[发明专利]一种排水管道高精度液位监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种排水管道高精度液位监测系统及方法，该系统包括压强监测装置、压强基准装置和液位确定单元；压强监测装置包括第一压强测量单元和射频通信单元，第一压强测量单元用于按照预设时间间隔测量排水管道内壁所承受的绝对压强，即第一压强，射频通信单元用于向周围广播携带第一压强的第一数据；压强基准装置位于排水管道外，包括第二压强测量单元和无线通信单元，第二压强测量单元用于测量压强监测装置周围的大气压强，即第二压强，无线通信单元用于接收所述射频通信单元广播的第一数据；液位确定单元用于根据第一压强和第二压强确定液面相对于压强监测装置的液位高度。本发明能够摆脱安装限制和环境限制，大幅提高监测精度。

技术领域

本发明涉及管道液位监测技术领域，特别是涉及一种排水管道高精度液位监测系统及方法。

背景技术

城市排水管网是指汇集和排放污水、废水和雨水的管道及其附属设施所组成的系统，是城市的重要基础设施。随着城市的飞速发展，城市排水已经成为制约城市快速发展的主要瓶颈。在管网运行过程中，由于生活垃圾、泥沙和工业垃圾等进入排水管道，随着时间的积累，在排水管道内逐渐形成淤泥堆积；如不能在淤泥堆积的初期及时发现问题，那么暴雨发生时，将导致污水外溢或者城市内涝，严重威胁到城市的发展和安全。

在排水管网的监测中，排水管道液位监测是非常重要的，因为它可以直观反映排水管网的运行状态。通过排水管道液位监测，可提升城市水务管理部门对排水管网的管理效率，提高城市的预洪、防洪能力。

目前，排水管道液位监测主要依靠超声波液位监测法和投入式压力液位监测法。超声波液位监测法需要在垂直连接排水管道的检修井中设置超声波探头，根据超声波探头发射的超声波的回波来检测液位，然而，超声波探头功耗较大，难以长时间运行，而且垃圾等杂物会造成误检测。

投入式压力液位监测法需要在垂直连接排水管道的检修井中设置监测器，监测器通过线缆将液位计探头吊放至排水管道中，然而，液位计探头的体积过大，液位计探头和线缆均容易缠绕垃圾等杂物，反而容易造成淤堵，而且液位计探头还会随着水流摆动，造成检测精度大幅下降。此外，投入式压力液位监测法无法在两个检修井之间的排水管道布置液位计探头，当两个检修井之间的排水管道长度较大时(有的达到100米)，投入式压力液位监测法无法检测两个检修井之间的排水管道的液位。

因此，超声波液位监测法和投入式压力液位监测法都需要依靠检修井，并不适合安装在排水管道内部，所以无法直观反映排水管道内部的液位及淤堵情况，可靠性均很低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种排水管道高精度液位监测系统及方法，能够摆脱安装限制和环境限制，大幅提高监测精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种排水管道高精度液位监测系统，包括压强监测装置、压强基准装置和液位确定单元；所述压强监测装置包括第一压强测量单元和射频通信单元，所述压强监测装置安装于排水管道内壁上，其上设有引压孔并引出有金属天线，所述金属天线沿排水管道内周贴设，且到达或接近排水管道内壁顶点，所述第一压强测量单元用于按照预设时间间隔通过引压孔测量第一压强，所述射频通信单元用于通过金属天线向周围广播携带第一压强的第一数据，其中，所述第一压强为排水管道内壁所承受的绝对压强；所述压强基准装置位于排水管道外，所述压强基准装置包括第二压强测量单元和无线通信单元，所述第二压强测量单元用于测量第二压强，所述无线通信单元用于接收所述射频通信单元广播的第一数据，其中，所述第二压强为所述压强监测装置周围的大气压强；所述液位确定单元用于根据所述第一压强和第二压强确定液面相对于压强监测装置的液位高度。