RU2774558C1 - Система дистанционного автоматического контроля и эксплуатации трубопроводов теплотрасс - Google Patents
Система дистанционного автоматического контроля и эксплуатации трубопроводов теплотрасс Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774558C1 RU2774558C1 RU2021134736A RU2021134736A RU2774558C1 RU 2774558 C1 RU2774558 C1 RU 2774558C1 RU 2021134736 A RU2021134736 A RU 2021134736A RU 2021134736 A RU2021134736 A RU 2021134736A RU 2774558 C1 RU2774558 C1 RU 2774558C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipelines
- heating
- remote
- connector
- mains
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 19
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 238000009417 prefabrication Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области эксплуатации и отслеживания целостности трубопроводов, в частности теплотрасс. Изобретение позволяет обеспечить возможность дистанционного автоматического контроля целостности трубопроводов теплотрасс с использованием беспроводного канала связи, а также обнаружение мест протечек, что упрощает эксплуатацию, расширяет функциональные возможности, позволяет внедрение в существующую систему СОДК. Система дистанционного автоматического контроля и эксплуатации трубопроводов теплотрасс с использованием беспроводного канала связи включает наземный ковер 1, на котором установлен по крайней мере один конвертер интерфейсов 2, представляющий собой модуль с программируемой платой с входами для подключения сигнальных проводников и разъёмом для батареи питания, а также снабжённый разъемом для подключения внешней антенны, которая обеспечивает связь по крайней мере с одной беспроводной базовой станцией LoRaWAN 3 и с проводным интерфейсом Ethernet 4 для связи с облачным сервером 5 обработки данных и облачным сервером 6 хранения данных, кроме того имеет память для хранения измеряемых данных сопротивления и дистанционной передачи в автоматическом режиме. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области эксплуатации и отслеживания целостности трубопроводов, в частности теплотрасс, и направлено на обнаружение мест протечек и передаче информации для дистанционного отслеживания состояния теплотрасс.
Из уровня техники известно множество технических решений относящиеся к эксплуатации трубопроводов, в частности теплотрасс и применяются для обнаружения мест протечек, расход теплоносителя.
Так известен способ диагностики теплотрассы (патент РФ № 2476762), заключающийся в контроле расхода теплоносителя. В известном решении измеряют температуру и расход теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах каждого потребителя тепла, подключенного к теплотрассе. Если температура теплоносителя в подающем или обратном трубопроводе у какого-либо потребителя тепла повышается, а величина расхода теплоносителя не изменяется при одновременном снижении температуры теплоносителя в аналогичном трубопроводе у следующего по ходу движения теплоносителя потребителя тепла, то на основании этого делают заключение о наличии утечки или о несанкционированном отборе теплоносителя на участке теплотрассы между данными потребителями тепла. Способ позволяет обеспечить высокую точность диагностики технического состояния теплотрассы без применения дополнительных измерительных средств. Однако указанный способ имеет недостатки, а именно - при измерении температуры и расхода теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах каждого потребителя тепла, подключенного к теплотрассе, влечет за собой большие временные затраты в диагностике трубопроводов, т. к. требуется анализировать и сравнивать несколько систем и показаний всех тепловычислителей.
Известен способ определения места протечки теплотрассы (патент РФ № 2566112) заключающийся в том, что на контролируемом участке теплотрассы в покрывающей трубопровод теплоизоляции с диэлектрическими свойствами, на концах устанавливают устройства контроля электрического сопротивления на одной линии токопроводящего сигнального проводника последовательно через заданные расстояния устанавливают резисторы, имеющие равные значения электрического сопротивления, превышающие значение сопротивления теплоизоляции при намокании, а расстояние до места протечки от устройства для контроля электрического сопротивления определяют путем деления измеренного общего электрического сопротивления токопроводящего сигнального проводника на величину электрического сопротивления одного резистора и умножения полученного результата на расстояние между резисторами. Такое решение обеспечивает возможность с высокой точностью контролировать состояние изоляции и делать вывод о наличии протечек разветвленных трубопроводов с теплоизоляцией. Монтаж системы и ее эксплуатация не требуют больших затрат. Недостатком указанного способа является связанность устройств контроля электрического сопротивления в единую информационную сеть, которые так же связаны с логическим устройством, что влечет за собой создание сложной структуры способа контроля на этапе прокладки труб. Данные по всем устройствам контроля требуется вносить в логическое устройство, которое рассчитывает при возникновении протечки ее место, процесс определения места протечки усложняется вычислительными действиями. Так же недостатком является невозможность получить результаты измерений дистанционно.
