一种保温管泄漏报警系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于监测城市供热管网中保温管泄露的系统，它采用光纤传感网络实时在线监测供热管网中保温管的温度信息变化，从而实现对保温管泄露的监测与报警，属于光纤传感领域。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的发展，城镇供热管网系统变得越发的庞大和复杂，特别是主管网的保温管内的水温和水压很高，一旦发生事故便会对国民经济造成巨大损失。城镇供热管网中的保温管大部分是直埋式的，而直埋式保温管出现问题，几乎都是由管壁裂缝渗漏引起的。如何通过实时数据对供热管网的泄露情况等进行科学分析是城镇供热管网系统中迫切需要解决的问题。渗漏是一个缓慢变化的过程，在工程结构中需要采用有效的手段监测渗流进而确定渗流发生的位置，以期做到及时的发现问题、解决问题，做到防患于未然。传统的光栅测温、感温电缆、热电阻等测量泄露的方法只能对供热管网中的某些局部位置进行检测，从而确定是否出现泄漏，无法为安全、经济运行、高效检修提供科学依据。而利用光纤测温能实现整个管网的连续测量，同时配以高速信号采集设备、信号分析设备、报警设备、通信设备实现实时在线监测，从而有效地避免了保温管泄露带来的安全问题和经济损失。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种保温管泄露报警系统，该系统能够连续测量整个供热管网中保温管的温度和位置信息，并实现在线监测。当供热管网中的保温管出现泄漏时，传感光缆的温度急剧上升，并能够将故障点的位置信息、温度信息、报警信息等传送到监控人员的显示器和维修人员的PAD设备上，以便快速定位故障地点，完成维修，避免损失。
[0004]由于测量采用光纤测温技术，本实用新型可以连续的获得沿探测光纤30公里以内的保温管温度信息，且具有很强的抗电磁干扰性、电绝缘性，在高电磁环境和振动环境中可以正常的工作，同时测温传感光缆具有耐腐蚀、耐高温、耐潮湿、耐挤压及寿命长的特性，使用时间超过30年。
[0005]本实用新型的原理是使用所述传感光缆作为温度测量以及信号传输的载体，所述激光模块向所述传感光缆中发射光脉冲，入射光子与介质分子在光纤纤芯介质材料密度的成分起伏和微观变化等因素的影响下，二者相互作用，入射光中光子与分子由于介质的非线性效应而发生非线性碰撞。光子与分子之间在非弹性过程中发生能量交换，光子不仅改变了运动的方向，同时光子的部分能量传递给分子，或者分子振动和转动的部分能量传递给光子，从而改变了光子的频率，这就是拉曼散射。这部分散射光中，选取拉曼散射光作为监测对象进行分析。拉曼散射光包含斯托克斯光和反斯托克斯光两种，其中斯托克斯光与温度无关，而反斯托克斯光随温度变化而变化，使用两种光波之比和温度的定量关系，即可求得温度。通过对散射光的快速采集，使用光时域反射原理(OTDR)计算出对应的位置，得到光纤上每个点的温度信息，即可完成被测保温管的温度监测。
[0006]本实用新型的技术方案是:一种保温管泄露报警系统，如图1所示，包括远程监控系统、上位机、手持PAD模块、激光模块、单片机控制模块、报警模块、波分复用模块、两个光电二极管模块、两个信号放大模块、信号处理模块、传感光缆。
[0007]进一步地，所述传感光缆置于被测保温管的表面，以便当保温管泄漏时，光缆可以快速地测量;所述波分复用模块接收所述激光模块的光信号，并将光信号传输到所述传感光缆中，同时接收所述传感光缆中散射的光信号，并将散射的光信号分别传输到所述的两个光电雪崩二极管模块;所述两个光电雪崩二极管模块分别将电信号传输到两个信号放大模块;所述信号处理模块接收两个所述信号放大模块输出的电信号，并将处理后的电信号传输到所述单片机控制模块;所述单片机控制模块控制所述激光模块，并将报警信号传输到所述报警模块，同时与所述上位机进行双向通信;所述上位机分别与所述远程监控系统、手持PAD模块进行双向通信，目的在于将整个供热管网的情况实时发送给监视人员和维修人员。
[0008]本实用新型的有益效果是:抗电磁干扰能力强、高空间分辨率、高温度分辨率、数据测量速度快、故障定位精准、测量距离长、抗恶劣环境、实时在线监测。有效地实现城镇供热管网全线的实时泄露在线监测，及时发现和定位泄露故障点，并输出报警信息，在满足实时精准监控的同时，提高了系统稳定性，减少了维修故障的时间成本和资金成本。
【附图说明】
[0009]为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍。
[0010]图1为本实用新型的结构图。
【具体实施方式】
[0011 ]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做进一步说明。
[0012]如图1所述，本实用新型包括远程监控系统、上位机、手持PAD模块、激光模块、单片机控制模块、报警模块、波分复用模块、两个光电二极管模块、两个信号放大模块、信号处理模块、传感光缆。
