述激光模塊的光信號，并將光信號傳輸到所述傳感光纜中，同時接收所述傳感光纜中散射的光信號，并將散射的光信號分別傳輸到所述的兩個光電雪崩二極管模塊；所述兩個光電雪崩二極管模塊分別將電信號傳輸到兩個信號放大模塊；所述信號處理模塊接收兩個所述信號放大模塊輸出的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：盛玉麗，蘇長磊，陳海峰，
申請(專利權)人：天津市州易機電科技有限公司，
類型：新型
國別省市：天津;12