一種下水道預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種下水道預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，包括水文監(jiān)測模塊、信息傳遞模塊和中心處理模塊；水文監(jiān)測模塊用于檢測下水道排污管內(nèi)的污水水位和流速信息，并將檢測到的污水水位和流速信息經(jīng)信息傳遞模塊發(fā)送至中心處理模塊，中心處理模塊根據(jù)污水水位和流速信息，對下水道排污管污水進行實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)備份、報警決策和調(diào)度處理。本實用新型主要針對下水道中淤積嚴重、破損等隱患照成的下水道流通不暢問題，適用于市政下水道常用的圓形、方形等多種形狀的下水道，應(yīng)用前景十分廣闊。
【專利說明】一種下水道預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于城市下水道監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種下水道預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]城市中的下水道為一座城市的大動脈,承擔(dān)著城市廢水外排重任。一旦下水道排污不暢，將會對整個城市的交通等方面造成極大地影響，甚至?xí){人們的生命安全。據(jù)統(tǒng)計，在中國百分之六十以上的城市下水道存在嚴重的排污隱患，每到雨季經(jīng)常會出現(xiàn)內(nèi)澇現(xiàn)象。其原因在于:首先，許多城市在最初建設(shè)時，防洪排澇雨水設(shè)施的標準偏低，陳舊老化的已建城市的下水道進行全面的升級改造艱巨而漫長；其次，我國城市快速發(fā)展，大規(guī)模的開發(fā)建設(shè)對地表覆被和自然水文條件的干擾和破壞強度非常大，且具持續(xù)性，污水外排去向受到嚴重限制；最重要的是，應(yīng)對全球的氣候變化和極端降雨條件以及各地氣候的巨大差異，缺乏準確、科學(xué)的預(yù)測、預(yù)警手段和機制。許多城市短期內(nèi)不可能大幅度提高防洪排澇雨水設(shè)施的標準；對標準偏低、陳舊老化的已建城市的下水道進行全面的升級改造是一個長期的過程，也面臨巨大的困難。
[0003]目前，對城市下水道的檢測方法主要是向管道內(nèi)投放檢測機器人，由機器人配置的攝像頭進行檢測，但是該方法在檢測前需要將下水道清理干凈，前后要保證封閉，不能有水流入，并且只能檢查到下水道內(nèi)部構(gòu)造以及是否有破損等性能狀況。因此迫切需要一種完備的預(yù)警監(jiān)測方法和系統(tǒng)，實現(xiàn)城市下水道的科學(xué)管理化。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)Τ鞘邢滤琅盼酃苓M行實時監(jiān)測并及時處理的下水道預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是:一種下水道預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，包括水文監(jiān)測模塊、信息傳遞模塊和中心處理模塊；水文監(jiān)測模塊用于檢測下水道排污管內(nèi)的污水水位和流速信息，并將檢測到的污水水位和流速信息經(jīng)信息傳遞模塊發(fā)送至中心處理模塊，中心處理模塊根據(jù)污水水位和流速信息，對下水道排污管污水進行實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)備份、報警決策和調(diào)度處理。
[0006]其中，所述水文監(jiān)測模塊包括水位檢測器和流速檢測器。
[0007]其中，水位檢測器為固定在排污管內(nèi)壁頂端正中間的超聲波液位傳感器，流速檢測器為對稱的固定在排污管內(nèi)壁底部兩側(cè)的多對壓力傳感器。
[0008]其中，所述信息傳遞模塊包括單片機控制電路和GSM模塊；水位檢測器和流速檢測器的輸出端分別經(jīng)單片機控制電路接GSM模塊的輸入端。
