CN103344351A - 数字化供热管道监控*** - Google Patents

数字化供热管道监控*** Download PDF

Info

Publication number
CN103344351A
CN103344351A CN2013102367063A CN201310236706A CN103344351A CN 103344351 A CN103344351 A CN 103344351A CN 2013102367063 A CN2013102367063 A CN 2013102367063A CN 201310236706 A CN201310236706 A CN 201310236706A CN 103344351 A CN103344351 A CN 103344351A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
sensor
signal
supervisory system
probe node
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013102367063A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103344351B (zh
Inventor
高先和
胡学友
段惠敏
李翠花
谭敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei University
Hefei College
Original Assignee
Hefei College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei College filed Critical Hefei College
Priority to CN201310236706.3A priority Critical patent/CN103344351B/zh
Publication of CN103344351A publication Critical patent/CN103344351A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103344351B publication Critical patent/CN103344351B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

一种数字化供热管道监控***，包括工业控制上位机和多个探测节点。每个探测节点包括多个温度传感器和单片机下位机，其中所述工业控制上位机和每个探测节点均含有一套无线收发电路；其中每个温度传感器用于检测供热管道的温度，并将检测到的温度信号发送给单片机下位机；所述单片机下位机对接收到的温度信号进行预处理，然后将温度数据通过所述无线收发电路发送给所述工业控制上位机；所述工业控制上位机实时接收每个探测节点发来的温度数据，并显示在屏幕的管网图上，同时记录保存每个传感器的温度值和变化值，并且生成探测节点内温度分布图，以及各温度传感器温度变化对比图，从而能够快速、高效地判定出故障点。

