專利名稱：一種輸送管線損失率監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是一種應(yīng)用于輸送管線中測量損失率的監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能源供應(yīng)一般是通過管道(如水、煤氣、天然氣、暖氣)和線路(如電力)傳輸給使用者。由于傳輸管道的泄露、損壞、線路的老化會(huì)造成輸送環(huán)節(jié)中的損失。為此，申請(qǐng)?zhí)枮镃N01118456.6的發(fā)明專利公開了名為“輸送管線泄漏監(jiān)控定位方法及其適用的系統(tǒng)”的方案。該發(fā)明涉及一種輸送管道的泄漏監(jiān)控定位方法及其適用的系統(tǒng)。具體地說是一種在管線上按一定的頻率同時(shí)采集管線內(nèi)流量輸差信號(hào)和管線內(nèi)負(fù)壓波信號(hào)；對(duì)所獲得的管線內(nèi)流量輸差信號(hào)和管線內(nèi)負(fù)壓波信號(hào)進(jìn)行輸差檢漏法和負(fù)壓波法的耦合分析，對(duì)諸如石油等流體的輸送管道進(jìn)行監(jiān)控，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)所輸送流體的外泄情況，并準(zhǔn)確定位泄漏位置的系統(tǒng)。以上專利技術(shù)要在管線上按一定的頻率同時(shí)采集管線內(nèi)流量輸差信號(hào)和管線內(nèi)負(fù)壓波信號(hào)，故監(jiān)測設(shè)備復(fù)雜、操作繁瑣。
另外，申請(qǐng)?zhí)枮镃N93119447.4的專利公開了名稱為“變速過濾濾池自動(dòng)控制系統(tǒng)”的方案。該發(fā)明提供了一種變速過濾濾池自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括濾池、管線、水頭損失檢測儀、調(diào)節(jié)閥，其特征是在出水管線上安裝一臺(tái)濾速檢測儀，檢測信號(hào)和水頭損失檢測信號(hào)由電纜送到控制器，控制器是一個(gè)帶I/O模塊的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)里輸有已編的程序和水頭損失與濾速之間的關(guān)系曲線，控制方式有水頭損失控制法和時(shí)間控制法。該方法能準(zhǔn)確，快速地控制濾池的濾速，實(shí)現(xiàn)對(duì)濾池出水質(zhì)的控制，適用于多種形式的濾池的自動(dòng)控制。以上專利技術(shù)不能實(shí)時(shí)監(jiān)測傳輸管道的泄露、損壞、線路的老化等狀況，其測量點(diǎn)是固定的。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種輸送管線損失率監(jiān)測系統(tǒng)。應(yīng)用動(dòng)態(tài)平衡原理，在輸送管線可移動(dòng)任一個(gè)節(jié)點(diǎn)上用超聲波技術(shù)測量管線外實(shí)時(shí)傳輸值與輸送管線輸入端值進(jìn)行計(jì)算得出損失比率，通過損失比率的動(dòng)態(tài)變化來實(shí)時(shí)監(jiān)測傳輸管道的泄露、損壞、線路的老化損壞程度。監(jiān)測系統(tǒng)操作簡單、可靠。
本實(shí)用新型由計(jì)量傳感器、調(diào)理器、AD轉(zhuǎn)換器、計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)傳輸接口、顯示模塊、測量節(jié)點(diǎn)值、超聲波發(fā)射器、超聲波接收器、信號(hào)調(diào)理器、控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、傳輸模塊組成。其中計(jì)量傳感器通過調(diào)理器連接AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器連接計(jì)算模塊，計(jì)算模塊連接顯示模塊和數(shù)據(jù)傳輸接口，超聲波發(fā)射器發(fā)射超聲波到測量節(jié)點(diǎn)后反射到超聲波接收器，超聲波接收器通過信號(hào)調(diào)理器連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，控制器連接信號(hào)調(diào)理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、超聲波發(fā)射器，用以控制各個(gè)模塊之間的信號(hào)傳輸，模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過傳輸模塊連接計(jì)算模塊。
本實(shí)用新型工作原理是根據(jù)動(dòng)態(tài)平衡原理，從輸送管線輸入端流量值到與輸送管線中任一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的流量值是相等的。用數(shù)學(xué)表達(dá)式；在流量輸送管線輸入端計(jì)量流量輸出值E0。在流量輸送管線上任一節(jié)點(diǎn)上測量值E1。損失比率＝(E0-E1)/E0。由以下步驟完成一、測量流量輸出值在輸送管線輸入端由計(jì)量傳感器測量流量E0，并經(jīng)調(diào)理器、AD轉(zhuǎn)換器后將E0輸入計(jì)算模塊。
二、測量節(jié)點(diǎn)流量在輸送管線中任一個(gè)節(jié)點(diǎn)上用超聲波在管線外實(shí)時(shí)測量管內(nèi)的流量值E1，再與輸送管線輸入端流量值E0進(jìn)行比較計(jì)算得出損失比率。節(jié)點(diǎn)測量系統(tǒng)由超聲波發(fā)射器發(fā)射測量超聲波，經(jīng)測量表面反射過后進(jìn)入超聲波接收器，經(jīng)信號(hào)調(diào)理器、控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和傳輸模塊將采集得到的E1輸入計(jì)算模塊。
三、數(shù)據(jù)顯示和輸出計(jì)算模塊將根據(jù)(E0-E1)/E0＝損失比率進(jìn)行計(jì)算。將計(jì)算后的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在顯示模塊中顯示損失率以便監(jiān)測其變化。數(shù)據(jù)傳輸接口完成對(duì)E0、E1數(shù)據(jù)的傳輸。
本實(shí)用新型有如下特點(diǎn)1、通過損失率的動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測傳輸管道的泄露、損壞、線路的老化損壞程度。2、用超聲波的方法測量節(jié)點(diǎn)的流量值。
作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，所述的傳輸模塊可以采用有線傳輸，也可以采用無線傳輸系統(tǒng)。
本實(shí)用新型提供了一種輸送管線損失率監(jiān)測系統(tǒng)。可通過損失率的動(dòng)態(tài)變化來監(jiān)測傳輸管道的泄露、損壞、線路的老化損壞程度。本實(shí)用新型采用了通用元器件，價(jià)格低廉，通用性較好，對(duì)于移動(dòng)測量有廣闊的使用前景。


附圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的原理方框圖。
附圖2是根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的電路圖。
附圖3是本實(shí)用新型另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
圖2所示的是根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的電路圖。是一種動(dòng)態(tài)供應(yīng)熱水輸送管線損失率監(jiān)測裝置的電路圖。
流量傳感器采用型號(hào)是CWV-H0501D的單片機(jī)U1。熱水流量傳感器U1的第3端接地。
調(diào)理器采用型號(hào)為LM324C集成電路U2。集成電路U2第3腳連接熱水流量傳感器U1的第1端。
型號(hào)為P89LPC904 Flash的單片機(jī)U5集成了AD轉(zhuǎn)換器、計(jì)算模塊兩個(gè)功能。單片機(jī)U5第2腳連接集成電路U2的第6腳。
顯示模塊采用型號(hào)為HZ128-64D20的的單片機(jī)U6?？蓪?shí)時(shí)顯示流量輸送管線損失率。從而能夠提供實(shí)時(shí)檢測流量輸送管線損失率的變化。顯示器件U6的第4端連接單片機(jī)U5第6端。
數(shù)據(jù)接口采用型號(hào)為AM70-UNIDA-V.35的的單片機(jī)U7?？蓪?shí)時(shí)通過數(shù)據(jù)接口將數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)或其它存儲(chǔ)設(shè)備連接。數(shù)據(jù)接口U7的第K端連接單片機(jī)U5第7端。
線路傳輸匹配器由型號(hào)為P89LPC904 Flash的單片機(jī)U3、HC-49U石英晶體濾波器的U4組成。單片機(jī)U3的第6腳連接集成電路U5的第3腳。U4的第2腳連接采集單片機(jī)U3的3腳。
測量節(jié)點(diǎn)值由材料為PP-R(100)熱水輸送管線U8組成。用超聲波發(fā)射、超聲波接收完成測量熱水節(jié)點(diǎn)值。
型號(hào)為ADuC812的集成電路U9、型號(hào)是T40-16超聲波發(fā)射元件ZL1、型號(hào)是S40-16超聲波接收元件ZL2集成了超聲波發(fā)射器、超聲波接收器、信號(hào)調(diào)理器、控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器五個(gè)功能。集成電路U9的C1腳連接超聲波發(fā)射元件ZL1的正端。集成電路U9的C3腳連接超聲波接收元件ZL2的正端。集成電路U9的C2腳、集成電路U9的C4腳、ZL1的負(fù)端、ZL2的負(fù)端接地。集成電路U9的B1腳用導(dǎo)線連接石英晶體濾波器U4的第1腳。
本實(shí)用新型工作過程是在熱水輸送管線輸入端用計(jì)量流量傳感器U1把流量模擬信號(hào)采集經(jīng)調(diào)理器U2放大后進(jìn)入U(xiǎn)5的AD轉(zhuǎn)換后得到E0再進(jìn)入計(jì)算模塊的U5進(jìn)行計(jì)算。節(jié)點(diǎn)流量熱水輸送管線U8由集成電路U9、超聲波發(fā)射元件ZL1、超聲波接收元件ZL2組成的超聲波測量技術(shù)將信號(hào)用導(dǎo)線連接輸入給線路傳輸匹配器的石英晶體濾波器U4、單片機(jī)U3并送到單片機(jī)的U5得到E1并進(jìn)入計(jì)算模塊單片機(jī)的U5。單片機(jī)U5完成損失率＝E1/E0的計(jì)算送入顯示模塊的U6進(jìn)行損失率的顯示。數(shù)據(jù)傳輸接口的U7完成對(duì)E1.E0、損失率的數(shù)據(jù)傳輸。
附圖3是本實(shí)用新型另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的電路圖，是一種動(dòng)態(tài)供應(yīng)熱水輸送管線損失率監(jiān)測裝置的電路圖。
流量傳感器由型號(hào)是CWV-H0501D的U1組成。熱水流量傳感器U1的第3端接地。
調(diào)理器由型號(hào)為LM324C集成電路U2組成。集成電路U2第3腳連接熱水流量傳感器U1的第1端。
型號(hào)為P89LPC904 Flash的單片機(jī)U5集成了AD轉(zhuǎn)換器、計(jì)算模塊兩個(gè)功能。單片機(jī)U5第2腳連接集成電路U2的第6腳。
顯示模塊由型號(hào)為HZ128-64D20的U6組成?？蓪?shí)時(shí)顯示流量輸送管線損失率。從而能夠提供實(shí)時(shí)檢測流量輸送管線損失率的變化。顯示器件U6的第4端連接單片機(jī)U5第6端。
數(shù)據(jù)接口由型號(hào)為AM70-UNIDA-V.35的U7組成。可實(shí)時(shí)通過數(shù)據(jù)接口將數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)或其它存儲(chǔ)設(shè)備連接。數(shù)據(jù)接口U7的第K端連接單片機(jī)U5第7端。
測量節(jié)點(diǎn)值由材料為PP-R(100)熱水輸送管線U9組成。用超聲波發(fā)射、超聲波接收完成測量熱水節(jié)點(diǎn)值。
線路傳輸匹配器由型號(hào)為P89LPC904 Flash采集單片機(jī)的U3、型號(hào)為SCH-X199的數(shù)字無線接收系統(tǒng)的U4、型號(hào)為SCH-X199的數(shù)字無線發(fā)射器的U8三部分組成。單片機(jī)U3的單片機(jī)U3的第6腳連接集成電路U5的第3腳。無線接收系統(tǒng)的U4的第OUT腳連接集成電路U3的第3腳。無線接收系統(tǒng)的U4的第D0腳連接集成電路U3的第2腳。數(shù)字無線發(fā)射器的U8通過空中的無線電波將數(shù)據(jù)傳輸給無線接收系統(tǒng)的U4。
型號(hào)為ADuC812的集成電路U10、型號(hào)為T40-16超聲波發(fā)射元件ZL1、型號(hào)為S40-16超聲波接收元件ZL2集成了超聲波發(fā)射器、超聲波接收器、信號(hào)調(diào)理器、控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器五個(gè)功能。集成電路U10的C1腳連接超聲波發(fā)射元件ZL1的正端。集成電路U10的C3腳連接超聲波接收元件ZL2的正端。集成電路U10的C2腳、集成電路U10的C4腳、ZL1的負(fù)端、ZL2的負(fù)端接地。集成電路U10的B1腳連接無線發(fā)射器的U8的D0腳。集成電路U10的B2腳連接無線發(fā)射器的U8的D1腳。
