专利名称：燃气管道地震安全控制演示系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种演示系统，尤其是一种用于输油、输气管道的地震紧急处置， 以实现管道地震安全控制的燃气管道地震安全控制演示系统。
背景技术：
地震是一种严重的自然灾害，而且地震次生灾害造成的损失可能比地震本身造成的直接损失还要大，如强地震可使燃气管道破坏，造成燃气泄漏引起重大火灾和重大生命财产损失。因此应用燃气管道地震应急处置技术，实现燃气管道的地震安全控制具有重要的现实意义。目前，对于输油、输气管道的地震安全控制多使用电磁阀，该电磁阀的控制需要交流电或者直流电，且耗电较大，在强地震时，一般电网瘫痪，无法进行控制。美国已有全机械式煤气地震阀门，并已在地震多发区安装了该阀门，但价格昂贵，无法在我国地震多发区普及。日本是用一种地震感知器检测到地震信号后带动电机关闭燃气管道阀门。中国目前已研制成全机械式燃气管道自动关闭阀门，但尚缺乏一套完整的燃气管道地震安全控制演示系统，以用于燃气管道的地震安全控制机理和效果的演示。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构紧凑、设计合理，价格低廉的可直观显示地震时全机械式地震阀自动关闭燃气管道全过程的燃气管道地震安全控制演示系统，实现燃气管道的地震安全控制机理和效果的演示。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是包括地震波发生单元、燃气管道地震安全控制演示沙盘单元和阀门信息采集报警单元，所述的地震波发生单元由地震波信号发生器、伺服控制器、振动台组成，振动台包括驱动线圈、驱动连杆、导向支撑弹簧、磁路系统、振动台底座和振动台台面，导向支撑弹簧和磁路系统设置在振动台底座上，驱动连杆的一端设置有驱动线圈并安装在磁路系统的磁缝隙中，另一端连接振动台台面，地震波信号发生器经伺服控制器连接到振动台的驱动线圈，燃气管道地震安全控制演示沙盘单元由气源、调压阀、地震阀、燃气管道、气泡显示器、语音报警器、燃气流动显示灯、燃气用户组成，地震阀设置在振动台的振动台台面上，气源通过燃气管道经调压阀连接到地震阀后再通过燃气管道输送给燃气用户，并在管路中设置有气泡显示器，在沙盘上还设置有语音报警器和燃气流动显示灯，阀门信息采集报警单元由地震检波器、数据采集器、分析存储控制器、手机模块、移动通讯网络、短信接收终端、WCDMA3G无线网卡、hternet公共网络、控制中心计算机组成，地震检波器设置在振动台的振动台台面上，地震检波器通过数据采集器连接到分析存储控制器，分析存储控制器的输出信号一路通过手机模块经移动通讯网络发送到短信接收终端，一路通过WCDMA 3G无线网卡经hternet公共网络发送到控制中心计算机，另一路输出到语音报警器和燃气流动显示灯。本实用新型的优点是结构紧凑、设计合理，通过真实设备的实际展示，通过声光电手段生动形象地显示地震时全机械式地震阀自动关闭燃气管道全过程，实现燃气管道的地震安全控制机理和效果的演示，具有重要的实际应用价值。
图1是本实用新型原理示意图；图2是地震波发生单元结构示意图；图3是燃气管道地震安全控制演示沙盘单元结构组成图；图4是阀门信息采集报警单元结构组成图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。由图1-图4可知，本实用新型包括地震波发生单元、燃气管道地震安全控制演示沙盘单元和阀门信息采集报警单元，所述的地震波发生单元由地震波信号发生器1、伺服控制器2、振动台32组成，振动台32包括驱动线圈3、驱动连杆4、导向支撑弹簧5、磁路系统 