Description

数字化供热管道监控***
技术领域
本发明涉及一种管道监控***，特别是涉及一种利用计算机技术实现的数字化供热管道监控***。
背景技术
管道建设一般深埋地下属于隐蔽工程，又由于承接工程项目的单位分布在各地，工程实施人员流动性较高，人员素质、水平的差异，管道故障难以避免。管道运行中一旦出现故障，又因难以确定故障点，因此耗费的人力、物力成本也将非常可观。
长输热汽管道运行过程中通常受到来自内、外两个环境的影响，造成管道破损，使得热能损耗。内管破裂主要由输送高温、高压热汽，及管道内应力等联合作用形成；外管腐蚀通常因涂层破坏、失效，以及地下水的酸、碱而产生。近年来随着节能降耗、低碳环保的社会主流要求，集中供气以及管道热气从供暖转向企业生产用气，目前，蒸汽管网气体温度已达到了350℃,压力1.3Mpa，因此内管的焊接处故障频发。
近年来，随着计算机技术的广泛应用和普及，国内外检测技术都得到了迅猛发展，单层管道检测技术逐渐形成管道内、外壁检测技术（涂层检测、智能检测）两个分支。通常情况下涂层破损、失效处下方的管道同样受到腐蚀，单层管道外检测技术的目的是检测涂层及阴极保护有效性的基础上，通过挖坑检测，达到检测管体腐蚀缺陷的目的，对于目前大多数布局内的管道检测是十分有效的。管道内检测技术主要用于发现管道内外腐蚀、局部变形以及焊缝裂纹等缺陷，也可间接判断涂层的完好性。
目前国内外长输气管道腐蚀控制主要发展方向是在外防腐方面，因而管道检测也重点针对因外腐蚀造成的涂层缺陷及外管道缺陷。而双层热气管（参见图1）内管道检测目前没有什么好的办法。
目前双层内管检测的常用方法主要是通过50米一单元处安装出气口，一旦内管破裂高温蒸汽通过钢护管从出气口喷出，因此可确定故障在50米单元内，通过群众举报或专职人员巡查发现故障单元，再组织人员挖坑检查，一般要开挖三、四处才能找到故障点，而对于挖开和填埋每米工程造价过万元，同时还需要经过多个部门的批准，可谓劳民伤财，耽误的时间，造成的热能流失损耗也相当可观。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数字化供热管道监控***。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种数字化供热管道监控***，包括工业控制上位机和多个探测节点，其特征是：每个探测节点包括多个温度传感器和单片机下位机，其中所述工业控制上位机和每个探测节点均含有一套无线收发电路；其中每个温度传感器用于检测供热管道的温度，并将检测到的温度信号发送给单片机下位机；所述单片机下位机接收来自各个所述温度传感器的温度信号，然后对接收到的温度信号进行预处理，接着将处理后得到的温度数据通过所述无线收发电路发送给所述工业控制上位机；所述工业控制上位机实时接收每个探测节点发来的温度数据，并显示在屏幕的管网图上，同时记录保存每个传感器的温度值和变化值，根据该数据生成探测节点内温度分布图，及各温度传感器温度变化对比图。
根据上述技术方案的监控***，其中每个探测节点还包括与每个温度传感器相对应的传感器变送器和信号放大与转换电路，所述传感器变送器收集传感器数据并发送给信号放大与转换电路，信号放大与转换电路接收变送器传输过来的温度信号，对接收到的信号进行处理、放大和转换后发送给单片机下位机。
根据上述技术方案的监控***，其中所述信号放大与转换电路由电桥、低通滤波器、差动放大电路、电压-频率转换电路组成。
根据上述技术方案的监控***，其中所述无线收发电路工作在ISM频段。
根据上述技术方案的监控***，其中无线收发电路采用NORDIC nRF24E1无线芯片。
根据上述技术方案的监控***，其中所述温度传感器为铂热电阻。
根据上述技术方案的监控***，其中所述铂热电阻为PT100。
根据上述技术方案的监控***，其中工业控制上位机能根据生成的节点内温度分布图以及各温度传感器温度变化对比图利用温度点分析法确定出管道泄漏点。
本发明的数字化供热管道监控***是一种利用计算机技术实现采集、处理、存储、管理、查询、分析和描述供热管道的分布，及工作状态的有关数据信息***。数字化供热管道监控***具有供热管道信息数据的管理、分布地图、故障分析、图形的可视化、故障数据查询和分析等功能。本***可以用计算机实现复杂的管道模型，形成操作效率高、判定故障点准，实时监控，是功能强大的多媒体平台产品。
附图说明
图1是双层热气管构造示意图；
图2是管道监控***的***框图。
其中各附图标记含义如下：
1：工作钢管
2：无机保温层
3：钢带
4：保护层
5：钢套管
6：防腐层
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
如图2所示。该管道监控***包括工业控制上位机和多个探测节点。工业控制上位机和每个探测节点均含一套无线收发电路，具有无线传输数据及转发功能。在供热管道内每间隔一预定距离设置一个探测节点，每个探测节点包括多只温度传感器和用作下位机的单片机。此外，每个探测节点还包括用于进行信号传输与处理的传单器变送器和信号放大与转换电路。本领域技术人员可以根据实际情况来选择各个探测节点之间间距和各个传感器之间的间距，例如可每100米设置一个探测节点，每10米设置一个温度传感器，每节点包含有10～15只温度传感器。
本***的温度传感器可以是本领域中各种常用的温度传感器，例如电阻式温度传感器。优选为铂热电阻，例如铂热电阻PT100。铂热电阻是一种精确度高，灵敏度高的传感器，其线性温度阻值优于其他电阻式热传感器，性能稳定，可靠性高，过载能力强。其中铂热电阻PT100的测量范围为0℃～350℃,测量的分辨率为±0.1℃。