Наиболее близким техническим решением того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является «Система оперативного дистанционного контроля состояния изоляции трубопроводов с теплоизоляцией из пенополиуретана, способ и устройство» по патенту РФ № 2289753.
Известная система оперативного дистанционного контроля состояния изоляции трубопроводов с теплоизоляцией включает основной и транзитный сигнальные проводники в теплоизоляционном слое магистральных трубопроводов, основной сигнальный проводник в теплоизоляционном слое боковых ответвлений от магистрального трубопровода, терминалы в точках контроля для коммутации сигнальных проводников и подключения устройств контроля, соединительные кабели, связывающие сигнальные проводники с терминалами в точках контроля; сигнальные проводники в местах разрыва в теплоизоляционном слое трубопроводов, например, в сооружениях; сигнальные проводники смежных элементов трубопроводов между собой на участках, где установлены неизолированные элементы трубопроводов, например, запорная арматура; заземление, причем основной сигнальный проводник расположен в теплоизоляционном слое трубопроводов справа по направлению подачи текучей среды, транзитный - слева, а в боковых ответвлениях от магистрального трубопровода основной сигнальный проводник включен в разрыв основного сигнального проводника магистрального трубопровода.
К причинам, препятствующим достижению заявленного технического результата является невозможность беспроводной передачи результатов контроля на стационарный терминал, передача осуществляется только на стационарное устройство контроля, расположенное в ковере, а также предусматривает переносное устройство контроля, которым необходимо проводить измерения непосредственно на местах. Кроме того, монтаж системы осуществляется в процессе строительства трубопроводов с использованием составляющих ее компонентов высокой степени заводской готовности, т.к. элементы системы - сигнальные проводники уже вмонтированы в изготовленные индустриальным методом составные части трубопроводов.
Цель данного изобретения состоит в разработке такой системы, которая обеспечила бы технический результат - возможность дистанционного автоматического контроля и эксплуатации целостности трубопроводов теплотрасс, с использованием беспроводного канала связи в любых действующих элементах системы теплоснабжения, а также обнаружение мест протечек без внесения в нее существенных изменений, что упрощает эксплуатацию, расширяет функциональные возможности, позволяет внедрение в существую систему СОДК.
В процессе анализа уровня техники, включающего поиск по патентным документам и научно-техническим источникам информации, содержащим сведения об аналогах заявленного изобретения, заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками сходными с существенными признаками заявляемого изобретения. Следовательно, заявляемое изобретения соответствует условию «новизна».
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в системе дистанционного автоматического контроля и эксплуатации трубопроводов теплотрасс с использованием беспроводного канала связи содержащей наземный ковер на котором установлен по крайней мере один конвертер интерфейсов представляющий собой модуль с программируемой платой с входами для подключения сигнальных проводников и разъёмом для батареи питания, а также снабжённый разъемом для подключения внешней антенны закрепленной на внешнем корпусе ковера, которая обеспечивает связь по крайней мере с одной беспроводной базовой станцией LoRaWAN и с проводным интерфейсом Ethernet для связи с облачным сервером обработки данных, и облачным сервером хранения данных, кроме того, конвертер интерфейсов имеет память для хранения измеряемых данных сопротивления и дистанционной передачи в автоматическом режиме.
Наличие в системе конвертера интерфейсов позволяет ее внедрять в труднодоступных местах, обеспечивает универсальность оборудования на всех контролируемых участках, тем самым снижая затраты на оборудование и расходы на обслуживание, упрощает эксплуатацию, а его расположение в наземном ковере позволяет обеспечить доступ к оборудованию для проведения периодической профилактики, что в свою очередь упрощает эксплуатацию.
