本實用新型涉及一種基于光纖傳感及微光監(jiān)測技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)測系統(tǒng),屬于光纖傳感及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
城市綜合管廊是在地下建造一個隧道空間,可將電力、通訊,燃氣、供熱、給排水等各種工程管線同時容納進來,實施統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和管理,城市綜合管廊系統(tǒng)不僅有利于解決城市交通擁堵問題,還極大方便了電力、通信、燃氣、供排水等市政設(shè)施的維護和檢修,同時,城市綜合管廊對于管線的安全運行還具有一定的防震減災(zāi)作用。
在城市中建設(shè)地下管線綜合管廊的概念,起源于十九世紀的歐洲,首先出現(xiàn)在法國。自從1833的巴黎誕生了世界上第一條地下管線綜合管廊系統(tǒng)后,至今已經(jīng)有近182年的發(fā)展歷程。經(jīng)過百年來的探索、研究、改良和實踐,其技術(shù)水平已完全成熟,并在國外的許多城市得到了極大的發(fā)展,并已成為了國外發(fā)達城市市政建設(shè)管理的現(xiàn)代化象征,也已經(jīng)成為了城市公共管理的一部分。我國管廊規(guī)劃與建設(shè)起步晚、起點低,管廊截面大概在2.4~4.0m,里程也僅為城市一個區(qū),未普及至整個城市。
隨著城市管廊的大規(guī)模建設(shè),其在人民生產(chǎn)生活中發(fā)揮的作用日益巨大,管廊本身的安全問題也越來越受到人們的關(guān)注。自我國改革開放以來,經(jīng)濟得到了快速發(fā)展,綜合國力得到了大幅提升,人民的生活水平得到了極大的改善,隨之而來的是市民對城市環(huán)境的要求也越來越高,這就進一步推動了政府決策層建設(shè)地下綜合管廊的決心和信心。但十多年來,我國在對綜合管廊的研究和實踐方面還處于起步階段,相比國外一百多年的歷程,我國無論是在投資規(guī)模、建設(shè)技術(shù)、資金籌措、管理模式等方面還有很大的差距。
城市綜合管廊內(nèi)部承載了大量的重要管線,一旦有事故發(fā)生,所帶來的損失和影響十分巨大。由于城市綜合管廊距離長、分層多、粉塵多,廊道內(nèi)環(huán)境潮濕、悶熱、易腐蝕,傳統(tǒng)的電子式傳感器難以長期、穩(wěn)定的運行發(fā)揮作用。
目前,國內(nèi)外都有對城市管廊的監(jiān)測技術(shù)進行研究,有基于安卓的公共管廊巡檢管理系統(tǒng)、基于GPRS的城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)、基于BIM的綜合管廊管理系統(tǒng)及方法、綜合管廊巡檢機器人等技術(shù)。這些技術(shù)都屬于事后的被動保護,并且這些技術(shù)都沒有涉及到利用微光采集技術(shù)進行管廊的監(jiān)測,微光采集技術(shù)是在未發(fā)生事故之前的事故潛伏期(如局部放電閃絡(luò))就進行事前的主動預(yù)警技術(shù),在事故潛伏期就給供電部門產(chǎn)生預(yù)警和報警,及時采取補救措施,把事故消滅在萌芽期,避免嚴重事故的發(fā)生。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本實用新型目的是提供一種基于光纖傳感及微光監(jiān)測技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)測系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)管廊的全方位、實時在線監(jiān)控、實時報警,大大提高了城市地下綜合管廊運行管理的快速反應(yīng)和安全防控能力。
為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):
本實用新型的一種基于光纖傳感及微光監(jiān)測技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)測系統(tǒng),包括
主控單元,用于接收采集的光纖振動監(jiān)測數(shù)據(jù)、光纖溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)和電氣微光監(jiān)測數(shù)據(jù);
光纖振動監(jiān)測模塊,與所述主控單元輸入端相連接,用于采集管廊環(huán)境內(nèi)由于外界機械振動或自身振動產(chǎn)生的光纖振動監(jiān)測數(shù)據(jù),并發(fā)送給主控單元;
