一種監(jiān)測和定位直埋熱力管道泄漏點的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及監(jiān)測和定位裝置，尤其涉及一種自動分布式監(jiān)測和定位直埋熱力管道泄漏點的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人民生活水平的提高，暖氣等熱力設(shè)施已成為過冬的必備，而管道輸送已成為一種方便經(jīng)濟的熱力運輸方式。但是由于管道設(shè)備老化和人為破壞經(jīng)常會造成熱力管道泄漏，嚴(yán)重地影響采暖供熱。因此，對管道進行泄漏監(jiān)測與定位是非常必要的。
[0003]目前對于熱力管道相應(yīng)的研究還比較少，當(dāng)管道發(fā)生泄漏時，多利用人員到管道沿線利用紅外探測技術(shù)、人工觀察等方式尋找泄漏點。出現(xiàn)的利用溫度傳感器監(jiān)測熱力管道也多是點式探測，需要多個探測器，探測距離不準(zhǔn)確，成本高，維護困難。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種可以監(jiān)測管道是否發(fā)生泄漏，當(dāng)管道發(fā)生泄漏時，可以快速、準(zhǔn)確地確定管道泄漏點位置，并且可以判斷泄漏點在管道橫截面的大致方位的裝置
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為:一種監(jiān)測和定位直埋熱力管道泄漏點的裝置，熱力管道外設(shè)有絕熱層，該裝置設(shè)有計算機，所述的計算機通過光纖傳感模塊連接傳感光纖，所述的傳感光纖沿所述熱力管道與絕熱層之間延伸。
[0006]所述的傳感光纖設(shè)有至少三根，且等間距設(shè)置在熱力管道與絕熱層之間。
[0007]所述的絕熱層設(shè)有與光纖傳感模塊連接的第一傳感光纖，所述的第一傳感光纖沿絕熱層設(shè)置，且與絕熱層具有間距。
[0008]沿所述熱力管道與絕熱層之間延伸的傳感光纖設(shè)有三根，分別為第二傳感光纖第三傳感光纖和第四傳感光纖，三根所述的傳感光纖截面呈倒置的正三角形設(shè)置在熱力管道與絕熱層之間。
[0009]所述絕熱層每間隔一段距離設(shè)有一個排泄點，所述的排泄點位于絕熱層的下表面或斜上方。
[0010]所述的第一傳感光纖位于絕熱層正上方，且與絕熱層間距為8-12cm。
[0011]本實用新型監(jiān)測和定位泄漏點的裝置可以自動地分布式監(jiān)測直埋熱力管道是否發(fā)生泄漏，并且可以判斷泄漏點在管道橫截面的大致方位，當(dāng)管道發(fā)生泄漏時，本裝置可以對泄漏點準(zhǔn)確定位并及時發(fā)出警報和泄漏點定位報告。且泄漏點定位速度快、精度高，發(fā)生管道泄漏后，在數(shù)分鐘內(nèi)便可定位故障點，縮短熱力管道修復(fù)時間。而且，本裝置可以同時定位多個泄漏點，實現(xiàn)對直埋熱力管道分布式監(jiān)測與定位。
【附圖說明】
[0012]下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0013]圖1為本裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本裝置熱力管道布設(shè)光纖和絕熱層后橫截面的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖3為本裝置控制方法流程圖；
[0016]上述圖中的標(biāo)記均為:1、計算機；2、光纖傳感模塊；3、第一傳感光纖；4、第二傳感光纖；5、第三傳感光纖；6、第四傳感光纖；7、熱力管道；8、絕熱層。
【具體實施方式】
[0017]監(jiān)測和定位直埋熱力管道7泄漏點的裝置包括計算機1、光纖傳感模塊2和傳感光纖，其中計算機I和傳感光纖是外圍設(shè)備，光纖傳感模塊2封閉在一個箱體內(nèi)。
[0018]計算機I，采用工業(yè)級計算機I，通過通信接口控制光纖傳感模塊2工作，并讀取光纖傳感模塊2輸出的數(shù)據(jù)進行存儲和分析，得出工作報告并展示；光纖傳感模塊2，采用基于拉曼后向散射的分布式光纖溫度傳感模塊，對熱力管道7沿線的溫度信息進行分布式測量。傳感光纖，采用康寧公司的SM-28e+普通單模光纖，用于測量熱力管道7沿線的分布式溫度信息。