[0013]优选的，所述上位机分别与所述远程监控系统、手持PAD模块、单片机控制模块相连接，所述单片机控制模块分别与所述报警模块、激光模块、信号处理模块相连接，所述波分复用模块分别与所述激光模块、两个光电雪崩二极管模块、传感光缆相连接，所述信号处理模块通过两个所述信号放大模块分别连接到两个光电雪崩二极管模块，所述传感光缆置于被测保温管的表面。
[0014]进一步地，所述传感光缆置于被测保温管的表面，以便当保温管泄漏时，光缆可以快速地测量;所述波分复用模块接收所述激光模块的光信号，并将光信号传输到所述传感光缆中，同时接收所述传感光缆中散射的光信号，并将散射的光信号分别传输到所述的两个光电雪崩二极管模块;所述两个光电雪崩二极管模块分别将电信号传输到两个信号放大模块;所述信号处理模块接收两个所述信号放大模块输出的电信号，并将处理后的电信号传输到所述单片机控制模块;所述单片机控制模块控制所述激光模块，并将报警信号传输到所述报警模块，同时与所述上位机进行双向通信;所述上位机分别与所述远程监控系统、手持PAD模块进行双向通信，目的在于将整个供热管网的情况实时发送给监视人员和维修人员。
[0015]进一步地，所述远程监控系统包括液晶显示器、保温管泄露监控软件、GPRS模块、以太网模块；
[0016]所述上位机包括以太网模块、GPRS模块、RS232模块、USB模块、ATOM型号的CPU ；
[0017]所述手持PAD模块包括ARM单片机、GPS模块、IXD液晶屏、矩阵按键、天线；
[0018]所述单片机控制模块包括STM32单片机、RS232模块、调制信号模块、时钟同步模块；
[0019]所述信号处理模块包括时钟同步模块、AD转换模块、DSP处理器；
[0020]所述波分复用模块采用1X3波分复用器；
[0021]所述传感光缆为50/125pm多模光纤，采用的W型剖面设计，并在阶跃折射率芯周围引入低折射率内包层，外层采用螺旋不锈钢护套，接头采用E2000 / APC0
[0022]以上实施方式对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种保温管泄漏报警系统，其特征在于:包括远程监控系统、上位机、手持PAD模块、激光模块、单片机控制模块、报警模块、波分复用模块、两个光电二极管模块、两个信号放大模块、信号处理模块、传感光缆； 所述上位机分别与所述远程监控系统、手持PAD模块、单片机控制模块相连接，所述单片机控制模块分别与所述报警模块、激光模块、信号处理模块相连接，所述波分复用模块分别与所述激光模块、两个光电雪崩二极管模块、传感光缆相连接，所述信号处理模块通过两个所述信号放大模块分别连接到两个光电雪崩二极管模块，所述传感光缆置于被测保温管的表面； 所述传感光缆置于被测保温管的表面，以便当保温管泄漏时，光缆可以快速地测量;所述波分复用模块接收所述激光模块的光信号，并将光信号传输到所述传感光缆中，同时接收所述传感光缆中散射的光信号，并将散射的光信号分别传输到所述的两个光电雪崩二极管模块;所述两个光电雪崩二极管模块分别将电信号传输到两个信号放大模块;所述信号处理模块接收两个所述信号放大模块输出的电信号，并将处理后的电信号传输到所述单片机控制模块;所述单片机控制模块控制所述激光模块，并将报警信号传输到所述报警模块，同时与所述上位机进行双向通信;所述上位机分别与所述远程监控系统、手持PAD模块进行双向通信。2.根据权利要求1所述的一种保温管泄漏报警系统，其特征在于:所述远程监控系统包括液晶显示器、保温管泄露监控软件、GPRS模块、以太网模块;所述上位机包括以太网模块、GPRS模块、RS232模块、USB模块、ATOM型号的CPU;所述手持PAD模块包括ARM单片机、GPS模块、LCD液晶屏、矩阵按键、天线;所述单片机控制模块包括STM32单片机、RS232模块、调制信号模块、时钟同步模块;所述信号处理模块包括时钟同步模块、AD转换模块、DSP处理器;所述波分复用模块采用1X3波分复用器;所述传感光缆为50/125 pm多模光纤，采用的W型剖面设计，并在阶跃折射率芯周围引入低折射率内包层，外层采用螺旋不锈钢护套，接头采用Ε2000 / APC0
【专利摘要】本实用新型提供了一种保温管泄露报警系统，主要应用于城市供热管网中保温管的泄露监测及报警。所述一种保温管泄露报警系统包括：远程监控系统、上位机、手持PAD模块、激光模块、单片机控制模块、报警模块、波分复用模块、光电雪崩二极管模块、信号放大模块、信号处理模块、传感光缆。本实用新型解决了传统的保温管泄露测量方法的局限性，实时在线监测泄露故障，准确指示故障位置并自动报警，以便通知检修人员迅速处理漏水的管段，保证热网安全运行。
【IPC分类】F24D19/10, F17D5/00
【公开号】CN205372758
【申请号】CN201620072896
【发明人】盛玉丽, 苏长磊, 陈海峰
【申请人】天津市州易机电科技有限公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月26日