光纖溫度監(jiān)測模塊,與所述主控單元輸入端相連接,用于采集管廊環(huán)境內(nèi)電氣連接點的光纖溫度監(jiān)測數(shù)據(jù),并發(fā)送給主控單元;
電氣微光監(jiān)測模塊,與所述主控單元輸入端相連接,用于采集微光信號,將采集到的微光信號轉(zhuǎn)換成電信號,并進行信號放大處理得到電氣微光監(jiān)測數(shù)據(jù),最后發(fā)送給主控單元;
后臺監(jiān)控系統(tǒng),與所述主控單元相連接,主控單元將光纖振動監(jiān)測、光纖溫度監(jiān)測和電氣微光監(jiān)測的實時信息上傳至后臺監(jiān)控系統(tǒng),同時后臺監(jiān)控系統(tǒng)也對主控單元進行遙調(diào)、遙控;所述主控單元也與檢修人員的手機或手持終端進行通信;
按鍵操作模塊,與所述主控單元輸入端相連接,用于對主控單元內(nèi)部的定值進行設(shè)置或更改;
液晶顯示模塊及指示燈,均與所述主控單元輸出端相連接,其中,液晶顯示模塊用于顯示測量值和定值;
和系統(tǒng)供電模塊,與所述主控單元相連接。
需要進行說明的是:本實用新型中涉及的主控單元、光纖振動監(jiān)測模塊、光纖溫度監(jiān)測模塊、電氣微光監(jiān)測模塊、后臺監(jiān)控系統(tǒng)、按鍵操作模塊、液晶顯示模塊、指示燈和系統(tǒng)供電模塊均為現(xiàn)有技術(shù),本實用新型的創(chuàng)新點在于各模塊之間的連接關(guān)系,其中主控單元、后臺監(jiān)控系統(tǒng)中涉及的程序均為現(xiàn)有的程序,此處不再贅述。
上述后臺監(jiān)控系統(tǒng)通過光纖、485或GPRS/GSM形式與所述主控單元相連接;檢修人員的手機或手持終端通過GPRS/GSM形式與所述主控單元進行通信。
上述指示燈包括系統(tǒng)運行燈和工作狀態(tài)指示燈。
上述定值為光纖振動監(jiān)測數(shù)據(jù)定值、光纖溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)定值、電氣微光監(jiān)測數(shù)據(jù)定值和動作時間定值;測量值為光纖振動監(jiān)測數(shù)據(jù)值、光纖溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)值和電氣微光監(jiān)測數(shù)據(jù)值。
本實用新型的有益效果如下:
1、微光監(jiān)測技術(shù)可在周圍環(huán)境發(fā)生局部放電時就啟動預(yù)警機制,達到事前主動預(yù)警的目的;
2、本實用新型可實現(xiàn)城市管廊的全方位智能感知、實時監(jiān)測、異常報警,后臺監(jiān)控系統(tǒng)可以對主控單元進行遙調(diào)、遙控;
3、采用本實用新型后如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常,即刻通過多種手段發(fā)出告警信號,危及情況時系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定好的定值進行動作;
4、采用光纖傳感技術(shù),實現(xiàn)早期探測預(yù)警、發(fā)生火災(zāi)時及時報警,報警準確率高;
5、避免內(nèi)部環(huán)境因素對設(shè)備管線的影響及對工作人員的傷害。
附圖說明
圖1為本實用新型的一種基于光纖傳感及微光監(jiān)測技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)測系統(tǒng)原理框圖。
具體實施方式
為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解,下面結(jié)合具體實施方式,進一步闡述本實用新型。
本實用新型提出了基于光纖傳感及微光監(jiān)測技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)控系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)地下綜合管廊專業(yè)管線的全方位、實時在線監(jiān)控、實時報警,大大提高城市地下綜合管廊運行管理的快速反應(yīng)和安全防控能力。
參見圖1,本實用新型的基于光纖傳感及微光監(jiān)測技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)控系統(tǒng)包括以下幾個模塊:
主控單元:主控單元可以完成光纖振動監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、光纖溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、電氣微光監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集,并具有數(shù)據(jù)通信的功能。
光纖振動監(jiān)測模塊:可采集管廊環(huán)境內(nèi)由于外界機械振動或自身振動產(chǎn)生的振動數(shù)據(jù)并傳給主控單元。
光纖溫度監(jiān)測模塊:可采集管廊環(huán)境內(nèi)指定點(如電氣連接點或其他連接點等)的溫度數(shù)據(jù)并傳給主控單元。
電氣微光監(jiān)測模塊:當監(jiān)測范圍內(nèi)發(fā)生局部放電等微弱弧光時,微光監(jiān)測單元可采集到微弱弧光,將采集到的微光信號轉(zhuǎn)換成電信號并進行信號放大處理,傳送給主控單元。
液晶顯示模塊:該系統(tǒng)采用人性化面板設(shè)計,配置全中文液晶顯示器,按級操作各菜單頁面,根據(jù)菜單提示可對系統(tǒng)采集的各種數(shù)據(jù)及各種事件進行監(jiān)視、記錄等操作。
按鍵操作模塊:配有按鍵,操作人員可通過按鍵對裝置及人機界面菜單進行操作。
指示燈:配有裝置運行燈及工作狀態(tài)指示燈,操作人員可直觀地了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)、運行狀態(tài)、通訊的運行狀態(tài)等信息,一目了然。
系統(tǒng)供電模塊:本系統(tǒng)通過接入AC220V提供工作電源。
后臺監(jiān)控系統(tǒng):通過光纖、485或GPRS/GSM形式與主控單元相連接,主控單元將光纖振動監(jiān)測、光纖溫度監(jiān)測和電氣微光監(jiān)測的實時遙測、遙信、故障事件信息上傳至后臺監(jiān)控系統(tǒng),同時后臺監(jiān)控系統(tǒng)也對主控單元進行遙調(diào)、遙控。工作人員可通過后臺監(jiān)控系統(tǒng)直觀地看到目前設(shè)備的運行情況。
檢修人員的手機或手持終端:與主控單元通過GPRS/GSM形式進行相連接,主控單元可以通過GPRS/GSM形式將遙測、遙信、故障事件信息發(fā)送到檢修人員的手機或手持終端上,方便檢修人員及時查看。
本實用新型采用先進的光纖傳感技術(shù)及微光監(jiān)測技術(shù)研發(fā)一種城市管廊在線監(jiān)測系統(tǒng)。通過光纖振動監(jiān)測模塊、光纖溫度監(jiān)測模塊、電氣微光監(jiān)測模塊可實現(xiàn)地下綜合管廊的全方位實時在線監(jiān)控、實時報警,大大提高城市綜合管廊運行管理的快速反應(yīng)和安全防控能力。融合了微光監(jiān)測技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)測系統(tǒng)可在周圍環(huán)境發(fā)生局部放電時就啟動預(yù)警機制,達到事前主動預(yù)警的目的。很好的解決了目前市場上還未出現(xiàn)將光纖傳感技術(shù)和微光監(jiān)測技術(shù)綜合運用到城市管廊實時在線監(jiān)測的行業(yè)中來,為城市管廊在線監(jiān)測提供了一個新的研究方向。
本實用新型的有益效果如下:
微光監(jiān)測技術(shù)可在周圍環(huán)境發(fā)生局部放電時就啟動預(yù)警機制,達到事前主動預(yù)警的目的。該技術(shù)為目前城市管廊在線監(jiān)測的研究提供了新的思路和方法,很好的解決了目前這個技術(shù)領(lǐng)域的難題。采用該技術(shù)后可實現(xiàn)城市管廊的全方位智能感知、實時監(jiān)測、異常報警、自動控制。采用該技術(shù)后如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常,即刻通過多種手段發(fā)出告警信號,危及情況時系統(tǒng)立即動作。采用先進光纖傳感技術(shù)及微光采集技術(shù),可實現(xiàn)早期探測預(yù)警、發(fā)生火災(zāi)時及時報警、報警準確率高。避免內(nèi)部環(huán)境因素對設(shè)備管線的影響及對工作人員的傷害。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本實用新型不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理,在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下,本實用新型還會有各種變化和改進,這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。