专利名称：供热管网检查井补偿器智能泄漏监测及防盗系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田上用于供热管网监测的一种装置，具体的说是涉及一种对供热管网补偿器的泄漏进行监测的装置。
背景技术：
供热管网在热媒输送过程中会产生热膨胀伸长，为消除因热膨胀伸长给管网产生的热应力影响，在管路中要加入一种能抵消其热应力的设备，这种设备就是补偿器。供热管线间通过补偿器调节热胀冷缩，以缓解管网内部的热应力，类似路桥上的“伸缩缝”。一般来说，补偿器是用波纹钢制成环状后套在蒸汽内管上，随着蒸汽管网的热胀冷缩而伸缩，从而保证管网正常输送蒸汽。但是，经过长时间的应用后发现存在如下问题由于补偿器的伸缩次数是有限的，达到使用寿命后就会脆化难以再实现伸缩。如果此时补偿器受到纵向外力，则很容易受损，导致管线泄漏。此外，还会发生不法人员偷盗补偿器的阀门造成管线泄漏的情况。但是，现有技术中还没有一种装置可以及时检测出这种泄漏，当巡检人员在巡检后发现时，往往都已经造成了巨大的损失。
发明内容为了解决背景技术中提出的现有技术问题，本实用新型提供一种供热管网检查井补偿器智能泄漏监测及防盗系统，该种供热管网检查井补偿器智能泄漏监测及防盗系统能够通过高精度传感器测量检查井的相关参数从而来实时监测补偿器是否泄漏，避免了重大损失的发生。本实用新型的技术方案是该种供热管网检查井补偿器智能泄漏监测及防盗系统，包括中央微处理器以及由锂电池组构成的电源模块，所述电源模块为所述中央微处理器提供工作电源，其独特之处在于所述系统还包括一个数据采集模块和一个无线传输模块，所述数据采集模块由温度信号采集和处理单元、液位传感器以及阀门防盗开关构成；其中，所述温度信号采集和处理单元由温度传感器、比较器和A/D转换模块组成，所述温度传感器采集回来的温度信号经过比较器放大和A/D转换模块转换成数字信号后输出至所述中央微处理器的温度信号输入端，所述液位传感器以及阀门防盗开关的信号输出端分别连接至所述中央微处理器的对应数字信号输入端；所述无线传输模块由串行输入接口和 GPRS模块构成，所述串行输入接口为所述中央微处理器和GPRS模块提供双向的信号传递。本实用新型具有如下有益效果供热管网检查井补偿器智能泄漏监测及防盗系统是通过高精度传感器测量检查井相关参数，来监测补偿器是否泄漏，为了获取有效、可靠的监测数据，采用由PIC微控制器构成的超低功耗的数据采集模块和由GPRS无线模块构成超低功耗无线传输模块，这些用以保障数据采集、传输过程的长期稳定可靠运行。本装置在设计时充分考虑了检查井的特殊情况，具有低功耗、防水，抗电磁辐射干扰能力强等特点，不会受外界电子设备的电磁干扰而产生异常动作，保障了装置运行的高可靠性，可以实用于各种恶劣的工业环境。本装置能够实时监测补偿器的泄漏情况，免去了以往人工巡检的麻烦；采用温度和液位传感器共同监控泄漏状态，可以确保对补偿器泄漏的准确监控；此外， 本装置具有超低功耗设计，由锂电池供电，可以连续工作6个月以上，GPRS流量小，产生费用少。此外，本装置附带一套阀门防盗装置，当发生阀门被盗窃时，能对具体问题及时给控制平台提供相应的报警，能够使相应管理人员作出快速反应。
图1是本实用新型的组成示意图。图2是本实用新型一个实施例的电气原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明首先对本装置的构成进行概述本装置如图1所示，包括中央微处理器以及由锂电池组构成的电源模块，所述电源模块为所述中央微处理器提供工作电源，其独特之处在于所述系统还包括一个数据采集模块和一个无线传输模块，所述数据采集模块由温度信号采集和处理单元、液位传感器以及阀门防盗开关构成；其中，所述温度信号采集和处理单元由温度传感器、比较器和A/D转换模块组成，所述温度传感器采集回来的温度信号经过比较器放大和A/D转换模块转换成数字信号后输出至所述中央微处理器的温度信号输入端，所述液位传感器以及阀门防盗开关的信号输出端分别连接至所述中央微处理器的对应数字信号输入端；所述无线传输模块由串行输入接口和GPRS模块构成，所述串行输入接口为所述中央微处理器和GPRS模块提供双向的信号传递。图2显示的是实施前述方案的一个具体技术方案。