管道安全智能监测预警系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种管道安全智能监测预警系统。包括沿管道方向设置的若干阴极电位采集系统、若干干扰信息采集系统、电源管理系统和信号发送系统。本实用新型提供了一种通过对管道各种干扰信息的选择性采集，同时通过与阴极电位信息的采集，来正确、及时的有效的对管道进行监测，从而可以在管道正在发生破坏还没有造成泄漏之前发出预警信息，管理人员可以及时赶到出事现场制止破坏的继续，能够有效地遏制管道破坏事件的发生。
【专利说明】管道安全智能监测预警系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种管道安全智能监测预警系统，特别是涉及石油、天然气输送领域的防盗检测预警。
【背景技术】
[0002]我国的长输天然气、石油管道铺设距离已经数十万公里。近年来，油气管道被第三方破坏的形势非常严峻，已成为威胁油气长输管道安全的首要因素。其中人为的主要破坏方式是打孔盗油，当发生打孔盗油情况后，不仅造成了油品失窃的损失，而且造成管道腐蚀破坏缩短管道使用寿命。更严重的是油品泄露喷出造成人员伤亡的严重后果，并且造成严重的环境污染及环境治理损失。
[0003]管道运营单位为维护油气管道的完整性和防止第三方破坏，逐步在管道上应用一些技术防范手段来保障管道的安全运行，相关产业和技术现状如下:
[0004]I)瞬态负压波法输油管线泄漏实时监测报警系统:
[0005]该方法发生较严重泄漏才能报警，而且管道输油压力本身波动大时无法正常工作。
[0006]2)压力流量联合判别法管道泄漏报警系统:
[0007]该方法发生较严重泄漏才能报警，管线因地形落差大时无法工作的问题很突出。
[0008]3)基于光纤光栅传感技术的管道泄漏监测系统:
[0009]该方法必须在埋设管道时同沟铺设专用光纤，并采用价格高昂的专用传感器和处理器，安装、使用成本高昂，而且无法应用于没有光纤的老管线。
[0010]以往的系统都是以检测泄漏为主，所以管理部门在长期实际运行过程中发现，它们最大的缺陷一是报警不及时，反应迟滞，往往是泄漏事故发生了很长时间，已经造成了很大的经济损失才报警；二是以往的系统只能在管道通过平川地带使用，如果管道在上下山地形落差很大，压力和流量不稳定或停运无压力和流量时，其报警功能就失去了作用；三是社会上的不法分子在管道上接分支、安装阀门，采取小流量偷油手法时以往的报警系统就无法正常报警；四是经常把正常的农田作业、工程建设等活动当做报警信息，管理人员疲惫不堪。
[0011]管道的破坏往往具有一定的突发性，当破坏活动发生时，原有的技术很难迅速、准确地发现破坏行为，也很难确定被破坏位置，实际使用效果都有很多问题和局限性，并不尽人意。
实用新型内容
[0012]本实用新型针对上述缺陷，目的在于提供一种通过对管道各种干扰信息的选择性采集，同时通过与阴极电位信息的采集，来正确、及时的有效的对管道进行监测，从而可以在管道正在发生破坏还没有造成泄漏之前发出预警信息，管理人员可以及时赶到出事现场制止破坏的继续，能够有效地遏制管道破坏事件的发生。[0013]为此本实用新型采用的技术方案是:本实用新型包括沿管道方向设置的若干阴极电位采集系统、若干干扰信息采集系统、电源管理系统和信号发送系统；
[0014]所述阴极电位采集系统:包括和管道连接的阴极电位测试桩，阴极电位测试桩通过阴极电位调整器、阴极电位ADC转换器连接至处理器；
[0015]所述干扰信息采集系统:包括和管道连接的干扰拾取仪，干扰拾取仪通过信号放大器连接至干扰信号选择器，干扰信号选择器通过干扰信号ADC转换器连接至处理器；
[0016]所述电源管理系统，包括电源、电源管理器，电源管理器多路输出，分别连接至阴极电位采集系统、干扰信息采集系统和处理器；
[0017]所述信号发送系统:包括和处理器双向连接的收发器，收发器连接终端控制系统。
[0018]所述相邻的干扰信息采集系统形成一平衡传输模块。
[0019]所述处理器为超低功耗MPU。
[0020]所述电源管理器分别连接至:信号放大器、处理器、收发器和阴极电位测试桩。
[0021]所述阴极电位测试桩具备以下结构:
[0022]桩体侧面设有充电口，桩体内设有延伸至充电口处的充电线，该充电口形成一防水结构；
