CN108680202A - 一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测*** - Google Patents

一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测*** Download PDF

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焦华喆
杨亦轩
陈新明
陈峰宾
刘子璐
韩振宇
孙冠东
严少洋
韩晓龙
王树飞
刘晨生
董腾飞
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Abstract

本发明公开了一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***，温度传感器用于监测管网内各个位置的温度，加速度传感器用于感知胶囊的在流体中的状态，补偿估算胶囊在流管中的位置信息，利用传感器通过无线信号交互连接服务器，服务器利用信号连接无线通讯设备，且无线通讯设备无线信号连接计算机，计算机信号连接数据输出端与定位***，传感器分布于管道内的多个位置，其体积很小，不会影响到膏体料浆的输送，可以测得管网内膏体浆料流经的任一位置信息，更全面的监测管网内各个位置的压力、温度、加速度等信息；通过无线电传输至计算机，可以计算出管网内任意位置的绝对压力及膏体浆料的压力损失，实现流体管网的无死角全方位监测。

Description

一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***
技术领域
本发明涉及一种监测***，具体是一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***。
背景技术
管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。通常，流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送。管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。
在地下管网输送一些特殊的流体料浆过程中，可能由于某些膏体料浆的粘稠度过大，导致堵管等情况，所以，对被送浆料流体的状态指标和浆料在管网各个位置的压力损失，进行实时监测是很有必要的，传统的办法是在管网的某些特定的位置安装机械式压力表，监测流体的压力，该方法具有一定的局限性，只能反映管网流体部分位置的压力，且管心压力无法精确的测得。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***，包括压力传感器、温度传感器、加速度传感器和计算机，压力传感器用于监测管道内部流体的绝对压力，温度传感器用于监测管网内各个位置的温度，加速度传感器用于感知胶囊的在流体中的状态，补偿估算胶囊在流管中的位置信息；
所述压力传感器通过无线信号交互连接服务器，服务器数据连接无线通讯设备，且无线通讯设备同样通过无线信号连接计算机，计算机通过有线信号连接数据输出端与定位***，压力传感器分布于管道内的多个位置；
所述温度传感器通过无线信号交互连接服务器，服务器数据连接无线通讯设备，且无线通讯设备同样通过无线信号连接计算机，计算机有线信号连接数据输出端与定位***，温度传感器分布于管道内的多个位置；
所述加速度传感器电信号交互连接服务器，服务器数据连接无线通讯设备，且无线通讯设备通过无线信号连接计算机，计算机有线信号连接数据输出端与定位***，加速度传感器分布于管道内的多个位置。
作为本发明进一步的方案：所述压力传感器为微型压力传感器，型号为EB1UM-00000P-05KPA。
作为本发明再进一步的方案：所述微型压力传感器端口采用不锈钢材料。
作为本发明再进一步的方案：所述温度传感器为数字IC温度传感器,其型号为TSYS01。
作为本发明再进一步的方案：所述加速度传感器为1201型直流响应即插即用加速度传感器。
作为本发明再进一步的方案：所述无线通讯设备选用型号为CC1000型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该胶囊传感器***很好的改进了传统方法，其体积很小，不会影响到膏体料浆的输送，可以测得管网内膏体浆料流经的任一位置信息，更全面的监测管网内各个位置的压力、温度、加速度等信息；通过无线电传输至计算机，可以计算出管网内任意位置的绝对压力及膏体浆料的压力损失，实现流体管网的无死角全方位监测，以进行进一步的深化分析。
附图说明
图1为基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***的***框图。
图2为基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***，包括压力传感器、温度传感器、加速度传感器和计算机；所述压力传感器用于监测管道内部流体的绝对压力，压力传感器通过无线信号交互连接服务器，服务器数据连接无线通讯设备，且无线通讯设备同样通过无线信号连接计算机，服务器与计算机通过无线通讯设备连接，计算机调取服务器信息；所述计算机通过有线信号连接数据输出端与定位***，压力传感器分布于管道内的多个位置，计算机调取服务器信息并储存，将管道各个位置所受压力通过数据输出端将压力信号导出。