温度传感器所测量的温度信号经过传感器变送器和信号放大与转换电路传送给单片机下位机。其中传感器变送器收集传感器数据并发送给信号放大与转换电路，信号放大与转换电路接收变送器传输过来的温度信号，对接收到的信号进行处理、放大和转换后发送给单片机下位机。其中信号放大与转换电路由电桥、低通滤波器、差动放大电路和V-F（电压-频率）转换电路组成。通过电压放大与转换电路可以将传感器测量到的0℃～350℃的温度信号变化转变成为0～100KHz的频率,以便于单片机直接进行温度数值的转换。各个探测节点的单片机将得到的温度数据进行数值转换并通过所述无线收发电路发送到工业控制上位机。
另外，为了防止因故障温度过高，给***带来影响和损坏，本***使用的信号线路优选为高温信号线，并且安放在气管护套管外侧，同时做好防腐措施。
随着无线网络的发展应用领域的扩大，工作在ISM（工业、科学和医学）标准的2.4GHz自由免费频段，已成为研究的焦点。例如Wi-Fi、BlueTooth、Zigbee等无线传输协议都是应用在2.4GHz频段上，并以其数据率高、节点分布广等特点广泛的应用于科研、家庭、工业、军事等各个领域。本发明中的无线收发电路模块以NORDIC nRF24E1无线芯片为基础，它是一款带增强型8051内核的无线收发模块，适用于各种无线设备互联的应用场合，工作于ISM频段，有125个频点，能够实现点对点、点对多点的无线通信，同时可采用改频和跳频来避免干扰。该***已广泛应用于无线环境参数的采集和处理。当然，本发明中的无线收发电路模块也可以采用其它类型的常用无线芯片。
本发明中的工业控制上位机的主要作用是：实时的接收下位机探测节点发来的温度数据，并显示在屏幕的管网图上。同时记录保存每个传感器的温度值和变化值，根据该数据生成探测节点内温度分布图，及各温度传感器温度变化对比图，并由此分析推断故障点，打印该探测节点维修位置派工单。
本发明的监控***采用温度分析法来进行分析推断故障点，具体过程如下：
当管道上某处突然发生泄漏时，在泄漏处保温腔内将产生瞬态温度突升，形成一个高温点。该温度以一定的速度自泄漏点向两端出气口传播，并且以正态分布进行温度衰减，根据分布在保温腔内的温度传感器捕捉到特定的瞬态温度分布的形式就可以进行泄漏检测。根据各温度传感器接收到此温度信号的时间差和温度分布就可以定出泄漏点。
以上所述的实施例，只是本发明的优选的具体实施方式的一种，本领域技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种数字化供热管道监控***，包括工业控制上位机和多个探测节点，其特征是：每个探测节点包括多个温度传感器和单片机下位机，其中所述工业控制上位机和每个探测节点均含有一套无线收发电路；其中
每个温度传感器用于检测供热管道的温度，并将检测到的温度信号发送给单片机下位机；
所述单片机下位机接收来自各个所述温度传感器的温度信号，然后对接收到的温度信号进行预处理，接着将处理后得到的温度数据通过所述无线收发电路发送给所述工业控制上位机；
所述工业控制上位机实时接收每个探测节点发来的温度数据，并显示在屏幕的管网图上，同时记录保存每个传感器的温度值和变化值，根据该数据生成探测节点内温度分布图，及各温度传感器温度变化对比图。
2.根据权利要求1所述的监控***，其中每个探测节点还包括与每个温度传感器相对应的传感器变送器和信号放大与转换电路，所述传感器变送器收集传感器数据并发送给信号放大与转换电路，信号放大与转换电路接收变送器传输过来的温度信号，对接收到的信号进行处理、放大和转换后发送给单片机下位机。
3.根据权利要求2所述的监控***，其中所述信号放大与转换电路由电桥、低通滤波器、差动放大电路、电压-频率转换电路组成。
4.根据权利要求1-3中任意一个所述的监控***，其中所述无线收发电路工作在ISM频段。
5.根据权利要求4所述的监控***，其中无线收发电路采用NORDIC nRF24E1无线芯片。
6.根据权利要求1所述的监控***，其中所述温度传感器为铂热电阻。
7.根据权利要求4所述的监控***，其中所述铂热电阻为PT100。
8.根据权利要求1-3中任意一个所述的监控***，其中工业控制上位机能根据生成的节点内温度分布图以及各温度传感器温度变化对比图利用温度点分析法确定出管道泄漏点。
CN201310236706.3A 2013-06-14 2013-06-14 数字化供热管道监控*** Active CN103344351B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310236706.3A CN103344351B (zh) 2013-06-14 2013-06-14 数字化供热管道监控***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310236706.3A CN103344351B (zh) 2013-06-14 2013-06-14 数字化供热管道监控***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103344351A true CN103344351A (zh) 2013-10-09
CN103344351B CN103344351B (zh) 2015-06-24

