一种基于传感器的管道应变监测系统的制作方法

本实用新型涉及一种管道应变监测系统，具体说是一种基于传感器的管道应变监测系统，属于管道输送监测装备技术领域。

本专利得到国家重点研究计划课题“堰塞坝开发利用理论与安全评价体系(2018yfc1508505)”、国家自然科学基金面上项目“路堤下刚性桩复合地基沉降变形控制理论(51579152)”的资助。

背景技术：

长输油气管道在国民经济中占有重要的地位，因此，管道运输的安全对经济发展和环境保护等方面有着重要的意义。随着时间的增长，管道材料的变化、地质的变化等因素都会对管道的安全产生重要的影响，因此保证油气管道的安全尤为重要。振弦式应变计是一种利用振弦来进行测量的应变传感器，其最大的优点是传感器结构简单，工作可靠，输出信号为标准的频率信号，非常方便计算机处理或代手段的电路调理。

技术实现要素：

实用新型目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本实用新型提供一种基于传感器的管道应变监测系统，通过对待测管路的关键部位布设振弦式应变计，达到长期监测此区间应变变化的作用，从而保证了管道的安全。

技术方案：本实用新型提供一种基于传感器的管道应变监测系统，包括数据采集仪以及敷设在管道上的应变计，所述应变计均匀分布固定安装在待测管道的周向上，所述应变计采集信号数据通过导线与数据采集仪相连，所述数据采集仪安装在防护箱体内，由箱体内安装的蓄电池为数据采集仪供电；在防护箱体外架设光伏发电板，由所述光伏发电板经充放电电路为蓄电池充电。

本实用新型的进一步限定技术方案，前述的基于传感器的管道应变监测系统，所述应变计为振弦式应变计，其结构型号为vk-4150。

前述的基于传感器的管道应变监测系统，通过焊接方式固定在管道的圆周上固定三个所述振弦式应变计，分别安装在圆周的0点、4点以及8点钟方向。

前述的基于传感器的管道应变监测系统，所述数据采集仪采用六通道swn-203一体化振弦采集仪，通过dtu通讯模块，将采集数据发送到对应的客户端软件上，由客户端软件对采集的数据进行处理储存，当采集的数据发送波动，根据设定的数值进行预警等程序。

前述的基于传感器的管道应变监测系统，所述箱体顶部设有安装光伏组件的凹槽，所述光伏组件通过玻璃胶固定粘接在所述凹槽内；所述箱体底部设有安装立杆，所述导线由所述立杆穿入至所述箱体内，由立杆对光纤导线进行保护，避免光纤导线裸露造成破损，影响设备的正常运转。

进一步的，前述的基于传感器的管道应变监测系统，所述箱体的开口处均设有密封件。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型实现了对管道的全自动测量，大大节约了人力成本。通过对特殊位置的测量，保证了管道运行的安全，大大加强了管道运输的安全性。

本技术：
方案的监测系统的安装方便,维护简单，简单的系统架构使系统发生故障的几率大大降低，且可以通过远程操作对系统软件升级和维护。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图。

图2为本实施例客户端软件界面示意图。

图中：1.光伏发电板、2.数据采集仪、3.箱体、4.立杆、5.振弦式应变计、6.待测管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

本实施例提供一种基于传感器的管道应变监测系统，结构如图1-2所示，包括数据采集仪2以及敷设在管道上的vk-4150振弦式应变计5，通过焊接方式固定在待测管道6的圆周上固定三个振弦式应变计5，分别安装在圆周的0点、4点以及8点钟方向，振弦式应变计采集信号数据通过光纤导线与数据采集仪相连，数据采集仪采用六通道swn-203一体化振弦采集仪，通过dtu通讯模块，将采集数据发送到对应的客户端软件上，由客户端软件对采集的数据进行处理储存，当采集的数据发送波动，根据设定的数值进行预警等程序；本实施例所使用的客户端软件为swn-203一体化振弦采集仪由厂家配套软件，为现有技术软件，本实施例不再赘述其结构和操作方法。数据采集仪安装在防护箱体3内，由箱体3的开口处均设有密封件，以保护箱体内的电气设备；箱体内安装的蓄电池为数据采集仪供电；箱体顶部设有安装光伏组件的凹槽，光伏发电板1通过玻璃胶固定粘接在凹槽内；箱体底部设有安装立杆4，导线由立杆穿入至箱体内，由光伏发电板经充放电电路为蓄电池充电。

本实施例在使用时，采集仪通过捕捉振弦信号，将振弦信号转化成应变的变化量，然后将数据传输至客户端软件，采集仪通过光伏发电板1充电至蓄电池从而实现长期测量。当管道发生应变时，此时对应的应变计的钢弦会以同样方式变形，此时其共振频率发生变化，通过采集仪获取发生变化的模数数据，经过软件分析转化为应变量的变化，超过阈值则发生报警。本实施例中可以通过软件设置采集周期、采集时间、存储数据、实时采集等功能

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种基于传感器的管道应变监测系统，包括数据采集仪以及敷设在管道上的应变计，其特征在于：所述应变计均匀分布固定安装在待测管道的周向上，所述应变计采集信号数据通过导线与数据采集仪相连，所述数据采集仪安装在防护箱体内，由箱体内安装的蓄电池为数据采集仪供电；在防护箱体外架设光伏发电板，由所述光伏发电板经充放电电路为蓄电池充电。

2.根据权利要求1所述的基于传感器的管道应变监测系统，其特征在于：所述应变计为振弦式应变计，其结构型号为vk-4150。

3.根据权利要求2所述的基于传感器的管道应变监测系统，其特征在于：通过焊接方式固定在管道的圆周上固定三个所述振弦式应变计，分别安装在圆周的0点、4点以及8点钟方向。

4.根据权利要求1所述的基于传感器的管道应变监测系统，其特征在于：所述数据采集仪采用六通道swn-203一体化振弦采集仪，通过dtu通讯模块，将采集数据发送到对应的客户端软件上。

5.根据权利要求1所述的基于传感器的管道应变监测系统，其特征在于：所述箱体顶部设有安装光伏组件的凹槽，所述光伏组件通过玻璃胶固定粘接在所述凹槽内；所述箱体底部设有安装立杆，所述导线由所述立杆穿入至所述箱体内。

6.根据权利要求5所述的基于传感器的管道应变监测系统，其特征在于：所述箱体的开口处均设有密封件。

技术总结
本实用新型公开一种基于传感器的管道应变监测系统，包括数据采集仪以及敷设在管道上的应变计，其特征在于：所述应变计均匀分布固定安装在待测管道的周向上，所述应变计采集信号数据通过导线与数据采集仪相连，所述数据采集仪安装在防护箱体内，由箱体内安装的蓄电池为数据采集仪供电；在防护箱体外架设光伏发电板，由所述光伏发电板经充放电电路为蓄电池充电。本实用新型实现了对管道的全自动测量，大大节约了人力成本。通过对特殊位置的测量，保证了管道运行的安全，大大加强了管道运输的安全性。本申请方案的监测系统的安装方便,维护简单，简单的系统架构使系统发生故障的几率大大降低，且可以通过远程操作对系统软件升级和维护。

技术研发人员：邵翰林;吴帅;胡德新;张启灵;何宁;张中流;何斌;张桂荣;汪璋淳;周彦章;李登华;王青青;梅聚福;刘中仪
受保护的技术使用者：南京嘉兆仪器设备有限公司;水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
技术研发日：2019.12.27
技术公布日：2020.09.25