CN114061652A - 排水管网监测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种排水管网监测设备，涉及排水管网监测领域，包括：数据处理模块、通信模块、供电模块和若干个用于分别检测排水管网内不同的参数信息的检测装置；其中，各个检测装置均与数据处理模块可通信连接，以将相应的参数信息传输至数据处理模块；数据处理模块与通信模块可通信连接，数据处理模块可对参数信息处理，以使所有的参数信息形成相同数据协议的信息数据，并将所有信息数据统一存储和/或传输至通信模块；通信模块将信息数据传输至服务器；供电模块为检测装置、数据处理模块及通信模块供电，并具备低功耗运行管理功能。本发明提供排水管网监测设备可替代人工对排水管网进行监测，以提高对排水管网智能化管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及排水管网水监测技术领域，尤其涉及一种排水管网监测设备。
背景技术
排水管网承担着的城市污水与雨水收集处理的重要职能，是保障人民生活、城市环境和城市安全的重要市政基础设施，排水管网的安全有效运行也是城市水环境质量的重要保障。
目前对排水管网领域开展的监测工作极为有限，监测形式以人工采样为主，以致于排水管网智能化管理水平低。因此，如何解决现有技术中采用人工采样的方式对排水管网进行监测，导致对排水管网智能化管理水平低的问题是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种能够代替人工对排水管网进行监测的排水管网监测设备，用以解决现有技术中采用人工采样的方式对排水管网进行监测，导致对排水管网智能化管理水平低的缺陷。
本发明提供的一种排水管网监测设备，包括：数据处理模块、通信模块、供电模块和若干个用于分别检测排水管网内不同的参数信息的检测装置；
其中，各个所述检测装置均与所述数据处理模块可通信连接，以将相应的所述参数信息传输至所述数据处理模块；
所述数据处理模块与所述通信模块可通信连接，所述数据处理模块可对所述参数信息处理，以使所有的所述参数信息形成相同数据协议的信息数据，并将所有所述信息数据统一存储和/或统一传输至所述通信模块；
所述通信模块将所述信息数据传输至服务器；
所述供电模块为所述检测装置、所述数据处理模块及所述通信模块供电。
根据本发明提供的一种排水管网监测设备，还包括底座、连接件及固定装置；
其中，所述连接件的第一端与所述底座连接，第二端与排水管连接，所述固定装置设置于所述底座上，并用于固定所述检测装置。
根据本发明提供的一种排水管网监测设备，所述检测装置包括流量计；
所述排水管网监测设备还包括支撑杆、滑动杆及漂浮体；
其中，所述支撑杆为中空结构，所述支撑杆与井壁和/或井盖连接，所述滑动杆的第一端可滑动地伸入所述支撑杆内，第二端用于伸入排水管内，所述漂浮体与所述滑动杆的第二端连接，且所述漂浮体用于漂浮在水面上，所述流量计设置于所述漂浮体的底部。
根据本发明提供的一种排水管网监测设备，还包括供电管理***，所述供电管理***用于根据对所述参数信息的采集频率，控制所述供电模块为所述检测装置、所述数据处理模块及所述通信模块低功耗供断电，以实现低功耗管理功能。
根据本发明提供的一种排水管网监测设备，所述供电管理***用于根据对所述参数信息的采集频率，控制所述供电模块为所述检测装置低功耗供断电，包括：
所述供电管理***根据各个所述检测装置的预热时间及数据采集时间，控制所述供电模块分别为各个所述检测装置供断电。
根据本发明提供的一种排水管网监测设备，所述数据处理模块用于对所述参数信息进行分析，以进行排水管网运行状态诊断、入流入渗预警以及工业污水溯源。
根据本发明提供的一种排水管网监测设备，所述通信模块包括道钉型天线，所述道钉型天线的第一端位于井盖上方，第二端穿过所述井盖并与所述井盖连接。
根据本发明提供的一种排水管网监测设备，若干个所述检测装置设置为液位、电导率电极、温度、pH、ORP电极、氨氮、浊度、流量以及UV-254、紫外-可见光连续吸光光谱探头中的任意组合。
根据本发明提供的一种排水管网监测设备，还包括用于检测所述供电模块的电量信息的库仑计，所述库仑计与所述数据处理模块可通信连接，以将所述电量信息传输至所述数据处理模块，并经所述通信模块传输至所述服务器。
根据本发明提供的一种排水管网监测设备，所述供电模块包括蓄电池供电和/或太阳能供电和/或市电供电。