Family

ID=49279167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310236706.3A Active CN103344351B (zh) 2013-06-14 2013-06-14 数字化供热管道监控***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103344351B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103616877A (zh) * 2013-11-27 2014-03-05 广州杰赛科技股份有限公司 能源管网的监控诊断方法和***
CN104501992A (zh) * 2014-12-11 2015-04-08 无锡市锡容电力电器有限公司 一种用于无功补偿装置的电抗器温度监测装置
CN105608870A (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 天津澳盛能源科技服务有限公司 一种地下管线泄漏管理***
CN105784175A (zh) * 2016-04-26 2016-07-20 哈尔滨工程大学 一种基于wifi通信的高精度多点测温***
CN109631825A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 常州英集动力科技有限公司 供热管道位移测量及诊断***及其工作方法
CN113834530A (zh) * 2021-09-27 2021-12-24 沈阳和同科技有限公司 一种供热数据自动采集检测***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1603814A (zh) * 2004-11-05 2005-04-06 上海奥达光电子科技有限公司 地下管道腐蚀与泄漏智能在线检测***
CN201502870U (zh) * 2009-08-05 2010-06-09 哈尔滨理工大学 基于gprs的输油管道泄漏检测与定位装置
CN202228931U (zh) * 2011-10-09 2012-05-23 山东建筑大学 基于ZigBee物联网技术的热力管道检测***

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1603814A (zh) * 2004-11-05 2005-04-06 上海奥达光电子科技有限公司 地下管道腐蚀与泄漏智能在线检测***
CN201502870U (zh) * 2009-08-05 2010-06-09 哈尔滨理工大学 基于gprs的输油管道泄漏检测与定位装置
CN202228931U (zh) * 2011-10-09 2012-05-23 山东建筑大学 基于ZigBee物联网技术的热力管道检测***

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103616877A (zh) * 2013-11-27 2014-03-05 广州杰赛科技股份有限公司 能源管网的监控诊断方法和***
CN103616877B (zh) * 2013-11-27 2017-01-25 广州杰赛科技股份有限公司 能源管网的监控诊断方法和***
CN104501992A (zh) * 2014-12-11 2015-04-08 无锡市锡容电力电器有限公司 一种用于无功补偿装置的电抗器温度监测装置
CN105608870A (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 天津澳盛能源科技服务有限公司 一种地下管线泄漏管理***
CN105784175A (zh) * 2016-04-26 2016-07-20 哈尔滨工程大学 一种基于wifi通信的高精度多点测温***
CN109631825A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 常州英集动力科技有限公司 供热管道位移测量及诊断***及其工作方法
CN113834530A (zh) * 2021-09-27 2021-12-24 沈阳和同科技有限公司 一种供热数据自动采集检测***

Also Published As

Publication number Publication date
CN103344351B (zh) 2015-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103344351B (zh) 数字化供热管道监控***
KR101079846B1 (ko) 유비쿼터스 기반 지능형 도시가스 안전 관리 시스템
CN101561081B (zh) 应用自主导航机器人对油气管道泄漏的检测定位方法
CN101230953B (zh) 一种管路泄漏检测***及具有远程监视的管路泄漏检测***
CN105156906B (zh) 一种天然气智能远程监测管理***
CN101398130B (zh) 一种利用现有无线网络监控流体传输管道的监控***
CN103591463B (zh) 地埋原油运输管道微小泄漏精确定位监测方法和装置
CN105156905A (zh) 管道的泄漏监测***及监测方法、监测设备和服务器
CN207539636U (zh) 一种分布式管道状态智能监测***
CN101260976A (zh) 一种管道泄漏检测***
CN104344218A (zh) 集成多传感器的智能输送管道及监控***
CN203375178U (zh) 基于声发射的城市燃气管网泄漏无线监测***
CN102777973A (zh) 直埋管道报警装置
CN107859878A (zh) 一种长输石油管道的监控***
CN211717716U (zh) 一种660mw火电机组疏水阀门泄漏监测***
CN112684744A (zh) 一种智慧城市运用地下管廊模型监控预警***
CN207145984U (zh) 供水管网主动报漏***
CN102644849B (zh) 一种可远程监测渗漏的输送管道
CN202675463U (zh) 直埋管道报警装置
CN104504881A (zh) 远程管道数据采集处理***
CN112780954A (zh) 物联网模式的管网泄漏检测***
CN206961295U (zh) 多点检测煤气泄漏报警***
CN106382472A (zh) 一种基于小型飞行器的城市地下综合管廊的智能监测***
CN216385764U (zh) 一种用于危化品码头管道区域的局部监测***
CN103436650B (zh) 一种高精度高炉热负荷无线检测***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant