本發(fā)明涉及監(jiān)測，更具體地來說，特別涉及管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

環(huán)境監(jiān)測(environmental monitoring)，指通過對影響環(huán)境質(zhì)量因素的代表值的測定，確定環(huán)境質(zhì)量(或污染程度)及其變化趨勢。環(huán)境檢測的過程一般為接受任務(wù)，現(xiàn)場調(diào)查和收集資料，監(jiān)測計劃設(shè)計，優(yōu)化布點，樣品采集，樣品運輸和保存，樣品的預(yù)處理，分析測試，數(shù)據(jù)處理，綜合評價等。環(huán)境監(jiān)測的對象：自然因素，人為因素，污染組分。環(huán)境監(jiān)測包括：化學(xué)監(jiān)測，物理監(jiān)測，生物監(jiān)測，生態(tài)監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)測的目的：環(huán)境監(jiān)測按監(jiān)測目的可分為三種。

①研究性監(jiān)測：研究確定污染物從污染源到受體的運動過程，鑒定環(huán)境中需要注意的污染物。這類監(jiān)測需要化學(xué)分析、物理測量、生物和生理生化檢驗技術(shù)，并涉及大氣化學(xué)、大氣物理、水化學(xué)、水文學(xué)、生物學(xué)、流行病學(xué)、毒理學(xué)、病理學(xué)等學(xué)科的知識。如果監(jiān)測數(shù)據(jù)表明存在環(huán)境污染問題時，則必須確定污染物對人、生物和其他物體的影響。

②監(jiān)視性監(jiān)測：監(jiān)測環(huán)境中已知有害污染物的變化趨勢，評價控制措施的效果，判斷環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)實施的情況和改善環(huán)境取得的進(jìn)展，建立各種監(jiān)測網(wǎng)，如大氣污染監(jiān)測網(wǎng)、水體污染監(jiān)測網(wǎng)，累積監(jiān)測數(shù)據(jù)，據(jù)此確定一個城市、省、區(qū)域、國家，甚至全球的污染狀況及其發(fā)展趨勢。

③事故性監(jiān)測：對事故性污染，如石油溢出事故所造成的海洋污染，核動力廠發(fā)生事故時放射性微塵所造成的大氣污染等進(jìn)行監(jiān)測，包括用監(jiān)測車或監(jiān)測船的流動監(jiān)測、空中監(jiān)測、遙測、遙感等，確定污染范圍及其嚴(yán)重程度，以便采取措施。按監(jiān)測對象的不同，可分為大氣污染監(jiān)測、水質(zhì)污染監(jiān)測、土壤污染監(jiān)測、生物污染監(jiān)測等。按污染物的性質(zhì)不同，可分為化學(xué)毒物監(jiān)測、衛(wèi)生(包括病原體、病毒、寄生蟲、霉菌毒素等的污染)監(jiān)測、熱污染監(jiān)測、噪聲污染監(jiān)測、電磁波污染監(jiān)測、放射性污染監(jiān)測、富營養(yǎng)化監(jiān)測等。

建筑物沉降監(jiān)測

監(jiān)測實施方法

a、測點埋設(shè)：

在地表下沉的縱向和橫向影響范圍內(nèi)的建筑物應(yīng)進(jìn)行建筑物下沉及傾斜監(jiān)測，基點的埋設(shè)同地表沉降觀測。沉降測點埋設(shè)，用沖擊鉆在建筑物的基礎(chǔ)或墻上鉆孔，然后放入長直徑200～300mm，20～30mm的半圓頭彎曲鋼筋，四周用水泥砂漿填實。測點的埋設(shè)高度應(yīng)方便觀測，對測點應(yīng)采取保護(hù)措施，避免在施工過程中受到破壞。每幢建筑物上一般布置4個觀測點，特別重要的建筑物布置6個測點。

b、測量方法：

觀測方法采用精密水準(zhǔn)測量方法?；c和附近水準(zhǔn)點聯(lián)測取得初始高程。觀測時各項限差宜嚴(yán)格控制，每測點讀數(shù)高差不宜超過0.3mm，對不在水準(zhǔn)路線上的觀測點，一個測站不宜超過3個，超過時應(yīng)重讀后視點讀數(shù)，以作核對。首次觀測應(yīng)對測點進(jìn)行連續(xù)兩次觀測，兩次高程之差應(yīng)小于±1.0mm，取平均值作為初始值。

c、沉降計算：

在條件許可的情況下，盡可能的布設(shè)導(dǎo)線網(wǎng)，以便進(jìn)行平差處理，提高觀測精度，然后按照測站進(jìn)行平差，求得各點高程。施工前，由基點通過水準(zhǔn)測量測出隆陷觀測點的初始高程H0，在施工過程中測出的高程為Hn。則高差ΔH＝Hn-H0即為沉降值。

d、數(shù)據(jù)分析與處理：

繪制位移-時間曲線散點圖，具體分析同地表沉降監(jiān)測。當(dāng)位移-時間曲線趨于平緩時，可選取合適的函數(shù)進(jìn)行回歸分析。預(yù)測最大沉降量。根據(jù)所測建筑物傾斜與下沉值，判斷建筑物傾斜是否超過安全控制標(biāo)準(zhǔn)及采用的工程措施的可靠性。

建筑物傾斜監(jiān)測

監(jiān)測實施方法

在待測建筑物不同高度(應(yīng)大于2/3建筑物高度)貼上反射膜片，建立上、下兩觀測點，并在大于兩倍上、下觀測點距離的位置建立觀 測站，采用徠卡全站儀(1″2mm+2ppm)按國家二級位移觀測要求測定待測建筑物上、下觀測點的坐標(biāo)值，兩次觀測座標(biāo)差值即可計算出該建筑物的傾斜變化量。

管道監(jiān)測對管道運行工況的監(jiān)測和控制，是實現(xiàn)密閉輸送工藝，管道安全、平穩(wěn)和最優(yōu)化運行所必需的手段。

運輸管道線路長，站庫多，全線密切相連，因此，其運行工藝既需要站庫和線路的就地監(jiān)控，也需要全線的遙測和遙控。管道監(jiān)控的主要任務(wù)是：收集、處理、顯示和記錄管道系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工藝參數(shù)；按輸送計劃、動態(tài)工況分析結(jié)果，選擇最優(yōu)運行方案；協(xié)助調(diào)度人員迅速準(zhǔn)確地開關(guān)閥門和啟停設(shè)備，以實現(xiàn)選定的輸送工藝流程；調(diào)節(jié)流量、壓力和溫度等運行參數(shù)；預(yù)測、分析和處理事故；進(jìn)行起點站、終點站和分輸站的油、氣交接以及帳務(wù)結(jié)算等。

管道輸送工藝的發(fā)展和自控技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了管道輸送自動化的發(fā)展。20世紀(jì)40年代的成品油管道用繼電器控制全站設(shè)備的啟停，實現(xiàn)了站內(nèi)集中顯示(指示燈)和按鈕控制，這是單站自控階段。50年代到60年代中期，調(diào)度中心普遍采用硬線邏輯控制臺、通信接口裝置和大型模擬板。調(diào)度中心和就地控制設(shè)備經(jīng)歷了從電子管到晶體管，進(jìn)而到固態(tài)邏輯電路的發(fā)展過程；通信方式則由明線載波、通信電纜等有線通信發(fā)展到微波通信和衛(wèi)星通信實現(xiàn)了全線遙測和遙控。60年代前期電子數(shù)字計算機(jī)在管道上主要用于財務(wù)、工程施工、設(shè)計、生產(chǎn)計劃、水力模擬、最優(yōu)運行條件和生產(chǎn)調(diào)度等計算工作。從60年代中期到70年代中期，則普遍采用以電子計算機(jī)為中心的全線監(jiān)控系統(tǒng)。站內(nèi)就地控制也大量地使用小型計算機(jī)，形成智能化的監(jiān)控終端。70年代中期開始，由于可編程序控制器和微型計算機(jī)的普遍應(yīng)用，管道監(jiān)控由高度集中發(fā)展到多級分散監(jiān)控。與此同時監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性大為提高。