所述温度传感器用于监测管网内各个位置的温度，温度传感器通过无线信号交互连接服务器，服务器数据连接无线通讯设备，且无线通讯设备同样通过无线信号连接计算机，服务器与计算机通过无线通讯设备连接，服务器处理由温度传感器传输的电信号并输送至计算机；所述计算机通过有线信号连接数据输出端与定位***，温度传感器分布于管道内的多个位置，计算机调取服务器信息从而将管道各个位置的温度信息导出。
所述加速度传感器用于感知胶囊的在流体中的状态，补偿估算胶囊在流管中的位置信息，加速度传感器电信号交互连接服务器，服务器数据连接无线通讯设备，且无线通讯设备通过无线信号连接计算机；所述计算机通过有线信号连接数据输出端与定位***，加速度传感器分布于管道内的多个位置，计算机调取服务器信息并储存，将流体各位置的加速度信息通过图表显示从数据输出端导出并显示。
所述压力传感器为微型压力传感器，型号为EB1UM-00000P-05KPA，压力端口为M10×1公端，通过电缆连接电源，电源电压范围为8-30V，端口采用不锈钢材料，直径为11mm，工作温度范围-40-125℃。
所述温度传感器为数字IC温度传感器,其型号为TSYS01，温度传感器电缆连接电源，电源电压范围为2.2-3.6，最大电源电流为12.5MA，尺寸为4mm×4mm×0.85mm，工作温度范围-40-125℃。
所述加速度传感器为1201型直流响应即插即用加速度传感器，通过电缆进行连接，零加速输出为±10mv,满量程输出电压±1V，励磁电压为2-10V，材料为阳极氧化铝，重量2.5g，通过粘合剂安装，工作温度为-20-80℃，总加速度范围为50-1000g。
所述无线通讯设备选用型号为CC1000型。
本发明的工作原理是：该监测***利用压力传感器所测数据与无线通讯设备之间进行交互，将测得的数据传输至无线通讯设备，无线通讯设备将数据以无线信号的形式传至服务器。服务器与计算机相通信，服务器接收存储信息，计算机调取服务器信息，并将传感***在管网各个位置所受到的压力信息导出；温度传感器与无线通讯设备之间进行交互，将测得的数据传输至无线通信设备，无线通信设备将数据以无线信号的形式传至服务器。服务器与计算机相通信，服务器接收存储信息，计算机调取服务器信息，并将胶囊传感***在管网内的各个位置测得的温度信息导出；加速度传感器也与无线通讯设备间通信，将测得的数据传输至无线通讯设备，无线通讯设备将数据以无线信号的形式传至服务器。服务器与计算机相通信，服务器接收储存信息，计算机调取服务器信息，并将流体各位置的加速度信息通过图表显示，解决传统机械式压力表测量管道流体存在较大局限性这一问题，实现了输送流体管道的全方位监测，便于管道力学特征的优化。胶囊传感器***很好的改进了传统方法，其体积很小，不会影响到膏体料浆的输送，只需将传感***随膏体料浆一起投入管网中，在采场排放端回收即可。该传感***可以在每秒内采样十次绝对压力、温度、加速度等数据，且所测得数据通过无线传输，传回计算机进行分析，可以计算出管网内任意位置的绝对压力及膏体浆料的压力损失，实现流体管网的无死角全方位监测，如果测得数据指标和料浆的状态不满足要求，操作人员可立即采取措施修改管道力学特征或改变料浆配比。当操作工作完成后，还可以使用该胶囊传感监测***的状态，以量化改善措施的作用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***，包括压力传感器、温度传感器、加速度传感器和计算机，压力传感器用于监测管道内部流体的绝对压力，温度传感器用于监测管网内各个位置的温度，加速度传感器用于感知胶囊的在流体中的状态，补偿估算胶囊在流管中的位置信息；
其特征在于，所述压力传感器通过无线信号交互连接服务器，服务器数据连接无线通讯设备，且无线通讯设备同样通过无线信号连接计算机，计算机通过有线信号连接数据输出端与定位***，压力传感器分布于管道内的多个位置；
所述温度传感器通过无线信号交互连接服务器，服务器数据连接无线通讯设备，且无线通讯设备同样通过无线信号连接计算机，计算机有线信号连接数据输出端与定位***，温度传感器分布于管道内的多个位置；
所述加速度传感器电信号交互连接服务器，服务器数据连接无线通讯设备，且无线通讯设备通过无线信号连接计算机，计算机有线信号连接数据输出端与定位***，加速度传感器分布于管道内的多个位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***，其特征在于，所述压力传感器为微型压力传感器，型号为EB1UM-00000P-05KPA。
3.根据权利要求2所述的一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***，其特征在于，所述微型压力传感器端口采用不锈钢材料。
4.根据权利要求1所述的一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***，其特征在于，所述温度传感器为数字IC温度传感器,其型号为TSYS01。
5.根据权利要求1所述的一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***，其特征在于，所述加速度传感器为1201型直流响应即插即用加速度传感器。
6.根据权利要求1所述的一种基于微型传感器的胶囊状管网流体监测***，其特征在于，所述无线通讯设备选用型号为CC1000型。
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