一种下水道预警监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种下水道预警监测系统，包括水文监测模块、信息传递模块和中心处理模块；水文监测模块用于检测下水道排污管内的污水水位和流速信息，并将检测到的污水水位和流速信息经信息传递模块发送至中心处理模块，中心处理模块根据污水水位和流速信息，对下水道排污管污水进行实时监控、数据备份、报警决策和调度处理。本实用新型主要针对下水道中淤积严重、破损等隐患照成的下水道流通不畅问题，适用于市政下水道常用的圆形、方形等多种形状的下水道，应用前景十分广阔。
【专利说明】一种下水道预警监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于城市下水道监测【技术领域】，具体涉及一种下水道预警监测系统。【背景技术】
[0002]城市中的下水道为一座城市的大动脉,承担着城市废水外排重任。一旦下水道排污不畅，将会对整个城市的交通等方面造成极大地影响，甚至会威胁人们的生命安全。据统计，在中国百分之六十以上的城市下水道存在严重的排污隐患，每到雨季经常会出现内涝现象。其原因在于:首先，许多城市在最初建设时，防洪排涝雨水设施的标准偏低，陈旧老化的已建城市的下水道进行全面的升级改造艰巨而漫长；其次，我国城市快速发展，大规模的开发建设对地表覆被和自然水文条件的干扰和破坏强度非常大，且具持续性，污水外排去向受到严重限制；最重要的是，应对全球的气候变化和极端降雨条件以及各地气候的巨大差异，缺乏准确、科学的预测、预警手段和机制。许多城市短期内不可能大幅度提高防洪排涝雨水设施的标准；对标准偏低、陈旧老化的已建城市的下水道进行全面的升级改造是一个长期的过程，也面临巨大的困难。
[0003]目前，对城市下水道的检测方法主要是向管道内投放检测机器人，由机器人配置的摄像头进行检测，但是该方法在检测前需要将下水道清理干净，前后要保证封闭，不能有水流入，并且只能检查到下水道内部构造以及是否有破损等性能状况。因此迫切需要一种完备的预警监测方法和系统，实现城市下水道的科学管理化。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够对城市下水道排污管进行实时监测并及时处理的下水道预警监测系统。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种下水道预警监测系统，包括水文监测模块、信息传递模块和中心处理模块；水文监测模块用于检测下水道排污管内的污水水位和流速信息，并将检测到的污水水位和流速信息经信息传递模块发送至中心处理模块，中心处理模块根据污水水位和流速信息，对下水道排污管污水进行实时监控、数据备份、报警决策和调度处理。
[0006]其中，所述水文监测模块包括水位检测器和流速检测器。
[0007]其中，水位检测器为固定在排污管内壁顶端正中间的超声波液位传感器，流速检测器为对称的固定在排污管内壁底部两侧的多对压力传感器。
[0008]其中，所述信息传递模块包括单片机控制电路和GSM模块；水位检测器和流速检测器的输出端分别经单片机控制电路接GSM模块的输入端。
[0009]其中，所述中心处理模块包括包括接收终端、数据备份模块、实时监测模块、报警决策模块和调度处理模块；所述GSM模块通过GSM网络向接收终端发送数据，接收终端的输出端分别接数据备份模块、实时监测模块、报警决策模块的相应输入端，数据备份模块的输出端接报警决策模块的另一个输入端，报警决策模块的输出端接调度处理模块的输入端。[0010]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:本实用新型主要针对下水道中淤积严重、破损等隐患照成的下水道流通不畅问题，适用于市政下水道常用的圆形、方形等多种形状的下水道，应用前景十分广阔。本实用新型可实现:(I)通过水位、流速的检测，间接判断下水道排污状况，在情况未恶化前，第一时间发出警报信息，防患于未然；(2)通过物联网及时将监测信息反馈到中心处理模块，最短时间内调度维护人员对下水道进行修理；
(3)通过对下水道水位、流速的监测，及时掌握下水道流动状况；(4)备份历史数据，作为参考数据，校准参考值，判断无效监测点，指导新建局域网的建设，实现监测的高效性和自我完善，使监测随数据的积累变得更加精准。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的系统组成图；
[0012]图2是本实用新型的检测传感器布设图；
[0013]图3是本实用新型的故障判断流程图；
[0014]图4是本实用新型的自我完善流程图；
