一种新型管线安全监测系统的制作方法

本实用新型涉及管线装置系统领域，特别涉及一种新型管线安全监测系统。

背景技术：

城市管线是城市重要的基础设施，是城市各功能区有机连接和运转的“生命线”。城市管线的规划管理是对社会公共建设、公共利益、城市空间资源的管理，是政府公共管理的范畴。随着我国城市化进程的加快，越来越多的城市管线安全问题暴露出来，迫切需要尽快提高我国城市管线的规划管理水平。在管线规划管理工作中，管线安全监测是其中最重要的工作之一。管线安全监测水平不仅体现城市管线管理水平，并且对未来管线的规划和建设提供充分的参考数据。

现在城市管线的监测方式主要有两种，一种是利用传感器，结合无线信息传输技术，后台根据接收到的监测数据进行判定；另一种是人工直接采用便携式的检测器械，直接对管线状况进行检测。利用传感器监测数据的缺点是，安全事故发生地点往往不在提前预设的管线脆弱部分，因为在全部的管线上布置传感器是不可能的，所以不能保证所有管线都是安全的；采用人工便携式检测器械的缺点是人工成本高，另外很多管线埋设在建筑物下面或其它难以靠近的地方，所以采用人工方式也无法实现所有管线的监管。

在铺设管线时，对于电力线路、通讯线路等非液体传输路线，都是提前埋设包裹管线的管壳，多种管线穿梭在外侧的管壳中，当埋设地质状况发生改变时，外侧的管壳首先被破坏，然后才会影响到内部的管线。利用非液体传输管线的这一特点，在管壳上提前布局感应器件，将能够对管线的保护起到监测预警的效果。假如管壳中的感应器件能够对管壳进行全面的监测，那么人们就能获取所有管线的安全状况数据，将会对智慧城市的建设具有重要促进作用，极大提高城市管线的规划管理水平。

技术实现要素：

因此，本实用新型的目的是提供一种新型管线安全监测系统。该装置系统原理简单并且实用可靠，提前在管壳内印刷导电油墨，在管壳的一端向导电油墨中发送脉冲信号，根据另一端的脉冲信号接收情况，即可判断所检测管壳段内是否出现遭到破坏。

本实用新型采取的技术方案是：一种新型管线安全监测系统，硬件包括鼓风机、管壳、支架、驱动风轮、中间齿轮、转轮、轴承、储液管、喷嘴、离心推动片、长销钉、短销钉、螺钉、脉冲信号发生器、脉冲信号接收器。

本装置系统分为动能部分、承载部分、印染部分、检测部分四个部分：

所述动能部分是指鼓风机，所述鼓风机的出风口与管壳的一端连接，将电能或燃料转换为空气动能，输送进管壳内。

所述承载部分是指管壳，所述管壳为圆筒状的绝缘体，线路穿梭其中，用于集中线路和保护线路。

所述印染部分主要包括支架、驱动风轮、中间齿轮、转轮、轴承、储液管、喷嘴、离心推动片、长销钉、短销钉、螺钉。

所述支架的形状为从中心处向四周辐射分布的六根杆状，每根杆的长度相同，其中三根杆的内侧装配中间齿轮和转轮，另外三根杆的外侧安装储液管和喷嘴，这两种安装杆交替分布。

所述驱动风轮的形状为轮桨状，环绕中心圆柱均匀分布有扇叶，中心圆柱的内侧和外侧均开设有阶梯沉孔，用于安装轴承，所述长销钉穿过中心圆柱的通孔处的轴承的内圈和支架的中心通孔，将驱动风轮安装在支架的内侧的正中心位置。

所述中间齿轮的齿轮面镂空，中心通孔处安装有轴承，所述短销钉穿过轴承内圈和支架上的中间齿轮安装孔，将中间齿轮安装在支架上。

所述转轮分为转轮基体和麦克纳姆轮两部分，所述转轮基体为圆柱状，转轮基体的内侧和外侧均开设有阶梯沉孔，用于安装轴承，所述长销钉穿过转轮基体的通孔处的轴承的内圈和支架的杆端部的通孔，将转轮基体安装在支架的末梢端部位置；所述麦克纳姆轮通过螺钉安装在转轮基体的顶面。

所述储液管为圆柱管，共有三个，分别安装在支架的非齿轮安装杆的外侧，所述喷嘴为细管状，安装在储液管的外端，所述离心推动片为薄圆柱片，安装在储液管的内部，储液管内充有液态的导电油墨。

