專利名稱：一種遠程監(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，但是排查泄漏地點必將耗費巨大人力和物力，對社會及供暖企業(yè)造成很大經(jīng)濟甚至是人員損失。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，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。此時雖然發(fā)現(xiàn)管道發(fā)生泄漏，但由于管道泄漏準確地點無法確定，只能采取人工方式進行整個管網(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泄漏范圍達到泄漏探測設(shè)備的有效范圍時才能檢測出泄漏地點?，F(xiàn)行的泄漏檢測設(shè)備受限于靈敏度和機動性原因，對于泄漏檢測只能被動的進行點對點檢測，無法進行隨時和熱力管網(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，實現(xiàn)了點對點的實時泄漏監(jiān)控，并對局部泄漏點采取應(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，隨時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)控人員可以隨時地準確判斷管道是否發(fā)生泄漏。在發(fā)現(xiàn)泄漏之后，操作人員可在平臺內(nèi)進行操作，對泄漏點的暖氣閥門進行遠程關(guān)閉。本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下一種遠程監(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)負責(zé)管道數(shù)據(jù)采集，信號傳輸單元(B)負責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，中央控制平臺(C)負責(zé)對來自信號傳輸單元(B)的數(shù)據(jù)進行處理，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)的閥門實現(xiàn)遠程控制。所述數(shù)據(jù)采集單元(A)包括多個溫度傳感器，用于采集管道沿線的溫度參數(shù)。所述的遠程監(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)備運行狀況燈、USB數(shù)據(jù)傳輸和供電接口，其中處理器對本點的數(shù)據(jù)進行處理后并上傳至GPRS模塊；USB數(shù)據(jù)傳輸和供電接口負責(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，對閥門進行遠程控制。
一種用于遠程監(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)周邊的溫度實時采集；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現(xiàn)遠程控制。


圖I是本發(fā)明的遠程監(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)明進行進一步的詳細的說明。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，各個點的數(shù)據(jù)匯集到B部分的F點，再通過F點把數(shù)據(jù)發(fā)送到中央控制平臺C，在中央控制平臺C進行數(shù)據(jù)的處理。發(fā)現(xiàn)漏點之后，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現(xiàn)遠程控制。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個分成一組，負責(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個一組是為了減少發(fā)送點的個數(shù)，降低設(shè)備的成本；(2)信號管理器負責(zé)對接收到的信號進行數(shù)字化處理，同時給數(shù)據(jù)打時間點標記，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，可以沒有延時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)的及時性和同步性；(5)中央控制平臺此模塊由服務(wù)器和計算機組成，服務(wù)器用于接收數(shù)據(jù)，計算機負責(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)進行分析，當所接收到的信號為報警信號時，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)，且當閥門通電時關(guān)閉，斷電時打開。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發(fā)到服務(wù)器的數(shù)字數(shù)據(jù)；(2)數(shù)據(jù)處理模塊該模塊對采集的數(shù)據(jù)進行溫度差值分析，并對以前的溫度差值分析數(shù)據(jù)進行對比，同時對單點采集的數(shù)據(jù)與軟件中設(shè)置的固定值作對比分析；(3)報警模塊當數(shù)據(jù)處理模塊判斷為報警時，在液晶顯示屏面上會顯示報警信息，報警信息包括具體的漏水點位置，漏水量等相關(guān)信息。(4)執(zhí)行單元當報警模塊發(fā)出報警的同時，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并行插針式接口，其設(shè)計主要是為了使設(shè)備具有通用性和擴展性；AD模塊主要負責(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的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理，并負責(zé)將其他功能點的數(shù)據(jù)單向傳輸至下一個監(jiān)控單元；撥碼器的主要功能為安裝設(shè)備時，對各個監(jiān)控設(shè)備進行編碼，避免在監(jiān)控時產(chǎn)生錯誤定位；USB數(shù)據(jù)傳輸和供電接口，此接口負責(zé)把監(jiān)控數(shù)據(jù)進行發(fā)送的同時給監(jiān)控設(shè)備提供2. 5-5v的電源。
權(quán)利要求
1.一種遠程監(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)負責(zé)管道數(shù)據(jù)采集，信號傳輸單元(B)負責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，中央控制平臺(C)負責(zé)對來自信號傳輸單元(B)的數(shù)據(jù)進行處理，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)的閥門實現(xiàn)遠程控制。
2.如權(quán)利要求I所述的遠程監(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)包括多個數(shù)據(jù)傳輸模塊和GPRS模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的遠程監(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)備運行狀況燈、USB數(shù)據(jù)傳輸 和供電接口，其中處理器對本點的數(shù)據(jù)進行處理后并上傳至GPRS模塊；USB數(shù)據(jù)傳輸和供電接口負責(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，對閥門進行遠程控制。
6.—種用于遠程監(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中任意一項所述的遠程監(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)周邊的溫度實時采集； 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現(xiàn)遠程控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種遠程監(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)采集單元負責(zé)管道數(shù)據(jù)采集，信號傳輸單元負責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，中央控制平臺負責(zé)對來自信號傳輸單元的數(shù)據(jù)進行處理，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)的閥門實現(xiàn)遠程控制。所述遠程監(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