如图所示，采集模块由温度传感器U5、U8、U13、U16加上对应的比较器 U6.U9.U14.U17以及数字电位器U7、U10、U15、U18，外加A/D转换器等部分构成。在本部分结构中，比较器是为降低功耗而设计的，与数字电位器协同工作。此外，采集模块中除泄漏监测部分外，还有一个防盗监测部分，泄漏监测部分是采用一个液位计Ull与四个温度传感器TO、U8、U13、U16对井内供水和回水的水位、管壁温度和井内温度进行实时监测。液位计Ull安装在检查井底部，当补偿器泄漏时，井底积水引起液位计报警；四个温度传感器分别位于补偿器管壁，其中供回水各一个，即温度传感器U5、U8，而井内两个温度传感器U13、 Uieo补偿器器上的两个温度传感器TO、U8用于监测供回水温度，此温度与监控中心传过来的供回水温度进行比较，如果温度差小于规定的数值，认为补偿器泄漏；井内的两个温度传感器U13、U16用于监测检查井内温度，此温度与管壁温度进行比较，如果温度差小于规定数值，也可认为补偿器泄漏。防盗监测部分主要由阀门防盗开关U12来监测井盖的开启情况，当井盖被打开时，通过GPRS向监控中心发送报警信号。GPRS通信模块U2用于和监控中心进行数据通信，发送报警信息和接收监控中心发来的管内的供回水温度。中央微处理器 Ul用于控制数据采集和数据处理。当系统工作时，数据电位器的电压大小对应于补偿器非泄漏的电信号电压，平时MUC处空闲状态、GPRS模块处于休眠状态，用以节电，只有传感器和比较器工作，传感器采集的电信号达到比较器，与数据电位器的电压进行比较，如果小于数据电位器的电压，认为无泄漏发生，不用触发MCU，如果大于数据电位器的电压，认为可能有泄漏问题，比较器触发MCU进行数据采集分析，如果判断补偿器泄漏，MCU启动GPRS无线模块，把报警数据发送给监控中心。[0010] 本装置考虑到井内泄露、高温等对芯片有害的环境影响，因此在实施时，均采用适应高温环境的器件来搭建。用防水，隔热的材料给系统电路板做一套防护膜层，保证其在井内能正常平稳的工作。此外，由于天气环境的不同，每天供热的温度也有所区别，而且从环保节能的角度考虑动态供热也是节能的有效办法。因此，本装置可以采用动态温度监测的办法来实现井内温度的实时监测。具体方案为中央微处理器在每天的固定时间段会唤醒 GPRS模块，并由其接收监控中心每天在此时间段发送出的一个新的管内水温值，然后中央微处理器就依据此温度来确定每天的报警基准温度，从而实现动态温度监测的功能。
权利要求1. 一种供热管网检查井补偿器智能泄漏监测及防盗系统，包括中央微处理器以及由锂电池组构成的电源模块，所述电源模块为所述中央微处理器提供工作电源，其特征在于所述系统还包括一个数据采集模块和一个无线传输模块，所述数据采集模块由温度信号采集和处理单元、液位传感器以及阀门防盗开关构成；其中，所述温度信号采集和处理单元由温度传感器、比较器和A/D转换模块组成，所述温度传感器采集回来的温度信号经过比较器放大和A/D转换模块转换成数字信号后输出至所述中央微处理器的温度信号输入端，所述液位传感器以及阀门防盗开关的信号输出端分别连接至所述中央微处理器的对应数字信号输入端；所述无线传输模块由串行输入接口和GPRS模块构成，所述串行输入接口为所述中央微处理器和GPRS模块提供双向的信号传递。
专利摘要一种供热管网检查井补偿器智能泄漏监测及防盗系统。主要解决现有检查井泄漏监测主要靠人工巡检导致不能及时发现泄漏点的问题。其特征在于系统还包括一个数据采集模块和一个无线传输模块，所述数据采集模块由温度信号采集和处理单元、液位传感器以及阀门防盗开关构成；温度传感器采集回来的温度信号经过比较器放大和A/D转换模块转换成数字信号后输出至中央微处理器的温度信号输入端，液位传感器以及阀门防盗开关的信号输出端分别连接至中央微处理器的对应数字信号输入端；无线传输模块由串行输入接口和GPRS模块构成，串行输入接口为中央微处理器和GPRS模块提供双向信号传递。本系统能够实时监测补偿器泄漏情况，且具有防盗报警的功能。
文档编号E21B47/00GK201991516SQ20112006384
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月14日 优先权日2011年3月14日
发明者刘斌, 姜建国, 姜春雷, 姜金海, 张玉波, 李卓, 梁洪卫, 毕洪波, 赵勇, 阚玲玲, 高丙坤 申请人:东北石油大学