所述检测部分是指脉冲信号发生器、脉冲信号接收器，所述脉冲信号发生器连接在管壳一端的导电油墨上，所述脉冲信号接收器连接在管壳的另一端的导电油墨上，当管壳破裂或者管壳内进水后，脉冲信号接收器将不能接收到完整的脉冲信号。

本实用新型的原理为:在管壳内放置线路之前，将印染部分结构放置在管壳内，然后使用鼓风机向管壳内鼓风，所述鼓风机产生稳定气流，气流吹动驱动风轮转动，带动中间齿轮旋转，最后带动转轮旋转。由于麦克纳姆轮的轮胎倾斜方向为45度，所以轮胎与管壳内壁接触后，内壁会给麦克纳母轮，产生沿管壳轴线方向的推力，所以印染部分结构一边旋转一边朝向管壳的一端移动。

由于离心力的原因，所述离心推动片，推动储液管内的导电油墨从喷嘴处排出，印染到管壳的内壁，由于印染部分结构在管壳内的运动方式为螺旋式移动，所以导电油墨在管壳内印制的曲线为螺旋线。

由于同时共有三个导电油墨在印染，所以螺旋线状的导电油墨共有等距排布的三条线，尽可能多的覆盖了管壳内的监测区域。

本实用新型具有的有益效果是：

(1)利用空气动力作为驱动力，使得印染部分结构可以在曲折的管壳内工作；

(2)利用麦克纳母轮结构，实现旋转运动和轴向运动同时进行；

(3)利用脉冲的发送和接受，实现对管壳破裂或进水的监测。

所以，这种新型管线安全监测系统，克服传统监测方法的缺点，在节省大量人力的同时，实现获取所有管线的安全状况数据的目标，极大提高城市管线的规划管理水平，对智慧城市的建设具有重要促进作用。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本实用新型而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1是本实用新型在鼓风机向管壳内鼓风示意图。

图2是本实用新型的油墨印染器在管壳内印刷油墨时的结构示意图。

图3是本实用新型的油墨印染器在管壳内印刷油墨时的局部结构放大示意图。

图4是本实用新型的油墨印染器的外部结构示意图。

图5是本实用新型的油墨印染器的内部结构示意图。

图6是本实用新型的支架和驱动风轮的拆解示意图。

图7是本实用新型的驱动风轮的结构示意图。

图8是本实用新型的支架和中间齿轮的装配示意图。

图9是本实用新型的支架和中间齿轮的拆解示意图。

图10是本实用新型的支架和转轮的装配示意图。

图11是本实用新型的支架和转轮的拆解示意图。

图12是本实用新型的支架结构示意图。

图13是本实用新型的支架的局部结构放大示意图。

图14是本实用新型的储液管和离心推动片的装配示意图。

图15是本实用新型的检测原理示意图。

图中涉及的标号：1-鼓风机、2-管壳、3-支架、3001-驱动风轮安装孔、3002-中间齿轮安装孔、3003-转轮安装孔、4-驱动风轮、4001-驱动风轮轮齿、5-中间齿轮、6-转轮、6001-转轮基体、6002-转轮轮齿、6003-麦克纳姆轮、7-轴承、8-储液管、8001-储液管通气孔、9-喷嘴、10-离心推动片、11-长销钉、12-短销钉、13-螺钉、14-脉冲信号发生器、15-脉冲信号接收器、a-导电油墨。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本实用新型一种新型管线安全监测系统作进一步的详细描述。

一种新型管线安全监测系统，硬件包括鼓风机1、管壳2、支架3、驱动风轮4、中间齿轮5、转轮6、轴承7、储液管8、喷嘴9、离心推动片10、长销钉11、短销钉12、螺钉13、脉冲信号发生器14、脉冲信号接收器15。

本装置系统分为动能部分、承载部分、印染部分、检测部分四个部分：

如图1、图2所示，所述动能部分是指鼓风机1，所述鼓风机1的出风口与管壳2的一端连接，将电能或燃料转换为空气动能，输送进管壳2内。

所述承载部分是指管壳2，所述管壳2为圆筒状的绝缘体，线路穿梭其中，用于集中线路和保护线路。

所述印染部分主要包括支架3、驱动风轮4、中间齿轮5、转轮6、轴承7、储液管8、喷嘴9、离心推动片10、长销钉11、短销钉12、螺钉13。

如图4、图5所示，所述支架3的形状为从中心处向四周辐射分布的六根杆状，每根杆的长度相同，其中三根杆的内侧装配中间齿轮5和转轮6，另外三根杆的外侧安装储液管8和喷嘴9，这两种安装杆交替分布。