[0019]計算機I連接光纖傳感模塊2輸入端傳遞工作指令，并且可以周期性發(fā)出工作指令，實現(xiàn)該裝置自動地監(jiān)測和定位工作，光纖傳感模塊2的輸出端通過通訊接口連接計算機1，將采集后的數(shù)據(jù)傳輸給計算機I。監(jiān)測和定位裝置在工作開始時，光纖傳感模塊2向傳感光纖發(fā)射脈沖光信號，并接收熱力管道7沿線光纖的分布式拉曼后向散射光信號，對接收到的光信號進行降噪，分光處理得到斯托克斯光和反斯托克斯光，經(jīng)放大后采集，傳輸給計算機I存儲和分析，利用基于拉曼散射的光時域反射技術(shù)得出熱力管道7沿線的溫度分布信息。
[0020]如圖1所示，熱力管道7外設(shè)有絕熱層8，沿著熱力管道7與絕熱層8之間設(shè)有傳感光纖，為了能夠精準(zhǔn)的定位泄漏位置，優(yōu)選設(shè)置至少三根傳感光纖，傳感光纖三根等間距設(shè)置在熱力管道7與絕熱層8之間。然而針對管徑較大的熱力管道7，可以設(shè)置大于三根的傳感光纖，提高定位的精準(zhǔn)性。此外還可以在熱力管道7外表面沿線敷設(shè)第一傳感光纖3，用于測量環(huán)境溫度，辨別是否發(fā)生絕熱層8泄漏。第一傳感光纖3需要與絕熱層8具有一定的間距，間距為8-12cm，優(yōu)選為10cm，位置位于絕熱層8正上方，因為第一傳感光纖3既需要能夠測量出熱力管道7的環(huán)境溫度，也需要提高精準(zhǔn)性，因此過大或者過小的間距等可能對測量參數(shù)造成影響，因此控制在1cm左右為效果最佳的距離，正上方的位置能夠更好的獲得外部的溫度狀況，因為大多數(shù)具有干擾性的熱源來自于地表。
[0021]優(yōu)選方案:針對大多數(shù)熱力管道7，設(shè)置三根傳感光纖即可，既可以很好的控制成本，也能夠精準(zhǔn)的獲得泄漏點位置，分別為第二傳感光纖4、第三傳感光纖5和第四傳感光纖6，如圖2所示，三根傳感光纖截面呈倒置的正三角形設(shè)置在熱力管道7與絕熱層8之間，因為泄漏的熱水一般會留在熱力管道7與絕熱層8間隙的底部，倒置的結(jié)構(gòu)能夠使每根傳感光纖盡可能準(zhǔn)確的測量泄漏的溫度參數(shù)。
[0022]絕熱層8每隔一段距離開一個小口，作為排泄點，排泄點位于絕熱層8的下表面或斜上方，優(yōu)選位于與水平線成60°的斜上方，防止熱力管道7泄漏時壓力過大破壞絕熱層8，同時也不能對第一傳感光纖3造成影響。
[0023]如圖3所示，定位工作開始時，計算機I發(fā)出工作指令，光纖傳感模塊2向第一傳感光纖3、第二傳感光纖4、第三傳感光纖5和第四傳感光纖6發(fā)射一脈沖光信號，并接收熱力管道7沿線的光纖中回傳的分布式拉曼散射光信號，然后進行降噪、分光，得到斯托克斯光和反斯托克斯光，經(jīng)放大后采集，傳輸給計算機I存儲和分析，利用基于拉曼散射的光時域反射技術(shù)得出熱力管道7沿線的溫度分布信息。
[0024]當(dāng)直埋熱力管道7發(fā)生泄漏時，泄漏點周圍溫度升高，遠高于未泄漏點的溫度。根據(jù)熱力管道7所處環(huán)境設(shè)定一個合適的閾值溫度，經(jīng)過計算機I的分析，是否存在泄漏點，若存在，則發(fā)出警報并給出管道泄漏點的定位報告。
[0025]如圖3所示，一種基于拉曼散射光時域反射技術(shù)的監(jiān)測和定位直埋熱力管道7泄漏點的裝置，其工作流程為:
[0026]計算機I發(fā)出工作指令，光纖傳感模塊2開始工作；
[0027]光纖傳感模塊2發(fā)射一激光脈沖進入第一傳感光纖3、第二傳感光纖4、第三傳感光纖5和第四傳感光纖6，接收熱力管道7沿線的光纖中回傳的拉曼散射光信號，然后進行降噪、分光，得到斯托克斯光和反斯托克斯光，經(jīng)放大后采集，傳輸給計算機I ;
[0028]計算機I對采集到的熱力管道7沿線數(shù)字信號進行分析，利用基于拉曼散射的光時域反射技術(shù)原理得出熱力管道7沿線各點的溫度分布；