Кроме того, конвертер интерфейсов подключенный к кабелю связывающего сигнального проводника обеспечивает максимальную точность измерения и дальнейшую передачу по беспроводной связи полученных данных для обработки, что сокращает количество элементов в цепи измерения состояния изоляции, отменяет необходимость в установке терминалов.
Наличие в системе облачной платформы обеспечивает возможность удаленного автоматического контроля состояния изоляции трубопроводов существующей СОДК, упрощает эксплуатацию, исключает физическое присутствие специалистов на участках теплотрасс для выполнения измерений, что в конечном, расширяет функционал системы.
Включение в систему облачного сервера обработки данных, облачного сервера хранения данных и базовой станции сети LoRaWAN предоставляет возможность удаленного автоматического контроля состояния изоляции трубопроводов существующей СОДК, с использованием беспроводного канала связи.
Благодаря наличию совокупности данных признаков система обеспечивает возможность удаленного автоматического контроля состояния изоляции трубопроводов существующей СОДК (система оперативного дистанционного контроля), точную настройку оповещений по измерениям электрического сопротивления на подконтрольных участках теплотрассы, позволяет своевременно выявить неполадки с приборами, замену батареи и передачу информации по беспроводному каналу связи. Кроме того, наличие данных признаков позволяет сократить затраты на эксплуатацию, упростить ремонтные работы. Система дистанционного автоматического контроля и эксплуатации трубопроводов теплотрасс может быть составной частью Платформы «Системы «Умный город».
Предлагаемая система дистанционного автоматического контроля и эксплуатации трубопроводов теплотрасс представлена на блок-схеме Фиг.1
Система дистанционного автоматического контроля и эксплуатации трубопроводов теплотрасс (Фиг) функционирует следующим образом.
В наземный ковер 1 устанавливается конвертер интерфейсов 2 который отвечает за измерение электрического сопротивления на линиях токопроводящего сигнального проводника локальной теплотрассы (в заявляемой системе сопротивление на линиях токопроводящего сигнального проводника локальной теплотрассы обозначается «Петля»). Конвертер интерфейсов 2 представляет собой модуль с программируемой платой с входами, предназначенными для подключения сигнального проводника и разъемом для подключения батареи питания, заключенный в пластиковый корпус со степенью защиты IP67(Стандарт IP67– это высокий уровень устойчивости корпуса к попаданию пыли и жидкости. Первая цифра «6» обозначает полную герметизацию корпуса и защиту от пыли, «7» - говорит о незначительном сопротивлении корпуса к контакту с водой.). Так же конвертер интерфейсов снабжен разъемом для подключения внешней антенны , предназначенной для обеспечения связи с базовой станцией LoRaWAN 3. Помимо электрического сопротивления, конвертер интерфейсов измеряет параметры температуры внутри своего модуля, а также заряд батареи питания, по которым можно оценить текущее состояние эксплуатации конвертера интерфейсов, что позволяет своевременно выявлять неполадки с прибором и планировать замену батареи. Конвертер интерфейсов 2 подключается к линиям сигнального проводника, выведенным в наземный ковер 1. Контроль теплотрассы реализован на основе измерения сопротивления изоляции и сигнального проводника. По сопротивлению изоляции можно понять, есть ли в трубопроводе участки с повышенной влажностью изоляции, вызванной либо проникновением влаги через внешнюю полиэтиленовую оболочку трубопровода, либо за счет утечки теплоносителя из стального трубопровода вследствие коррозии или дефектов соединений. Измерение сопротивления в широком диапазоне позволяет контролировать скорость намокания изоляции. Конвертер интерфейсов 2 помимо измерения сопротивления сигнального провода локальной теплотрассы способен измерять сопротивление сигнального провода основной теплотрассы от котельной (в заявляемой системе сопротивление на линиях токопроводящего сигнального проводника основной теплотрассы обозначается «Магистраль»). Конвертер интерфейсов 2 имеет с своем составе память, для хранения измеряемых данных сопротивления, и дистанционной передачи их в автоматическом режиме. Так же возможен вариант установки нескольких конвертеров интерфейсов в одном ковере. Антенна, которой оснащен конвертер интерфейсов 2, подключённой в разъем для внешней антенны, выводится наружу ковера 1 и крепится на его корпусе.