进一步讲，如图12所示，所述支架3上开设有三种安装孔，中心处的通孔为驱动风轮安装孔3001，杆中部处的通孔为中间齿轮安装孔3002，杆端部的通孔为转轮安装孔3003。

如图6、图7所示，所述驱动风轮4的形状为轮桨状，环绕中心圆柱均匀分布有扇叶，中心圆柱的内侧和外侧均开设有阶梯沉孔，用于安装轴承7，所述长销钉11穿过中心圆柱的通孔处的轴承的内圈和支架的中心通孔3001，将驱动风轮4安装在支架3内侧的正中心位置。

进一步讲，所述驱动风轮4的基部环绕中心圆柱设有驱动风轮轮齿4001，驱动风轮轮齿4001的一侧为靠近支架3的一侧。

如图8、图9所示，所述中间齿轮5的齿轮面镂空，中心通孔处安装有轴承7，所述短销钉12穿过轴承内圈和支架3上的中间齿轮安装孔3002，将中间齿轮5安装在支架3上。

进一步讲，所述中间齿轮5的中心通孔的深度和轴承7的厚度相同。

如图10、图11所示，所述转轮6分为转轮基体6001和麦克纳姆轮6003两部分，所述转轮基体6001为圆柱状，转轮基体6001的内侧和外侧均开设有阶梯沉孔，用于安装轴承7，所述长销钉11穿过转轮基体6001的通孔处的轴承7的内圈和支架3的杆端部的通孔3003，将转轮基体6001安装在支架3的末梢端部位置；所述麦克纳姆轮6003通过螺钉13安装在转轮基体6001的顶面。

进一步讲，所述转轮基体6001的基部环绕圆柱开设有轮齿6002，所述麦克纳姆轮6003的轮胎倾斜方向为45度，轮毂上开设有螺钉孔。

如图12、图13、图14所示，所述储液管8为圆柱管，共有三个，分别安装在支架3的非齿轮安装杆的外侧，所述喷嘴9为细管状，安装在储液管8的外端，所述离心推动片10为薄圆柱片，安装在储液管8的内部，储液管8内充有液态的导电油墨a。

进一步讲，所述储液管8的内端开设有通气孔8001，使得储液管8内部与外界相连通，保证离心推动片10顺利的将储液管8内的导电油墨a从喷嘴9处推出，使得导电油墨a印染到管壳2内壁。

进一步讲，所述喷嘴9的材料为天然橡胶，具备良好的机械性能。

进一步讲，所述导电油墨a为糊状油墨，内含铜粉，可以印刷在物体表面，油墨晾干后用于传输电流。

如图15所示，所述检测部分是指脉冲信号发生器14、脉冲信号接收器15，所述脉冲信号发生器14连接在管壳2一端的导电油墨a上，所述脉冲信号接收器15连接在管壳2的另一端的导电油墨a上，当管壳2破裂或者管壳2内进水后，脉冲信号接收器15将不能接收到完整的脉冲信号。

如图2、图3所示，在管壳2内放置线路之前，将印染部分结构放置在管壳2内，然后使用鼓风机1向管壳2内鼓风，所述鼓风机产生稳定气流，气流吹动驱动风轮4转动，带动中间齿轮5旋转，最后带动转轮6旋转。由于麦克纳姆轮6003的轮胎倾斜方向为45度，所以轮胎与管壳2内壁接触后，内壁会给麦克纳母轮，产生沿管壳2轴线方向的推力，所以印染部分结构一边旋转一边朝向管壳2的一端移动。

由于离心力的原因，所述离心推动片10，推动储液管8内的导电油墨a从喷嘴9处排出，印染到管壳2的内壁，由于印染部分结构在管壳2内的运动方式为螺旋式移动，所以导电油墨a在管壳2内印制的曲线为螺旋线。

进一步讲，由于同时共有三个导电油墨a在印染，所以螺旋线状的导电油墨a共有等距排布的三条线，尽可能多的覆盖了管壳2内的监测区域。

进一步讲，管壳2为管线的保护壳，当判定管壳2遭到破坏或者进入水时，管理人员及时对管壳2进行抢修，避免内部的管线在将来逐步遭受破坏。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。