管道沉降监测预警系统的制作方法

本实用新型涉及监测预警领域，具体涉及管道沉降监测预警系统。

背景技术：

长距离供排水管道的位移，沉降形变将对管线的正常传输，以及运行的安全与管道寿命造成巨大的影响。目前国内外对长管线进行位移监测主要采用精密的大地测量方法，这种方法精度虽然可以很高，但是仅对长线上各点在不同时间上逐点测量，不是在同一时间获取。因此获取位移信息的安全性不高，且时间较长，达不到实时监控的目的。另一种是比较简单的力学方法，即通过测量管线轴向应力或微形变推测管线的位移值。这种方法只有当管线的支撑点比较确定的情况下可以使用且精度不高。因此当管线较长时，计算出的数据有时会造成很大误差，无法使用。

管道沉降不仅影响管道供排水的正常功能，还能导致管道泄漏，管道泄漏会造成资源损失和环境污染,因此对管道进行实时监测,及时发现变形和预报隐患就显得十分重要。目前管道泄漏的监测方法主要有基于管内压力、流量、温度和管壁完好程度检测的管内智能爬行机法；基于泄漏产生的物理现象检测的声波、负压波、应力波检测法；利用热红外成像、气体成像、探地雷达的地面间接检测法。这些方法存在或者定位难，或者不能提前预报变形隐患等缺点。针对上述问题，本申请提出了一种利用激光位移传感器对输送管道的位移及变形进行实时在线监测的技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供管道沉降监测预警系统，可将烟尘采样枪固定在采样点上，确保了采样数据的精准性，可以大大降低采样人员的工作量，并提高工作效率。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

管道沉降监测预警系统，包括托架和托环，所述托环设置于所述托架上，所述托架的底部设有底座，其特征在于：所述托环的中部设有激光测距传感器，所述托环的中部下端设有第一支撑杆，所述第一支撑杆的下部连接有第二支撑杆，所述第二支撑杆的两端均设有固定块，所述固定块连接所述托架，所述第二支撑杆的底部设有弹性组件，所述弹性组件底部连接有压力传感器，所述压力传感器固定安装于所述底座上，所述托架的两侧内侧均设有温度传感器。

优选的，所述弹性组件包括弹性筒、压缩弹簧和弹性杆，所述弹性杆的上部连接所述第二支撑杆，所述弹性杆的下部连接所述弹性杆，所述压缩弹簧设置于所述弹性筒内，所述压缩弹簧的上部连接所述弹性杆，所述压缩弹簧的下部连接所述压力传感器。

优选的，所述温度传感器、激光测距传感器和压力传感器均连接有传输设备，所述传输设备通过无线传输方式连接监控中心，所述监控中心内设有数据处理器、控制器、监控柜和监控设备，所述数据处理器、监控柜和监控设备均与所述控制器相连接，所述控制器与所述传输设备相连接。

优选的，所述第一支撑杆竖直设置，所述第二支撑杆水平设置。

优选的，所述托架包括托架竖直部和托架弧形部，所述托架竖直部的上部连接所述托架弧形部，所述托架弧形部与所述托环相匹配，所述托架竖直部的下部固定安装于所述底座上。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本实用新型为管道沉降监测预警系统，本系统不需要通过复杂的距离、角度测量及位移的计算过程，同时利用激光测距传感器，压力传感器，温度传感器的特性，实时监测管道排水管线水平位移和沉降数值，并把管道排水管线水平位移和沉降工况在监控柜的显示屏上形象直观地显示出来，依次来显示水平位移和沉降的实际工况。因此，管理人员可以在任何时刻同时观察到管道供排水管线上各点位移数值及其分布及各点位移相互影响的关系，它们的发展趋势及变化速度，通过这种管道安全信息的提供，方便决策者及早采取必要的措施把事故消灭在产生之前。

激光位移传感器主要针对管道的微小形变，可对管道(变形)情况进行长期、不间断自动监测。利用这一特性，在输送管道铺设的同时设置激光位移传感器的检测，利用激光位移传感器，拾取管道周围的压力、温度和微变形信号,通过对信号的分析和处理，对输送管道沉降、附近的机械施工和人为破坏等事件进行迅速判断和准确定位,提高管道的监测水平。

本系统具有以下优点：

激光位移传感器每相隔一端距离设置一个，实现了分布传感，技术先进，在整个连续的长度上，任意一点都是“传感器”；

实时监控，定位准确，在线实时监测，响应迅速，克服漏测和难以定位弊端；

结构简单，可靠性高，激光位移传感器可以实现无线发送数据，故障少，可维护性好，可靠性高；

配置灵活，使用方便，系统配置和参数可按用户具体需求调整，方便灵活，运行成本低；

性价比高，测点分布于管线比较敏感的部位，系统成本远远低于采用传统监测系统的价络。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型中管道沉降监测预警系统的结构示意图；