[0009]其中，所述中心處理模塊包括包括接收終端、數(shù)據(jù)備份模塊、實時監(jiān)測模塊、報警決策模塊和調(diào)度處理模塊；所述GSM模塊通過GSM網(wǎng)絡(luò)向接收終端發(fā)送數(shù)據(jù)，接收終端的輸出端分別接數(shù)據(jù)備份模塊、實時監(jiān)測模塊、報警決策模塊的相應(yīng)輸入端，數(shù)據(jù)備份模塊的輸出端接報警決策模塊的另一個輸入端，報警決策模塊的輸出端接調(diào)度處理模塊的輸入端。[0010]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:本實用新型主要針對下水道中淤積嚴重、破損等隱患照成的下水道流通不暢問題，適用于市政下水道常用的圓形、方形等多種形狀的下水道，應(yīng)用前景十分廣闊。本實用新型可實現(xiàn):(I)通過水位、流速的檢測，間接判斷下水道排污狀況，在情況未惡化前，第一時間發(fā)出警報信息，防患于未然；(2)通過物聯(lián)網(wǎng)及時將監(jiān)測信息反饋到中心處理模塊，最短時間內(nèi)調(diào)度維護人員對下水道進行修理；
(3)通過對下水道水位、流速的監(jiān)測，及時掌握下水道流動狀況；(4)備份歷史數(shù)據(jù)，作為參考數(shù)據(jù)，校準參考值，判斷無效監(jiān)測點，指導(dǎo)新建局域網(wǎng)的建設(shè)，實現(xiàn)監(jiān)測的高效性和自我完善，使監(jiān)測隨數(shù)據(jù)的積累變得更加精準。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的系統(tǒng)組成圖；
[0012]圖2是本實用新型的檢測傳感器布設(shè)圖；
[0013]圖3是本實用新型的故障判斷流程圖；
[0014]圖4是本實用新型的自我完善流程圖；
[0015]圖中，1、排污管，2、污水，3、超聲波液位傳感器，4、壓力傳感器。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0017]如圖1所示，本實用新型為一種下水道預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，包括水文監(jiān)測模塊、信息傳遞模塊和中心處理模塊；水文監(jiān)測模塊用于檢測下水道排污管內(nèi)的污水水位和流速信息，并將檢測到的污水水位和流速信息經(jīng)信息傳遞模塊發(fā)送至中心處理模塊，中心處理模塊根據(jù)污水水位和流速信息，對下水道排污管污水進行實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)備份、報警決策和調(diào)度處理。
[0018]上述水文監(jiān)測模塊包括水位檢測器和流速檢測器，如圖2所示，水位檢測器為固定在排污管I內(nèi)壁頂端正中間的超聲波液位傳感器3，流速檢測器為對稱的固定在排污管I內(nèi)壁底部兩側(cè)的多對壓力傳感器4，保證正常檢測時壓力傳感器4位于污水2的水位以下的多個位置。
[0019]上述信息傳遞模塊包括單片機控制電路和GSM模塊；水位檢測器和流速檢測器的輸出端分別經(jīng)單片機控制電路接GSM |吳塊的輸入端。
[0020]上述中心處理模塊包括包括接收終端、數(shù)據(jù)備份模塊、實時監(jiān)測模塊、報警決策模塊和調(diào)度處理模塊；所述GSM模塊通過GSM網(wǎng)絡(luò)向接收終端發(fā)送數(shù)據(jù)，接收終端的輸出端分別接數(shù)據(jù)備份模塊、實時監(jiān)測模塊、報警決策模塊的相應(yīng)輸入端，數(shù)據(jù)備份模塊的輸出端接報警決策模塊的另一個輸入端，報警決策模塊的輸出端接調(diào)度處理模塊的輸入端。
[0021]超聲波液位傳感器適用于非接觸式液位檢測，適用于各種惡劣潮濕不宜測量的環(huán)境，監(jiān)測原理:從換能器發(fā)出一系列超波脈沖，每個脈沖由液面反射產(chǎn)生一個回撥，并采用濾波技術(shù)濾去虛假回波，根據(jù)返回時間經(jīng)溫度補償后轉(zhuǎn)換成距離。
[0022]壓力傳感器的截面小，不影響下水道正常工作，抗腐蝕、防水，利用水體沖擊壓力，穩(wěn)定換算出流體速度。監(jiān)測原理:在所測截面上開小徑孔，將流體的動能轉(zhuǎn)換為該截面的靜壓能，然后利用石英晶體的壓電效應(yīng)特性(壓力傳感頭)，將靜壓能轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)處理后輸出顯不。
[0023]本實用新型可以根據(jù)監(jiān)測排污管內(nèi)的污水水位和流速信息，判斷出發(fā)生問題的管道所在位置。故障判斷流程如圖3所示。
[0024](I)測量出管道正常流通時，不同水位對應(yīng)的流速；