本发明提供的排水管网监测设备，通过不同的检测装置检测排水管网内不同的参数信息，并由数据处理模块将所有的参数信息转换为相同数据协议的信息数据，进行统一存储，或者传输至通信模块。将参数信息转换为相同数据协议的信息数据并进行统一存储和传输，以提高数据传输的效率以及稳定性。通信模块将信息数据统一输出至服务器，以使工作人员能够在线监测排水管网的运行情况。本发明提供排水管网监测设备可替代人工对排水管网进行监测，以提高对排水管网智能化管理水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的排水管网检测设备的结构示意图；
图2是本发明提供的一些实施例中安装装置的结构示意图；
图3是本发明提供的一些实施例中流量计的安装状态示意图；
图4是本发明提供的排水管网监测设备安装于排水管网内的结构示意图；
附图标记：
10：数据处理模块； 12：通信模块； 14：供电模块；
16：底座； 18：支柱； 20：环套；
22：检测装置； 23：铆钉； 24：支撑杆；
26：支撑杆； 28：滑动杆； 30：漂浮体；
32：限位块； 34：螺纹部； 36：导向部件；
38：密封件； 40：井盖； 42：流量计；
44：道钉型天线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
下面结合图1-图4描述本发明的实施例中提供的排水管网监测设备。
具体而言，排水管网监测设备包括数据处理模块10、通信模块12、供电模块14和若干个用于分别检测排水管网内不同参数信息的检测装置22。
其中，各个检测装置22均与数据处理模块10可通信连接，以将相应的参数信息传输至数据处理模块10。
数据处理模块10与通信模块12可通信连接。数据处理模块10可对参数信息处理，以使所有的参数信息形成相同数据协议的信息数据，并将所有信息数据统一存储和/或统一传输至通信模块12。例如，排水管网监测设备可以设置半导体存储器，以用于存储信息数据。可选地，数据处理模块10通过RS-485总线与通信模块12可通信地相连接。
可选地，数据处理模块10可以将所有的参数信息均转换为可通过Modbus通信协议传输的数字信号，再进行统一存储或者统一发送。
通信模块12将信息数据传输至服务器。可选地，通信模块12可以利用移动通信网络或者数字基带传输***把由数据处理模块10整合后的信息数据实时上传至服务器。
供电模块14为检测装置22、数据处理模块10及通信模块12供电。
通过不同的检测装置22检测排水管网内不同的参数信息，并由数据处理模块10将所有的参数信息转换为相同数据协议的信息数据，进行统一存储，或者统一传输至通信模块12。将参数信息转换为相同数据协议的信息数据并进行统一存储和传输，以提高数据传输的效率以及稳定性。通信模块12将信息数据统一输出至服务器，以使工作人员能够在线监测排水管网的运行情况。本发明提供排水管网监测设备可替代人工对排水管网进行监测，以提高对排水管网智能化管理水平。
在本发明提供的一些实施例中，排水管网监测设备包括底座16、连接件及固定装置。连接件的第一端与底座连接，第二端与排水管连接，以将底座连接于排水管内。固定装置设置于底座上，并用于固定检测装置。如此设置，能够将检测装置安装于排水管内。
可选地，连接件可以是铆钉23或者螺钉。
进一步地，固定装置包括支柱18和夹具。支柱18与底座16连接。夹具设置于支柱18上，夹具用于固定检测装置22。例如，夹具可以包括多个环套20，检测装置22可以一一对应地套装于环套20内。实际使用时，可将检测装置22安装在夹具上之后，再通过铆钉23或者螺钉等将底座16固定于井壁上，防止水流将检测装置22冲走。通过设置支柱18可使检测装置22处于较高的位置，防止淤泥将检测装置22掩埋。
在本发明提供的一些实施例中，检测装置包括流量计。排水管网监测设备还包括支撑杆26、滑动杆28及漂浮体30。
其中，支撑杆26为中空结构。并且，支撑杆26与井壁和/或井盖连接。滑动杆28的第一端可滑动地伸入支撑杆26内，第二端用于伸入排水管内。漂浮体30与滑动杆28的第二端连接，并且漂浮体30用于漂浮在水面上。流量计42设置于漂浮体30的底部。
如此设置，在使用过程中漂浮体30始终漂浮于水面上，当排水管内的水位发生变化时，漂浮体30随水面升降而升降，可使流量计42始终浸入水面以下，从而使得流量计42在对排水管内的水体流量进行检测时，不会受到排水管内的水位高度的影响。