[0023]桩体内设一和信号发送系统通信的天线，桩体上部开设一凹槽，天线延伸至此凹槽内，凹槽处在沿信号传输方向的两侧设防信号衰减盖板。
[0024]所述防水结构为从桩体外部往桩体内先开设一外凹槽，然后外凹槽上翻形成一内凹槽，所述充电线的充电接头从内凹槽处微伸出。
[0025]所述桩体下部设有容置天线、充电线极信号线的安放槽。
[0026]所述信号发送系统包括若干子站和一主站，各子站分别和对应的包括阴极电位采集系统、干扰信息采集系统通信，各子站与主站形成通信。
[0027]本实用新型的优点是:1)本实用新型包括两套信息监测系统，分别是干扰信息采集系统和阴极电位采集系统，通过两套系统的互相结合，本实用新型较传统的监测系统，能更加全面、准确、有效的对管道进行全面的监测，从而有效的制管道破坏事件的发生；
[0028]2)本实用新型为两套系统提供电源管理系统，因为本实用新型的信息监测系统设置在地下，为了使系统能长期的保持在工作状态，本实用新型通过电源管理系统对各个部件进行节电管理，降低各部件的耗电；同时可以根据情况对各部件进行充电，从而在最大限度节能的情况下保证其始终能保持正常的工作状态；
[0029]3)本实用新型的阴极电位测试桩在原来信号线存在的基础上，增加了充电线及天线，充电线的存在为阴极电位测试桩充电提供了便利条件；天线的存在则能使信号实现自动化传输，而不需要像传统需要人工定期采集，提高了工作效率，同时也保证了数据的实时性和精确性；
[0030]4)本实用新型的阴极电位测试桩采用了防水结构，能有效阻止水的进入，从而保证阴极电位采集系统的安全；
[0031]5)本实用新型的阴极电位测试桩设置安放槽，这样在其运输过程中可以将天线、充电线、信号线等放入，从而避免了其因发生磕碰而损伤，同时有效的利用了空间，降低了运输成本；
[0032]6)本实用新型的信号发送系统可以设置若干子站和主站，子站设立的目的是为了避免因信号传输距离过长而发生失真等情况，这样的设置能有效准确了接收到管道的准确信息，为养护人员做出正确判断提供坚实保证。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本实用新型的结构示意图。
[0034]图2为本实用新型的原理框图。
[0035]图3为本实用新型阴极电位测试桩的结构示意图。
[0036]图4为图3的侧视图。
[0037]图5为图3的俯视图。
[0038]图中I为桩体、2为外凹槽、3为内凹槽、4为充电线、5为天线、6为防信号衰减盖板、7为安放槽。
【具体实施方式】
[0039]本实用新型包括沿管道方向设置的若干阴极电位采集系统、若干干扰信息采集系统、电源管理系统和信号发送系统；
[0040]所述阴极电位采集系统:包括和管道连接的阴极电位测试桩，阴极电位测试桩通过阴极电位调整器、阴极电位ADC转换器连接至处理器；
[0041]所述干扰信息采集系统:包括和管道连接的干扰拾取仪，干扰拾取仪通过信号放大器连接至干扰信号选择器，干扰信号选择器通过干扰信号ADC转换器连接至处理器；
[0042]所述电源管理系统，包括电源、电源管理器，电源管理器多路输出，分别连接至阴极电位采集系统、干扰信息采集系统和处理器；
[0043]所述信号发送系统:包括和处理器双向连接的收发器，收发器连接终端控制系统。
[0044]所述相邻的干扰信息采集系统形成一平衡传输模块。
[0045]所述处理器为超低功耗MPU。
[0046]所述电源管理器分别连接至:信号放大器、处理器、收发器和阴极电位测试桩。
[0047]所述阴极电位测试桩具备以下结构:
[0048]桩体I侧面设有充电口，桩体I内设有延伸至充电口处的充电线4，该充电口形成一防水结构；
[0049]桩体I内设一和信号发送系统通信的天线5，桩体I上部开设一凹槽，天线5延伸至此凹槽内，凹槽处在沿信号传输方向的两侧设防信号衰减盖板6。
[0050]所述防水结构为从桩体I外部往桩体I内先开设一外凹槽2，然后外凹槽2上翻形成一内凹槽3，所述充电线4的充电接头从内凹槽3处微伸出。
[0051]所述桩体I下部设有容置天线5、充电线4极信号线的安放槽7。
[0052]所述信号发送系统包括若干子站和一主站，各子站分别和对应的包括阴极电位采集系统、干扰信息采集系统通信，各子站与主站形成通信。
