[发明专利]城市供水管网泄露爆管预警系统

说明书

技术领域

城市供水管网泄露爆管预警系统涉及供水管网泄露爆管的探测与报警系统，属于安全预警领域。

背景技术

当前城市供水管网泄露爆管探测主要是音听法和相关计算法。

(1)音听法的工作原理和听漏仪的使用：

当管道内流体在压力作用下泄漏时，所产生的振动波会沿着管道或地埋层介质(如土壤，水泥等)传播到地面，用听音杆在管道的闸井处上进行漏点预定位，然后用地面听音器在管道正上方确定漏点的位置，现场结合人的经验判断。

(2)相关计算法原理

在传感器监测供水管状态的监测网中，只要在漏点相邻的两个监测点的仪器能计算出声波到监测点1传感器和监测点2传感器两端的时间延迟：T0＝T2-T1，就可以定位漏点C位置：

D=L-V·T02.]]>

以上无论哪种方法，都必须现场操作，都必须是在泄露已经发生后，才能测量，而无法在泄露刚开始泄露时就能预知，并且泄露和爆管都具有随机的性质，因此更不能预防所引发的次生灾害。

发明内容

本发明的目的在于提供一套通过传感器和通信网络即时自动探测和预警城市供水管网泄露爆管的预警系统。

供水管网在稳定运行时，管网存在着一个最小噪音水平，这个噪音水平可以看作供水管网的“基础体温”，探测这参数就能预知管网是否处于正常状态。最小噪音水平所表征的噪音强度往往不能被人耳所听到，但可以用压电陶瓷加速度传感器探测到，因此把压电陶瓷加速度传感器探测技术与GSM通讯技术结合就能实现对城市供水管网泄露爆管进行探测和预警。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：利用声音传感器采集供水管网中各监测点的供水管噪音，利用报警控制设备管理各监测点的设置和数据处理，利用通信设备传输各监测点的数据至报警监测中心，采用如下方法来实现探测报警系统：

1)将声音传感器安置在供水管网的各个监测点；

2)在供水管网正常状态时采集各个监测点的供水管的噪音数值，并将此噪音数值作为各监测点的“基础体温”存储在各监测点的报警控制设备中；

3)报警控制设备随时采集当前供水管的噪音数值，并与“基础体温”作比较，当噪音数值超过“基础体温”时，报警控制设备发出告警，通过通信设备传输至报警监测中心。

其中：

声音传感器采用压电陶瓷加速度传感器。

报警控制设备包括传感器信号处理电路和主报警控制电路，传感器信号处理电路将传感器输出的电信号滤波、放大并模数转换后，输入到主报警控制电路，同时接收主报警控制电路的指令；主报警控制电路采用单片机技术，把接收到的传感器电信号转换成表征供水管当前状况的数值——“体温”，并与预存的表征供水管正常状况的“基础体温”做比较，当“体温”大于“基础体温”时，输出报警信息，并将此信息通过通信设备传输至报警监测中心；主报警控制电路还可以接收来自报警监测中心的指令，完成对监测点的设置。

通信设备采用GSM的短消息业务及设施，短消息包括监测点编号和报警数据。

报警监测中心采用配有监控软件的计算机，可实现：验证用户身份，设置不同用户的权限；设置监测点ID，SIM卡号和密码，设置时钟和报警点以及软件运行参数；接收监测点通过GSM发送的报警信息，时间信息和检测点的ID信息，并加以表达；提供数据库与GIS等接口；数据的查询与应用。

所述“基础体温”采用如下方法得到：在每日凌晨1:30-2:30时段，各监测点采集供水管的噪音数值，取平均值后，作为各监测点的“基础体温”。

采用高能锂电池组作为报警控制设备和通信设备的电源。

也可以使用二节锂离子电池采用滴流输电技术为报警控制设备和通信设备供电。

与现有技术相比，本发明具有的优势在于：采用低成本、低能耗的采集监控设备，并采用“基础体温检测技术”随时监测供水管网的情况。利用GSM网络技术及时将供水管网的情况传给管理者，可以远程监测城市供水管网泄露爆管事故，实现对供水管网的动态管理。另外，采用滴流输电技术设计，保证二节锂离子电池为各监测点的报警控制电路和通信设备供电2-3年。本系统具有较大的应用前景。

附图说明