[0015]图中，1、排污管，2、污水，3、超声波液位传感器，4、压力传感器。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0017]如图1所示，本实用新型为一种下水道预警监测系统，包括水文监测模块、信息传递模块和中心处理模块；水文监测模块用于检测下水道排污管内的污水水位和流速信息，并将检测到的污水水位和流速信息经信息传递模块发送至中心处理模块，中心处理模块根据污水水位和流速信息，对下水道排污管污水进行实时监控、数据备份、报警决策和调度处理。
[0018]上述水文监测模块包括水位检测器和流速检测器，如图2所示，水位检测器为固定在排污管I内壁顶端正中间的超声波液位传感器3，流速检测器为对称的固定在排污管I内壁底部两侧的多对压力传感器4，保证正常检测时压力传感器4位于污水2的水位以下的多个位置。
[0019]上述信息传递模块包括单片机控制电路和GSM模块；水位检测器和流速检测器的输出端分别经单片机控制电路接GSM |吴块的输入端。
[0020]上述中心处理模块包括包括接收终端、数据备份模块、实时监测模块、报警决策模块和调度处理模块；所述GSM模块通过GSM网络向接收终端发送数据，接收终端的输出端分别接数据备份模块、实时监测模块、报警决策模块的相应输入端，数据备份模块的输出端接报警决策模块的另一个输入端，报警决策模块的输出端接调度处理模块的输入端。
[0021]超声波液位传感器适用于非接触式液位检测，适用于各种恶劣潮湿不宜测量的环境，监测原理:从换能器发出一系列超波脉冲，每个脉冲由液面反射产生一个回拨，并采用滤波技术滤去虚假回波，根据返回时间经温度补偿后转换成距离。
[0022]压力传感器的截面小，不影响下水道正常工作，抗腐蚀、防水，利用水体冲击压力，稳定换算出流体速度。监测原理:在所测截面上开小径孔，将流体的动能转换为该截面的静压能，然后利用石英晶体的压电效应特性(压力传感头)，将静压能转换为电能，再经处理后输出显不。
[0023]本实用新型可以根据监测排污管内的污水水位和流速信息，判断出发生问题的管道所在位置。故障判断流程如图3所示。
[0024](I)测量出管道正常流通时，不同水位对应的流速；
[0025](2)根据非压力式管道沉积物与水力变化的相互关系计算出淤积过于严重时的流速，以此作为理论参考流速；
[0026](3)记录监测信息作为历史参考数据；
[0027](4)监测设备测量出水位流速与相应水位的理论参考流速及历史参考数据相对t匕，判断出问题管道所在位置。
[0028]本实用新型可以实现监测的自我完善，流程如图4所示。
[0029](I)利用压力传感器检测出不同水位对应的流速；
[0030](2)经GSM网络将检测流速信息反馈到中心处理模块；
[0031](3)数据备份模块记录下监测点位置以及该位置所监测的信息，并在实时监测模块上进行显示；
[0032](4)报警决策模块将接收到的实时监测信息与数据备份模块中存储的历史监测数据，对理论参考值进行校准，同时，结合其它点监测信息绘制出水力曲线，使监测更加精确；
[0033](5)报警决策模块找出发生故障的管道位置，向调度处理模块发送需要处理的信息，同时根据监测信息判断出无效的监测点，指导其它城市监测网络的建立。
【权利要求】
1.一种下水道预警监测系统，其特征在于:包括水文监测模块、信息传递模块和中心处理模块；水文监测模块用于检测下水道排污管内的污水水位和流速信息，并将检测到的污水水位和流速信息经信息传递模块发送至中心处理模块，中心处理模块根据污水水位和流速信息，对下水道排污管污水进行实时监控、数据备份、报警决策和调度处理。
2.根据权利要求1所述的一种下水道预警监测系统，其特征在于:所述水文监测模块包括水位检测器和流速检测器。
3.根据权利要求2所述的一种下水道预警监测系统，其特征在于:所述水位检测器为固定在排污管内壁顶端正中间的超声波液位传感器，流速检测器为对称的固定在排污管内壁底部两侧的多对压力传感器。
4.根据权利要求3所述的一种下水道预警监测系统，其特征在于:所述信息传递模块包括单片机控制电路和GSM模块；水位检测器和流速检测器的输出端分别经单片机控制电路接GSM模块的输入端。
5.根据权利要求4所述的一种下水道预警监测系统，其特征在于:所述中心处理模块包括包括接收终端、数据备份模块、实时监测模块、报警决策模块和调度处理模块；所述GSM模块通过GSM网络向接收终端发送数据，接收终端的输出端分别接数据备份模块、实时监测模块、报警决策模块的相应输入端，数据备份模块的输出端接报警决策模块的另一个输入端，报警决策模块的输出端接调度处理模块的输入端。
【文档编号】G01F23/296GK203432650SQ201320396198
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】张冬, 张洪瑜, 程远, 赵万超, 何崇凯, 蒋亚坤, 张帅, 田莉莉, 张姗, 钟晓琎 申请人:张冬, 张洪瑜, 程远, 赵万超, 何崇凯, 蒋亚坤, 张帅, 田莉莉, 张姗, 钟晓琎