[0029]根據(jù)熱力管道7所處環(huán)境設(shè)定一個合適的閾值溫度，判斷是否有傳感光纖探測到的溫度超過該閾值溫度，若沒有，則繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，進行下一輪判斷；
[0030]如果有傳感光纖探測到的溫度超過閾值溫度，則判斷傳感光纖探測到的溫度是否超過閾值溫度，若否，則定位該點，并且將第二傳感光纖4、第三傳感光纖5和第四傳感光纖6探測的溫度排序，在管道橫截面上，泄漏點位于溫度前兩名的光纖之間，且標(biāo)識絕熱層8沒有泄漏，計算機I給出泄漏點定位報告；
[0031]如果第一傳感光纖3探測到的溫度超過閾值溫度，則判斷第二傳感光纖4、第三傳感光纖5和第四傳感光纖6探測的溫度是否有超過閾值溫度的。若沒有，則繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，進行下一輪分析。若有，則定位該點，并且將第二傳感光纖4、第三傳感光纖5和第四傳感光纖6探測的溫度排序，在管道橫截面上，泄漏點位于溫度前兩名的光纖之間，且標(biāo)識絕熱層8泄漏，計算機I給出泄漏點定位報告。
[0032]上面結(jié)合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種監(jiān)測和定位直埋熱力管道泄漏點的裝置，熱力管道外設(shè)有絕熱層，其特征在于:該裝置設(shè)有計算機，所述的計算機通過光纖傳感模塊連接傳感光纖，所述的傳感光纖沿所述熱力管道與絕熱層之間延伸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測和定位直埋熱力管道泄漏點的裝置，其特征在于:所述的傳感光纖設(shè)有至少三根，且等間距設(shè)置在熱力管道與絕熱層之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)測和定位直埋熱力管道泄漏點的裝置，其特征在于:所述的絕熱層設(shè)有與光纖傳感模塊連接的第一傳感光纖，所述的第一傳感光纖沿絕熱層設(shè)置，且與絕熱層具有間距。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的監(jiān)測和定位直埋熱力管道泄漏點的裝置，其特征在于:沿所述熱力管道與絕熱層之間延伸的傳感光纖設(shè)有三根，分別為第二傳感光纖第三傳感光纖和第四傳感光纖，三根所述的傳感光纖截面呈倒置的正三角形設(shè)置在熱力管道與絕熱層之間。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)測和定位直埋熱力管道泄漏點的裝置，其特征在于:所述絕熱層每間隔一段距離設(shè)有一個排泄點，所述的排泄點位于絕熱層的下表面或斜上方。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測和定位直埋熱力管道泄漏點的裝置，其特征在于:所述的第一傳感光纖位于絕熱層正上方，且與絕熱層間距為8-12cm。
【專利摘要】本實用新型揭示了一種監(jiān)測和定位直埋熱力管道泄漏點的裝置，熱力管道外設(shè)有絕熱層，該裝置設(shè)有計算機，所述的計算機通過光纖傳感模塊連接傳感光纖，所述的傳感光纖沿所述熱力管道與絕熱層之間延伸。本實用新型監(jiān)測和定位泄漏點的裝置可以自動地分布式監(jiān)測直埋熱力管道是否發(fā)生泄漏，并且可以判斷泄漏點在管道橫截面的大致方位，當(dāng)管道發(fā)生泄漏時，本裝置可以對泄漏點準(zhǔn)確定位并及時發(fā)出警報和泄漏點定位報告。且泄漏點定位速度快、精度高，發(fā)生管道泄漏后，在數(shù)分鐘內(nèi)便可定位故障點，縮短熱力管道修復(fù)時間。而且，本裝置可以同時定位多個泄漏點，實現(xiàn)對直埋熱力管道分布式監(jiān)測與定位。
【IPC分類】F17D5/06
【公開號】CN205118673
【申請?zhí)枴緾N201520837409
【發(fā)明人】劉沖沖, 鄒翔, 周正仙, 屈軍, 鄭賢鋒, 崔執(zhí)鳳
【申請人】安徽師范大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年10月26日