[0025](2)根據(jù)非壓力式管道沉積物與水力變化的相互關(guān)系計算出淤積過于嚴重時的流速，以此作為理論參考流速；
[0026](3)記錄監(jiān)測信息作為歷史參考數(shù)據(jù)；
[0027](4)監(jiān)測設(shè)備測量出水位流速與相應(yīng)水位的理論參考流速及歷史參考數(shù)據(jù)相對t匕，判斷出問題管道所在位置。
[0028]本實用新型可以實現(xiàn)監(jiān)測的自我完善，流程如圖4所示。
[0029](I)利用壓力傳感器檢測出不同水位對應(yīng)的流速；
[0030](2)經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)將檢測流速信息反饋到中心處理模塊；
[0031](3)數(shù)據(jù)備份模塊記錄下監(jiān)測點位置以及該位置所監(jiān)測的信息，并在實時監(jiān)測模塊上進行顯示；
[0032](4)報警決策模塊將接收到的實時監(jiān)測信息與數(shù)據(jù)備份模塊中存儲的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，對理論參考值進行校準，同時，結(jié)合其它點監(jiān)測信息繪制出水力曲線，使監(jiān)測更加精確；
[0033](5)報警決策模塊找出發(fā)生故障的管道位置，向調(diào)度處理模塊發(fā)送需要處理的信息，同時根據(jù)監(jiān)測信息判斷出無效的監(jiān)測點，指導(dǎo)其它城市監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建立。
【權(quán)利要求】
1.一種下水道預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括水文監(jiān)測模塊、信息傳遞模塊和中心處理模塊；水文監(jiān)測模塊用于檢測下水道排污管內(nèi)的污水水位和流速信息，并將檢測到的污水水位和流速信息經(jīng)信息傳遞模塊發(fā)送至中心處理模塊，中心處理模塊根據(jù)污水水位和流速信息，對下水道排污管污水進行實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)備份、報警決策和調(diào)度處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種下水道預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述水文監(jiān)測模塊包括水位檢測器和流速檢測器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種下水道預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述水位檢測器為固定在排污管內(nèi)壁頂端正中間的超聲波液位傳感器，流速檢測器為對稱的固定在排污管內(nèi)壁底部兩側(cè)的多對壓力傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種下水道預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述信息傳遞模塊包括單片機控制電路和GSM模塊；水位檢測器和流速檢測器的輸出端分別經(jīng)單片機控制電路接GSM模塊的輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種下水道預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述中心處理模塊包括包括接收終端、數(shù)據(jù)備份模塊、實時監(jiān)測模塊、報警決策模塊和調(diào)度處理模塊；所述GSM模塊通過GSM網(wǎng)絡(luò)向接收終端發(fā)送數(shù)據(jù)，接收終端的輸出端分別接數(shù)據(jù)備份模塊、實時監(jiān)測模塊、報警決策模塊的相應(yīng)輸入端，數(shù)據(jù)備份模塊的輸出端接報警決策模塊的另一個輸入端，報警決策模塊的輸出端接調(diào)度處理模塊的輸入端。
【文檔編號】G01F23/296GK203432650SQ201320396198
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】張冬, 張洪瑜, 程遠, 趙萬超, 何崇凱, 蔣亞坤, 張帥, 田莉莉, 張姍, 鐘曉琎 申請人:張冬, 張洪瑜, 程遠, 趙萬超, 何崇凱, 蔣亞坤, 張帥, 田莉莉, 張姍, 鐘曉琎