6、振动台底座7和振动台台面8，导向支撑弹簧5和磁路系统6设置在振动台底座7上，驱动连杆4的一端设置有驱动线圈3并安装在磁路系统6的磁缝隙中，另一端连接振动台台面8，地震波信号发生器1经伺服控制器2连接到振动台32的驱动线圈3，燃气管道地震安全控制演示沙盘单元由气源10、调压阀11、地震阀12、燃气管道13、气泡显示器14、语音报警器15、燃气流动显示灯16、燃气用户17、18、19、20、21、22、23组成，地震阀12设置在振动台32的振动台台面8上，气源10通过燃气管道13经调压阀11连接到地震阀12后再通过燃气管道13输送给燃气用户17、18、19、20、21、22、23，并在管路中设置有气泡显示器14，在沙盘上还设置有语音报警器15和燃气流动显示灯16，阀门信息采集报警单元由地震检波器9、数据采集器M、分析存储控制器25、手机模块沈、移动通讯网络27、短信接收终端观、 WCDMA3G无线网卡四、Internet公共网络30、控制中心计算机31组成，地震检波器9设置在振动台32的振动台台面8上，地震检波器9通过数据采集器M连接到分析存储控制器 25，分析存储控制器25的输出信号一路通过手机模块沈经移动通讯网络27发送到短信接收终端28，一路通过WCDMA3G无线网卡四经hternet公共网络30发送到控制中心计算机 31，另一路输出到语音报警器15和燃气流动显示灯16。所述的阀门信息采集报警单元的分析存储控制器25安装有监测软件实时显示振动台32产生的地震波波形，控制地震波信号发生器1发送的地震波种类和设置短信接收终端观的号码，当地震阀12关闭后，通过点击软件的复位按钮使演示沙盘的语音报警器15 停止报警和使燃气流动显示灯16重新点亮。本实用新型在地震波发生单元的振动台32产生地震波，地震波作用于安装在振动台32上的地震阀12，系统所使用的地震阀12的工作方式为全机械式，阀门关闭不受电力供应的影响，通过地震阀12可设定动作阈值，地震阀12平时处于开启状态，燃气在管道内可自由流通，当地震加速度(或地震烈度)超过设定阈值时，地震阀12动作，自动切断燃气流动。当需要接通燃气管道时，仅需拨动地震阀12的复位开关，即可恢复燃气供应。系统通过阀门信息采集报警单元实时监控地震阀12的状态和作用于地震阀12的地震波信号的幅值、频率信息并接收控制中心计算机31的咨询命令，当地震阀12动作(关闭)时同时向短信接收终端观和控制中心计算机31发出报警信息；通过燃气管道地震安全控制演示沙盘单元模拟城市燃气管线，并通过声光电手段直观的动态显示地震阀12阀门的状态(开启或关闭)。在地震阀12处于开启状态时，演示沙盘的气泡显示器14有气泡溢出、语音报警器15无动作(无报警声)、燃气流动显示灯16点亮；地震阀12关闭时，演示沙盘的气泡显示器14气泡停止溢出、语音报警器15报警(发出报警声音)、燃气流动显示灯16熄灭。下面详述本实用新型工作过程首先安装在分析存储控制器25里的控制软件发送指令到地震波信号发生器1，地震波信号发生器1按照指令从内建的地震波数据库选择指定的地震波信号并发送到伺服控制器2，经放大的地震波信号被送到振动台32，振动台32受地震波信号的驱动，其台面产生地震信号。放在台面上的地震检波器9和地震阀12检测地震波的信息，当地震波的幅值没有达到设定的地震加速度(或地震烈度)时，地震阀12处于开启状态。来自于气源10和调压阀11的燃气通过燃气管道13供应给燃气管道地震安全控制演示沙盘单元中的燃气用户 17、18、19、20、21、22、23，同时气泡显示器14中有气泡溢出，且燃气流动显示灯16处于点亮状态。地震检波器9检测到的地震信号经数据采集器M送至分析存储控制器25，然后由控制软件实时显示和分析。如分析结果显示地震阀12阀门未关闭，则不发出报警指令和不保存数据，软件则继续采集和分析地震信号的信息，同时通过WCDMA3G无线网卡29、hternet 公共网络30接收和答复控制中心计算机31发送的咨询指令。当振动台32的振动幅值达到地震阀门的触发阈值时，地震阀12阀门自动关闭，切断来自于气源10和调压阀11的燃气，停止向燃气用户17、18、19、20、21、22、23供应燃气，气泡显示器14中的气泡停止溢出。 