可选地，支撑杆26可以通过卡箍等连接于井壁上。或者，在支撑杆26的第一端设置螺纹部34，螺纹部34可以与井盖的底部螺纹连接。滑动杆28从支撑杆26的第二端可滑动地伸入到支撑杆26内部。
可选地，支撑杆26的内部可以设置与滑动杆28滑动配合的导向部件36。例如，导向部件36可以包括直线轴承或者石墨滑套。通过导向部件36可以减小滑动杆28与支撑杆26之间的摩擦力，以使漂浮体30能够更灵活的随水位升降。进一步地，滑动杆28的第一端设置有限位块32，限位块32位于导向部件36上方，并且限位块32的横截面大于导向部件36的内孔，以防止滑动杆28从支撑杆26内脱出。
可选地，支撑杆26的第二端的管口处设置有密封件38。密封件38与滑动杆28滑动配合，并用于防止杂物进入到支撑杆26内。例如，密封件38可以是四氟密封套。
可选地，支撑杆26可以是碳纤维材质或者玻璃钢材质。滑动杆28也可以是碳纤维材质或者玻璃钢材质。
可选地，漂浮体30可以是聚氨酯漂浮体。
可选地，滑动杆28的外圆周壁上设有沿滑动杆28的轴向延伸的长槽。支撑杆26的内壁上设有与长槽滑动配合的滑动件。例如，滑动件可以是定位键或者穿过支撑杆26的侧壁并与支撑杆26的螺纹配合的螺钉。通过滑动件与长槽配合能够使滑动杆28只沿竖直方向滑动，避免滑动杆28滑动过程中出现转动，从而防止水流冲击漂浮体30导致漂浮体30出现歪斜而导致流量计无法准确测量水体流量的问题。当然，将长槽设置于支撑杆26上，而滑动件设置于滑动杆28上也能够实现限制滑动件转动的效果。
进一步地，如图4所示，假设图中水流方向为从左向右流动。流量计设置于竖井的上游一侧的横管内。
在本发明提供的一些实施例中，排水管网检测设备还包括供电管理***。供电管理***用于根据参数信息的采集频率，控制供电模块14为检测装置22、数据处理模块10及通信模块12低功耗供断电，以实现低功耗管理功能。
低功耗供断电即供电管理***根据参数信息的采集频率，控制供电模块为检测装置、数据处理模块及通信模块进行周期性供电。例如，在需要进行采集时，供电管理***可以控制供电模块14为检测装置22、数据处理模块10及通信模块12进行供电，当检测装置22将参数信息采集完毕，并经由数据处理模块10传输至通信模块12，通信模块12将参数信息传输至服务器后，控制供电模块14为检测装置22、数据处理模块10及通信模块12进行断电。
进一步地，供电管理***可以与通信模块12通信连接，以在接收到通信模块12发送的信息传输完毕信号后，再控制供电模块14为检测装置22、数据处理模块10及通信模块12进行断电。如此设置，能够降低排水管网监测设备的功耗，达到长效使用的效果。
在本发明提供的一些实施例中，供电管理***用于根据对参数信息的采集频率，控制供电模块14为检测装置22低功耗供断电，包括：
供电管理***根据各个检测装置22的预热时间及数据采集时间，控制供电模块14分别为各个检测装置22供断电。
由于不同的检测装置22具有不同的预热时间，并且进行参数信息采集的时间也不同，供电管理***可根据检测装置22自身的工作特点，控制供电模块14对各个检测装置22进行有针对性的供电、断电，能够进一步地降低能耗，延长排水管网监测设备的运行时长。
在本发明提供的一些实施例中，若干个检测装置22设置为液位、电导率电极、温度、pH、ORP电极、氨氮、浊度、流量以及UV-254、紫外-可见光连续吸光光谱探头中的任意组合。
在本发明提供的一些实施例中，数据处理模块10用于对参数信息进行分析，以进行排水管网运行状态诊断、入流入渗预警以及工业污水溯源。
例如，管道水量诊断可通过液位计获取设备所在节点的液位，判断管道是否为满管流，并利用水力学公式估算管道内的流量。
管道水质诊断可通过电导率电极获取设备所在节点的电导率，电导率对排水管道中水质变化比较敏感，因而可以通过排水管内水的电导率获取水质情况。
管道故障诊断可由多个排水管网监测设备联合使用，结合上述管道流量诊断，对比各个排水管网监测设备检测的管道流量数值，即可以判断排水管网***是否有管道破损、堵塞、入流入渗及偷排漏排等情况，并可以确定破损、堵塞、入流入渗及偷排漏排发生于哪些节段。在确定管道破损、堵塞、入流入渗或偷排漏排可及时向后台预警。
工业污水溯源则可以预先根据各个工厂的排放物建立特征数据库，通过采集到的参数信息与特征数据库对比，对工业污水进行溯源。