图2为本实用新型中管道沉降监测预警系统的控制原理图。

图中：1-托架；2-托环；3-激光测距传感器；4-第一支撑杆；5-第二支撑杆；6-固定块；7-压力传感器；8-底座；9-弹性筒；10-压缩弹簧；11-弹性杆；12-温度传感器；13-托架竖直部；14-托架弧形部。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1至图2所示，管道沉降监测预警系统，包括托架1和托环2，所述托环2设置于所述托架1上，所述托架1的底部设有底座8，所述托环2的中部设有激光测距传感器3，所述托环2的中部下端设有第一支撑杆4，所述第一支撑杆4的下部连接有第二支撑杆5，所述第一支撑杆4竖直设置，所述第二支撑杆5水平设置。所述第二支撑杆5的两端均设有固定块6，所述固定块6连接所述托架1，所述第二支撑杆5的底部设有弹性组件，所述弹性组件底部连接有压力传感器7，所述压力传感器7固定安装于所述底座8上，所述托架1的两侧内侧均设有温度传感器12。通过设置第一支撑杆4和第二支撑杆5，提高托架1的支撑强度。

具体地，所述弹性组件包括弹性筒9、压缩弹簧10和弹性杆11，所述弹性杆11的上部连接所述第二支撑杆5，所述弹性杆11的下部连接所述弹性杆11，所述压缩弹簧10设置于所述弹性筒9内，所述压缩弹簧10的上部连接所述弹性杆11，所述压缩弹簧10的下部连接所述压力传感器7。当出现沉降时，通过设置弹性筒9、压缩弹簧10和弹性杆11，压力传感器7会监测到压缩弹簧10发生弹性形变，当压力传感器7监测到压缩弹簧10的形变超过设定值时，将压缩弹簧10的形变信号发送给数据处理器，数据处理器与激光测距传感器3传输过来的数据相比较，综合判断该处沉降是否超过设定范围，如果超过设定范围，监控设备发出报警，警示维修人员进行管道沉降的维修工作。

具体地，所述温度传感器12、激光测距传感器3和压力传感器7均连接有传输设备，所述传输设备通过无线传输方式连接监控中心，所述监控中心内设有数据处理器、控制器、监控柜和监控设备，所述数据处理器、监控柜和监控设备均与所述控制器相连接，所述控制器与所述传输设备相连接。

传输设备：采用RTU进行传输，RTU采集传感器的输出信号，并通过无线传输方式，将信息传回给管理中心。

数据处理器、控制器、监控柜和监控设备均安装在现场监控室内，且数据处理器、控制器、监控柜和监控设备为现有技术的产品，现场监控室是防雨防高温型的，现场监控室采集到管网现实情况，现场工作人员可根据这些数据作出处理方法。作为感知层信号采集、传输枢纽，获取振动传感信息，通过监控柜和监控设备对信息进行判断。若发生管道沉降、即刻报警，把信号传输至监测预警中心，方便维修人员及时处理。

具体地，所述托架1包括托架竖直部13和托架弧形部14，所述托架竖直部13的上部连接所述托架弧形部14，所述托架弧形部14与所述托环2相匹配，所述托架竖直部13的下部固定安装于所述底座8上。通过设置托架竖直部13，提高托架1的整体强度，通过设置托架弧形部14，使托架弧形部14与托环2相匹配，更好地固定管道。

本系统的托架1和托环2分别每隔一段距离配置一个，一般每15米配置一个。当管道发生沉降时，激光测距传感器3会出现实时信号，当出现超过警戒值或者断裂告警时，系统进行检测，压力传感器7会监测到压缩弹簧10发生弹性形变，当压力传感器7监测到压缩弹簧10的形变超过设定值时，将压缩弹簧10的形变信号发送给数据处理器，数据处理器与激光测距传感器3传输过来的数据相比较，综合判断该处沉降是否超过设定范围，如果超过设定范围，监控设备发出报警，警示维修人员进行管道沉降的维修工作。

激光位移传感器沉降预警系统对沉降的检测是24小时候不间断的，实时监测管道沉降情况，当沉降产生时，报警信息通过基于UDP协议的网络传输方式传送至监控中心，监控中心接收到入侵报警信息后，进行统一管理。这样，可以实现立体化反应迅速的沉降预警管理系统，保证实时可靠，报警信息主要包括了报警状态、沉降位移、报警地点、报警时间这四个数据，一并打包发送。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。