本實(shí)用新型工作過程是在熱水輸送管線輸入端用計(jì)量流量傳感器U1把流量模擬信號(hào)采集經(jīng)調(diào)理器U2放大后進(jìn)入U(xiǎn)5的AD轉(zhuǎn)換后得到E0再進(jìn)入計(jì)算模塊的U5進(jìn)行計(jì)算。節(jié)點(diǎn)流量熱水輸送管線U9由集成電路U10、超聲波發(fā)射元件ZL1、超聲波接收元件ZL2組成的超聲波測量技術(shù)將信號(hào)送入數(shù)字無線發(fā)射器的U8。數(shù)字無線發(fā)射器的U8通過空中將數(shù)據(jù)傳輸給無線接收系統(tǒng)的U4再進(jìn)入單片機(jī)的U3并送到單片機(jī)的U5得到E1后進(jìn)入計(jì)算模塊單片機(jī)的U5。單片機(jī)U5完成損失率＝E1/E0的計(jì)算送入顯示模塊的U6進(jìn)行損失率的顯示。數(shù)據(jù)傳輸接口的U7完成對(duì)E1.E0、損失率的數(shù)據(jù)傳輸。
權(quán)利要求1.一種輸送管線損失率監(jiān)測系統(tǒng)，由計(jì)量傳感器、調(diào)理器、AD轉(zhuǎn)換器、計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)傳輸接口、顯示模塊、測量節(jié)點(diǎn)值、超聲波發(fā)射器、超聲波接收器、信號(hào)調(diào)理器、控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、傳輸模塊組成，其特征在于計(jì)量傳感器通過調(diào)理器連接AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器連接計(jì)算模塊，計(jì)算模塊連接顯示模塊和數(shù)據(jù)傳輸接口，超聲波發(fā)射器發(fā)射超聲波到測量節(jié)點(diǎn)后反射到超聲波接收器，超聲波接收器通過信號(hào)調(diào)理器連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，控制器連接信號(hào)調(diào)理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、超聲波發(fā)射器，用以控制各個(gè)模塊之間的信號(hào)傳輸，模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過傳輸模塊連接計(jì)算模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種輸送管線損失率監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的傳輸模塊可以采用有線傳輸，也可以采用無線傳輸系統(tǒng)。
專利摘要一種輸送管線損失率監(jiān)測系統(tǒng)，為了克服現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)時(shí)監(jiān)測傳輸管道的泄露、損壞、線路的老化等狀況以及測量點(diǎn)固定的不足，本實(shí)用新型提供了一種輸送管線損失率監(jiān)測系統(tǒng)。本實(shí)用新型由計(jì)量傳感器、調(diào)理器、AD轉(zhuǎn)換器、計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)傳輸接口、顯示模塊、測量節(jié)點(diǎn)值、超聲波發(fā)射器、超聲波接收器、信號(hào)調(diào)理器、控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、傳輸模塊組成，應(yīng)用動(dòng)態(tài)平衡原理，在輸送管線可移動(dòng)任一個(gè)節(jié)點(diǎn)上用超聲波技術(shù)測量管線外實(shí)時(shí)傳輸值與輸送管線輸入端值進(jìn)行計(jì)算得出損失比率，通過損失比率的動(dòng)態(tài)變化來實(shí)時(shí)監(jiān)測傳輸管道的泄露、損壞、線路的老化損壞程度。監(jiān)測系統(tǒng)操作簡單、可靠。
文檔編號(hào)F17D5/00GK2883878SQ20052010591
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者金承信 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)