阀门信息采集报警单元的分析软件根据监测到的阀门状态变化，发送一系列控制命令，包括命令地震波信号发生器1停止发送地震波信号、语音报警器15发出语音报警、燃气流动显示灯16熄灭、数据采集器M停止采集、分析存储控制器25保存地震数据、手机模块沈和移动通讯网络27向短信接收终端28发送报警信息、WCDMA3G无线网络四和hternet公共网络30向控制中心计算机31上报阀门已经关闭和关闭时的地震烈度值等信息，如收到控制中心计算机31咨询指令，则通过WCDMA3G无线网络29、Internet公共网络30向控制中心计算机31发送本次记录到的地震数据。演示完毕后，可通过拨动地震阀12复位开关和单击软件复位按钮使系统恢复到阀门开启时的状态。其中，地震波信号发生器1采用带有非易失性存储器的虚拟信号发生器或者带有非易失性存储器的函数/任意波形发生器， 并将选定的地震波写入非易失性存储器，建立起地震波数据库以备控制软件选择。数据采集器M和分析存储控制器25通过LAN接口联接和传送数据，数据采集器M和地震检波器 9通过同轴电缆传送信号。
权利要求1. 一种燃气管道地震安全控制演示系统，包括地震波发生单元、燃气管道地震安全控制演示沙盘单元和阀门信息采集报警单元，其特征在于所述的地震波发生单元由地震波信号发生器(1)、伺服控制器O)、振动台(3 组成，振动台(3 包括驱动线圈(3)、驱动连杆G)、导向支撑弹簧(5)、磁路系统(6)、振动台底座(7)和振动台台面(8)，导向支撑弹簧 (5)和磁路系统(6)设置在振动台底座(7)上，驱动连杆(4)的一端设置有驱动线圈(3)并安装在磁路系统(6)的磁缝隙中，另一端连接振动台台面(8)，地震波信号发生器(1)经伺服控制器( 连接到振动台(3 的驱动线圈(3)，燃气管道地震安全控制演示沙盘单元由气源(10)、调压阀(11)、地震阀(12)、燃气管道(13)、气泡显示器(14)、语音报警器(15)、 燃气流动显示灯(16)、燃气用户(17、18、19、20、21、22、23)组成，地震阀(12)设置在振动台(32)的振动台台面⑶上，气源(10)通过燃气管道(13)经调压阀(11)连接到地震阀 (12)后再通过燃气管道(13)输送给燃气用户(17、18、19、20、21、22、23)，并在管路中设置有气泡显示器(14)，在沙盘上还设置有语音报警器(1 和燃气流动显示灯(16)，阀门信息采集报警单元由地震检波器(9)、数据采集器(M)、分析存储控制器(25)、手机模块(沈)、 移动通讯网络(27)、短信接收终端Q8)、WCDMA3G无线网卡( )、hternet公共网络(30)、 控制中心计算机(31)组成，地震检波器(9)设置在振动台(3 的振动台台面(8)上，地震检波器(9)通过数据采集器04)连接到分析存储控制器(25)，分析存储控制器0 的输出信号一路通过手机模块06)经移动通讯网络、2Τ)发送到短信接收终端( )，一路通过 WCDMA3G无线网卡09)经hternet公共网络(30)发送到控制中心计算机(31)，另一路输出到语音报警器(1 和燃气流动显示灯(16)。
专利摘要本实用新型涉及一种燃气管道地震安全控制演示系统，包括地震波发生单元、燃气管道地震安全控制演示沙盘单元和阀门信息采集报警单元，地震波发生单元由地震波信号发生器、伺服控制器、振动台组成，地震检波器和地震阀安装在振动台上，地震阀平时处于开启状态，当振动达到设定的加速度值或地震烈度时，地震阀动作关闭，切断气体流动，阀门信息采集报警单元实时监控地震阀的状态和作用于地震阀的地震波信息，并在地震阀关闭时通过通讯设备发出报警信号，燃气管道地震安全控制演示沙盘单元模拟城市燃气管线，并通过声光电手段直观的动态显示地震阀的阀门状态开启或关闭。本实用新型结构紧凑、设计合理，实现燃气管道的地震安全控制机理和效果的演示。
文档编号G09B9/00GK202102612SQ20112011590
公开日2012年1月4日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者何先龙, 匙庆磊, 张涛, 杨学山, 杨巧玉, 高峰 申请人:中国地震局工程力学研究所, 杨学山, 高峰