管道的无缝故障监控系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于故障监测技术领域，涉及一种故障监控系统，尤其涉及一种管道的无缝故障监控系统；同时，本发明还涉及一种管道的无缝故障监控方法。
【背景技术】
[0002]随着城市文明的发展，城市管网分布越来越复杂，包括建筑管网，地下管网。由于地质沉降等原因塑料管道的应用也逐渐成为主流，管道网络的复杂加上总长度数量的巨大以及塑料管道天生的不可探测性给盲埋管道的日后维护带来诸多不便，本发明的目的是把管道的事后抢险变成事前维修，防止事态扩大带来的巨大社会成本，以及维修定位便利，使得作业工作量小，抢修及时，把损失以及社会负面影响降低到最低。如图1所示，一般的管道就是一个塑料0型圈的平面纵向连续延伸。
[0003]有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的监测方式，以便克服现有监测方式存在的上述缺陷。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提供一种管道的无缝故障监控系统，可实现自动监测、提前预警，提前计划保养维修，变事故为常规检修维护。
[0005]此外，本发明还提供一种管道的无缝故障监控方法，可实现自动监测、提前预警，提前计划保养维修，变事故为常规检修维护。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种管道的无缝故障监控系统，所述监控系统包括:管道、设置于管道内的光纤、至少一光纤接入单元、主机;管道包括内管、设置于内外的外管，内管与外管之间嵌入了 1到2根光纤，光纤夹在塑料内管和外管之间，光纤的两端从塑料外管壁伸出；
[0008]所述外管的材料包括塑料原料，以及设定比例的、经过钝化处理的氧化铝粉末颗粒;相当于给管道外层穿上了一层电波反射层，便于管道位值探测定位时快速准确的定位管道位值；
[0009]管道中的光纤两端连接光纤接入单元，各光纤接入单元分别包括单色红色激光脉冲发生器、全光谱光纤接收口、电路板和外壳；
[0010]所述光纤接入单元通过网线或无线通讯方式连接到电脑，通过电脑监控管道运行状况，通过PC软件数据分析提前预警管道可能出现的风险，包括了管道温度的异常，受挤压后的弯曲变形，以及断裂;并通过喇曼算法定位故障可能的范围；最后系统通过网络互联连接到各个中断设备，工作人员可以通过设备APP用手机掌上电脑等随时查看各条监控管网状态；
[0011]光纤通过对接接头或者融接的方式串联起来;每10公里设置一个光纤接入设备；光纤接入设备的发射单元和接收单元分别连接两段管道，接收来自计算机远端的光信号，发射单元把激光脉冲发送向计算机方向；光纤接入设备负责两个工作:测量脉冲的收发，以及光纤数据的转发;通过分时分光强幅度来区分测量脉冲以及数据包络；当设备接收到上一个设备发送来的测量激光脉冲后从脉冲的结构和光谱判断上一个管道的温度以及管道的首压状态，随后通过数据帧发送给下一个管道节点的光纤收发器，随后发送测量脉冲，依此类推，把管道的长度无限拓展，不至于信号强度衰减的技术问题限制监控距离;最后一个节点和监控计算机通过数据口对联交换数据;计算机软件除了人机交换以外还保存了不同时间端的管道状态的增泰分布参数，对每天变化的数据做出比对判断，达到设定的告警门限及时地显示提醒，再通过专业人员的判断决定是否需要检修;并且提前计算出告警节点大致距离位置；当检修人员就位后在计算出的大致位置首先使用管道探测器探测管道精确位置，然后破土检修，检修完毕恢复掩埋。
[0012]一种管道的无缝故障监控系统，所述监控系统包括:管道、设置于管道内的光纤、至少一光纤接入单元、主机;管道包括内管、设置于内外的外管，内管与外管之间嵌入至少一根光纤，光纤夹在内管和外管之间；
[0013]管道中的光纤两端连接光纤接入单元，所述光纤接入单元连接至一主机，通过主机监控管道运行状况。
[0014]作为本发明的一种优选方案，所述外管的材料包括塑料原料，以及设定比例的、经过钝化处理的氧化铝粉末颗粒;相当于给管道外层穿上了一层电波反射层，便于管道位值探测定位时快速准确的定位管道位值。
[0015]作为本发明的一种优选方案，所述各光纤接入单元分别包括单色红色激光脉冲发生器、全光谱光纤接收口、电路板和外壳。
[0016]作为本发明的一种优选方案，所述光纤接入单元通过网线或无线通讯方式连接到电脑，通过电脑监控管道运行状况；
[0017]通过PC软件数据分析提前预警管道可能出现的风险，包括管道温度的异常，受挤压后的弯曲变形，以及断裂;并通过喇曼算法定位故障可能的范围；最后系统通过网络互联连接到各个中断设备，工作人员通过设备软件用手机掌上电脑等随时查看各条监控管网状
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[0018]作为本发明的一种优选方案，光纤通过对接接头或者融接的方式串联起来;每间隔设定距离范围设置一个光纤接入设备。
[0019]作为本发明的一种优选方案，光纤接入设备的发射单元和接收单元分别连接两段管道，接收来自计算机远端的光信号，发射单元把激光脉冲发送向计算机方向；光纤接入设备负责两个工作:测量脉冲的收发，以及光纤数据的转发;通过分时分光强幅度来区分测量脉冲以及数据包络；当设备接收到上一个设备发送来的测量激光脉冲后从脉冲的结构和光谱判断上一个管道的温度以及管道的首压状态，随后通过数据帧发送给下一个管道节点的光纤收发器，随后发送测量脉冲，依此类推，把管道的长度无限拓展，不至于信号强度衰减的技术问题限制监控距离;最后一个节点和监控计算机通过数据口对联交换数据;计算机软件除了人机交换以外还保存了不同时间端的管道状态的增泰分布参数，对每天变化的数据做出比对判断，达到设定的告警门限及时地显示提醒，再通过专业人员的判断决定是否需要检修;并且提前计算出告警节点大致距离位置；当检修人员就位后在计算出的大致位置首先使用管道探测器探测管道精确位置，然后破土检修，检修完毕恢复掩埋。
[0020]—种上述无缝故障监控系统的监控方法，所述监控方法包括:[0021 ]管道中的光纤两端连接光纤接入单元，所述光纤接入单元连接至一主机，通过主机监控管道运行状况。
[0022]作为本发明的一种优选方案，所述监控方法具体包括如下步骤:光纤通过对接接头或者融接的方式串联起来;每10公里设置一个光纤接入设备;光纤接入设备的发射单元和接收单元分别连接两段管道，接收来自计算机远端的光信号，发射单元把激光脉冲发送向计算机方向；光纤接入设备负责两个工作:测量脉冲的收发，以及光纤数据的转发;通过分时分光强幅度来区分测量脉冲以及数据包络；当设备接收到上一个设备发送来的测量激光脉冲后从脉冲的结构和光谱判断上一个管道的温度以及管道的首压状态，随后通过数据帧发送给下一个管道节点的光纤收发器，随后发送测量脉冲，依此类推，把管道的长度无限拓展，不至于信号强度衰减的技术问题限制监控距离;最后一个节点和监控计算机通过数据口对联交换数据;计算机软件除了人机交换以外还保存了不同时间端的管道状态的增泰分布参数，对每天变化的数据做出比对判断，达到设定的告警门限及时地显示提醒，再通过专业人员的判断决定是否需要检修;并且提前计算出告警节点大致距离位置；当检修人员就位后在计算出的大致位置首先使用管道探测器探测管道精确位置，然后破土检修，检修完