参考图4所示，在本发明提供的一些实施例中，通信模块12包括道钉型天线44。道钉型天线44的第一端位于井盖40上方，第二端穿过井盖40并与井盖40连接。例如，道钉型天线44包括扣在井盖40上的帽体和与井盖40铆接的钉体。通过设置道钉型天线44，以使通信模块12传输的信号能够依次经过钉体和帽体从井下穿出，从而解决井下封闭空间阻隔信号传输难题。除此之外，道钉型天线44还能够抗碾压，从而延长使用寿命。
在本发明提供的一些实施例中，排水管网监测设备还包括用于检测供电模块14的电量信息的库仑计，库仑计与数据处理模块10可通信连接，以将电量信息传输至数据处理模块10，并经通信模块12传输至服务器。从而可以使工作人员可以实时监控供电模块14的电量，并在电量较低时，及时更换供电模块14。
在本发明提供的一些实施例中，供电模块14包括蓄电池供电和/或太阳能供电和/或市电供电。
在本发明提供的一些实施例中，供电模块14还设有保护板以防止电池过充或过放，在达到电量最低极限时自动断电，延长使用寿命。
在本发明提供的一些实施例中，排水管网监测设备还包括封装外壳。数据处理模块10、供电模块14、通信模块12等均可以设置于封装外壳内，以防止水、汽等侵蚀电路板。封装外壳带有快挂的绳扣，采用卡夫拉材质的迪尼玛绳，耐酸碱腐蚀，耐磨损，强度高，以方便地挂设于排水管内。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种排水管网监测设备，其特征在于，包括：数据处理模块、通信模块、供电模块和若干个用于分别检测排水管网内不同参数信息的检测装置；
其中，各个所述检测装置均与所述数据处理模块可通信连接，以将相应的所述参数信息传输至所述数据处理模块；
所述数据处理模块与所述通信模块可通信连接，所述数据处理模块可对所述参数信息处理，以使所有的所述参数信息形成相同数据协议的信息数据，并将所有所述信息数据统一存储和/或统一传输至所述通信模块；
所述通信模块将所述信息数据传输至服务器；
所述供电模块为所述检测装置、所述数据处理模块及所述通信模块供电。
2.根据权利要求1所述的排水管网监测设备，其特征在于，还包括底座、连接件及固定装置；
其中，所述连接件的第一端与所述底座连接，第二端与排水管连接，所述固定装置设置于所述底座上，并用于固定所述检测装置。
3.根据权利要求1所述的排水管网监测设备，其特征在于，所述检测装置包括流量计；
所述排水管网监测设备还包括支撑杆、滑动杆及漂浮体；
其中，所述支撑杆为中空结构，所述支撑杆与井壁和/或井盖连接，所述滑动杆的第一端可滑动地伸入所述支撑杆内，第二端用于伸入排水管内，所述漂浮体与所述滑动杆的第二端连接，且所述漂浮体用于漂浮在水面上，所述流量计设置于所述漂浮体的底部。
4.根据权利要求1所述的排水管网监测设备，其特征在于，还包括供电管理***，所述供电管理***用于根据对所述参数信息的采集频率，控制所述供电模块为所述检测装置、所述数据处理模块及所述通信模块低功耗供断电，以实现低功耗管理功能。
5.根据权利要求4所述的排水管网监测设备，其特征在于，所述供电管理***用于根据对所述参数信息的采集频率，控制所述供电模块为所述检测装置低功耗供断电，包括：
所述供电管理***根据各个所述检测装置的预热时间及数据采集时间，控制所述供电模块分别为各个所述检测装置供断电。
6.根据权利要求1所述的排水管网监测设备，其特征在于，所述数据处理模块用于对所述参数信息进行分析，以进行排水管网运行状态诊断、入流入渗预警以及工业污水溯源。
7.根据权利要求1所述的排水管网监测设备，其特征在于，所述通信模块包括道钉型天线，所述道钉型天线的第一端位于井盖上方，第二端穿过所述井盖并与所述井盖连接。
8.根据权利要求1所述的排水管网监测设备，其特征在于，若干个所述检测装置设置为液位、电导率电极、温度、pH、ORP电极、氨氮、浊度、流量以及UV-254、紫外-可见光连续吸光光谱探头中的任意组合。
9.根据权利要求1所述的排水管网监测设备，其特征在于，还包括用于检测所述供电模块的电量信息的库仑计，所述库仑计与所述数据处理模块可通信连接，以将所述电量信息传输至所述数据处理模块，并经所述通信模块传输至所述服务器。
10.根据权利要求1所述的排水管网监测设备，其特征在于，所述供电模块包括蓄电池供电和/或太阳能供电和/或市电供电。
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