Конвертер интерфейсов 2 подключается по беспроводному каналу связи к базовой станции 3 по технологии LoRaWAN. Эта беспроводная технология работает в частотных диапазонах, которые не требуют получения лицензий и разрешений от государственных органов во многих странах (в том числе и в РФ), что упрощает ввод в эксплуатацию базовых станций.
Беспроводная станция LoRaWAN 3 включает в себя модуль LoRaWAN и антенну для связи с конвертером интерфейсов измеряющим электрическое сопротивление, а также проводной интерфейс Ethernet 4 для связи по сети интернет с облачным сервером обработки данных 5. Базовых станций LoRaWAN 3 может быть несколько в системе контроля теплотрасс, если необходимо расширить радиус покрытия территории. Облачный сервер обработки данных 5 подключается к облачному серверу хранения данных 6.
Измеренные данные электрического сопротивления хранятся и обрабатываются на серверах, и передаются в облачную платформу 7. Пользователь может обратиться к облачной платформе 7 для просмотра и использования данных через дистанционное автоматизированное рабочее место 8. Дистанционным автоматизированным рабочим местом может являться компьютер, оснащенный выходом в интернет. В облачной платформе 7 присутствует возможность просматривать данные, строить графики, анализировать полученные показания сопротивления, скачивать информацию, настраивать систему оповещений о событиях на наблюдаемых участках теплотрасс. Оповещения уведомляют пользователей об «аварийных» ситуациях по следующим критериям по умолчанию:
- Для "Изоляции" если значение пришло <500 кОм - это считается аварией, пользователю выдается оповещение.
- Для "Петли" если значение пришло >100 Ом - это считается аварией, выдается оповещение.
Пользователь имеет возможность настроить оповещения по требуемым параметрам, которые необходимы для эксплуатации системы на подконтрольных участках.
Преимуществами данной системы является возможность оперативного автоматического отслеживания сопротивления на подконтрольных участках теплотрасс для выявления текущего состояния изоляции. Так же важным преимуществом заявляемой системы является просмотр текущего состояния системы контроля теплотрасс, возможность дистанционного просмотра характеристик наблюдаемого участка, возможность получения оповещений при работе с системой, возможность расширять радиус подключения подконтрольных участков за счет увеличения количества базовых станций.
В настоящее время предложенная система дистанционного автоматического контроля и эксплуатации трубопроводов теплотрасс внедрена в городах области и успешно функционирует, что подтверждает промышленную применимость заявленного изобретения.