[0053]本实用新型的工作过程为:首先根据实际情况决定是否需要使阴极电位采集系统、干扰信息采集系统同时投入工作，还是选择其一进入工作状态；不需要的可以通过电源管理器对其进行断电操作，从而实现节电管理。
[0054]干扰信息采集系统:干扰拾取仪首先拾取干扰信息，然后将拾取到的干扰信息放大，接着通过干扰信号选择器对信号进行判断，并通过ADC转换器、MPU、通讯发送器发送至子站、主站，对采集到的信号进行判断，确定是否采取措施；本实用新型建立的平衡传输模块，其起到的作用如下:当地面上因某种原因发生振动产生干扰信号并被干扰拾取仪拾取时，因为平衡传输模块具有两个极性相反的输入端，且其受到的干扰信号数值相差不多，而极性相反，因而这种干扰信息被抵消，不需采取措施；而当管道受到偷盗产生信号被干扰拾取仪拾取时，虽然极性相反有一部分被抵消，但是因为干扰信号数值存在差异，故其还是会被传输出去，提醒养护人员进行操作，因而平衡传输模块的存在能更好的区分哪些信号应引起重视。
[0055]本实用新型的阴极电位采集系统内置天线5，可直接将监测到的信号通过天线5发送，本实用新型为了降低信号的衰减，在桩体I上部并不是完全采用信号衰减严重的混凝土等材料；而是在信号传输方向采用可减小信号衰减的材料制成，这样阴极电位采集系统内的信号能被比较真实的发送至终端的主站处理，为正确判断提供了保证。
[0056]本实用新型的阴极电位采集系统设置充电线4并设置防水结构，本实用新型的防水结构采用外凹槽2加上翻的内凹槽3结构，此种结构形式的防水结构简单，且防水效果好。
[0057]本实用新型的阴极电位测试桩设置安放槽7，该安放槽7可设置若干隔板以便将天线5、充电线4、信号线分类，以更好的进行安置和拿取。
[0058]本实用新型设置若干子站和一主站，当然也可不设置主站；如若设置子站，相邻之间的距离可根据实际情况决定。
[0059]本实用新型的处理器选用超低功耗MPU，当然也可选用其他形式的处理器。
【权利要求】
1.管道安全智能监测预警系统，其特征在于，包括沿管道方向设置的若干阴极电位采集系统、若干干扰信息采集系统、电源管理系统和信号发送系统； 所述阴极电位采集系统：包括和管道连接的阴极电位测试桩，阴极电位测试桩通过阴极电位调整器、阴极电位ADC转换器连接至处理器； 所述干扰信息采集系统：包括和管道连接的干扰拾取仪，干扰拾取仪通过信号放大器连接至干扰信号选择器，干扰信号选择器通过干扰信号ADC转换器连接至处理器； 所述电源管理系统，包括电源、电源管理器，电源管理器多路输出，分别连接至阴极电位采集系统、干扰信息采集系统和处理器； 所述信号发送系统：包括和处理器双向连接的收发器，收发器连接终端控制系统。
2.根据权利要求I所述的管道安全智能监测预警系统，其特征在于，所述相邻的干扰信息米集系统形成一平衡传输模块。
3.根据权利要求I所述的管道安全智能监测预警系统，其特征在于，所述处理器为超低功耗MPU。
4.根据权利要求I所述的管道安全智能监测预警系统，其特征在于，所述电源管理器分别连接至：信号放大器、处理器、收发器和阴极电位测试桩。
5.根据权利要求I所述的管道安全智能监测预警系统，其特征在于，所述阴极电位测试桩具备以下结构： 桩体侧面设有充电口，桩体内设有延伸至充电口处的充电线，该充电口形成一防水结构； 桩体内设一和信号发送系统通信的天线，桩体上部开设一凹槽，天线延伸至此凹槽内，凹槽处在沿信号传输方向的两侧设防信号衰减盖板。
6.根据权利要求5所述的管道安全智能监测预警系统，其特征在于，所述防水结构为从桩体外部往桩体内先开设一外凹槽，然后外凹槽上翻形成一内凹槽，所述充电线的充电接头从内凹槽处微伸出。
7.根据权利要求5所述的管道安全智能监测预警系统，其特征在于，所述桩体下部设有容置天线、充电线极信号线的安放槽。
8.根据权利要求I所述的管道安全智能监测预警系统，其特征在于，所述信号发送系统包括若干子站和一主站，各子站分别和对应的包括阴极电位采集系统、干扰信息采集系统通信，各子站与主站形成通信。
【文档编号】F17D5/00GK203571437SQ201320713541
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】董海龙, 张帅, 王明海 申请人:江苏海创电气科技有限公司