Claims (1)
- Система дистанционного автоматического контроля и эксплуатации трубопроводов теплотрасс с использованием беспроводного канала связи, характеризующаяся тем, что включает наземный ковер, на котором установлен по крайней мере один конвертер интерфейсов, представляющий собой модуль с программируемой платой с входами для подключения сигнальных проводников и разъёмом для батареи питания, а также снабжённый разъемом для подключения внешней антенны, закрепленной на внешнем корпусе ковера, которая обеспечивает связь по крайней мере с одной беспроводной базовой станцией LoRaWAN и с проводным интерфейсом Ethernet для связи с облачным сервером обработки данных и облачным сервером хранения данных, кроме того имеет память для хранения измеряемых данных сопротивления и дистанционной передачи в автоматическом режиме.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2774558C1 true RU2774558C1 (ru) | 2022-06-21 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809889C1 (ru) * | 2023-02-09 | 2023-12-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" | Способ дистанционного диагностирования технического состояния двигателей внутреннего сгорания |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2289753C1 (ru) * | 2005-11-18 | 2006-12-20 | Закрытое акционерное общество "МосФлоулайн" | Система оперативного дистанционного контроля состояния изоляции трубопроводов с теплоизоляцией из пенополиуретана, способ и устройство контроля |
RU2566112C2 (ru) * | 2014-03-04 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЁПЛО" | Способ определения места протечки теплотрассы |
RU180206U1 (ru) * | 2017-12-29 | 2018-06-06 | Василий Васильевич Егоров | Телеметрическое устройство сбора информации и мониторинга за удаленным объектом |
CN208369629U (zh) * | 2018-06-08 | 2019-01-11 | 扬州森瑟尔科技有限公司 | 螺栓紧固安全远程监控网络*** |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2289753C1 (ru) * | 2005-11-18 | 2006-12-20 | Закрытое акционерное общество "МосФлоулайн" | Система оперативного дистанционного контроля состояния изоляции трубопроводов с теплоизоляцией из пенополиуретана, способ и устройство контроля |
RU2566112C2 (ru) * | 2014-03-04 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЁПЛО" | Способ определения места протечки теплотрассы |
RU180206U1 (ru) * | 2017-12-29 | 2018-06-06 | Василий Васильевич Егоров | Телеметрическое устройство сбора информации и мониторинга за удаленным объектом |
CN208369629U (zh) * | 2018-06-08 | 2019-01-11 | 扬州森瑟尔科技有限公司 | 螺栓紧固安全远程监控网络*** |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809889C1 (ru) * | 2023-02-09 | 2023-12-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" | Способ дистанционного диагностирования технического состояния двигателей внутреннего сгорания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100397090C (zh) | 用于测评地下电力电缆的装置和方法 | |
CN106123109B (zh) | 一种管道监测*** | |
US5883815A (en) | Leak detection system | |
US7212009B2 (en) | Fluid detection cable | |
KR101098528B1 (ko) | 관로 감시 시스템 및 방법 | |
CN112462190B (zh) | 地下电缆故障探测多足机器人、探测***及探测方法 | |
KR101604110B1 (ko) | 비접촉 반도체형 통합 온습도 센서를 이용한 수배전반의 부스바 통합 관리 시스템 | |
KR100949428B1 (ko) | 가스공급장치의 원격감지 시스템 및 그 방법 | |
CN107615086B (zh) | 用于诊断电导体承载***的完整性的***、方法和装置 | |
RU2289753C1 (ru) | Система оперативного дистанционного контроля состояния изоляции трубопроводов с теплоизоляцией из пенополиуретана, способ и устройство контроля | |
CN111442853A (zh) | 一种电力电缆接头立体测温无线传感器 | |
RU2774558C1 (ru) | Система дистанционного автоматического контроля и эксплуатации трубопроводов теплотрасс | |
CA2676662A1 (en) | Method for locating pipe leaks | |
EP2725367A1 (en) | Method and device for monitoring partial discharges | |
JP2006304523A (ja) | 配電設備の管理システムおよび配電設備の管理方法 | |
RU2566112C2 (ru) | Способ определения места протечки теплотрассы | |
CN110967382A (zh) | 一种保温层下金属腐蚀与涂层完整性监测*** | |
US11408796B2 (en) | Continuous monitoring device for detecting defects in a section of piping and a monitoring system fitted with at least two monitoring devices | |
KR102187099B1 (ko) | 지중 무선 센서 네트워크 및 이를 이용한 열수송관 손상 감지 시스템 | |
CN115877126A (zh) | 一种地下线缆风险预警*** | |
CN113188053B (zh) | 基于管道地理特点的管道故障调度方法、装置及*** | |
JP2018036222A (ja) | 漏洩検知システム、漏洩検知方法及び超電導ケーブル | |
EP3699619B1 (en) | Wiring-integrity automatic monitoring system having improved features | |
CN113686461A (zh) | 一种t型电缆接头自取电温度传感器、电缆接头故障检测***及方法 | |
KR20190012785A (ko) | 협대역 사물 인터넷을 기반으로 하는, 방식 전위 측정용 터미널 원격 모니터링 시스템 |