管道監(jiān)控系統(tǒng)一般由調(diào)度中心、遠(yuǎn)傳通道和監(jiān)控終端三大部分組成。其控制方式根據(jù)管道輸送工藝確定，如長輸管道開始廣泛地采用多級分散控制方式。其結(jié)構(gòu)方式取決于遠(yuǎn)傳通道聯(lián)系調(diào)度中心和監(jiān)控終端的方式，主要有一對一、一對多和混合式三種。

現(xiàn)代調(diào)度中心通常設(shè)置兩臺電子數(shù)字計算機(jī)，一臺在線工作，收集、處理和監(jiān)視管道運行數(shù)據(jù)，提供控制指令或在必要情況下直接控制泵站設(shè)備和線路上的遙控截斷閥；另一臺計算機(jī)作為備用。備用機(jī)除能迅速地切換到在線狀態(tài)外，還可進(jìn)行軟件開發(fā)、制訂計劃、管理器材，并可完成其他計算或管理工作。計算機(jī)外部設(shè)備主要包括屏幕顯示終端(CRT)、打印機(jī)、磁盤存儲器和通信接口等。帶控制鍵盤或光筆的屏幕顯示終端是最有效的人一機(jī)接口。調(diào)度員可以通過鍵盤或光筆輸入數(shù)據(jù)，選擇控制功能。CRT能分頁顯示全部遙測量，如流量、壓力、溫度、液位和設(shè)備狀態(tài)及報警等信息。它既可以顯示水力坡降、水擊波、界面跟蹤、系統(tǒng)平衡檢漏、系統(tǒng)報警等全局量，又可以顯示單站流程圖、站內(nèi)單體運行狀態(tài)、界面比重變化等局部量。根據(jù)調(diào)度員的需要，CRT可按一定時間間隔順序顯示這些彩色畫面，或穩(wěn)定于某一畫面。如果出現(xiàn)報警，CRT光標(biāo)會自動閃爍或以醒目的顏色表示，必要時伴以音響。為了能夠同時顯示幾個畫面，可設(shè)置多臺CRT顯示終端。調(diào)度員不但可以從這些CRT直觀地監(jiān)視整個管道運行工況，而且可以通過CRT鍵盤或?qū)Ｓ每刂票P及時準(zhǔn)確地向監(jiān)控終端發(fā)出控制指令，進(jìn)行流量、壓力、溫度控制和機(jī)組啟停、閥門開關(guān)、流量計算定等作業(yè)。為確保遙控指令正確執(zhí)行，一般采用遙控指令返回校核，并由調(diào)度員決定是否發(fā)出“執(zhí)行”指令的開環(huán)控制方式。根據(jù)屏幕顯示的實時遙測數(shù)據(jù)，如設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)發(fā)生變化，調(diào)度員即可確知指令執(zhí)行情況。調(diào)度中心一般設(shè)置兩臺打印機(jī)：一臺打印機(jī)記錄實時報警和調(diào)度員的控制指令；另一臺印制各種報表或業(yè)務(wù)票據(jù)。磁盤存儲器，如流量存儲磁盤系統(tǒng)用于常駐計算的計算機(jī)管理程序以及各種應(yīng)用程序，并用磁帶保存管道歷年的運行數(shù)據(jù)。

管道監(jiān)測其功能是將監(jiān)測和控制信息迅速、準(zhǔn)確地從發(fā)送端傳送到接收端。在管道監(jiān)控上已經(jīng)應(yīng)用的信道有：明線載波、地面微波、同軸電纜、超短波無線電通信以及通信衛(wèi)星等。目前，通信干線以微波和同軸電纜為主；衛(wèi)星通信用于地理、氣候條件惡劣的地區(qū)，作為管道備用信道；超短波無線電通信常作為輔助的通信手段。數(shù)據(jù)傳輸速率一般為200、600、1200、2400比特。為提高信息傳輸?shù)目煽啃?，可采用不同的通信手段作為備用，而且信息結(jié)構(gòu)可納入數(shù)據(jù)全鏈路控 制規(guī)程，也可以在監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)自行約定。不論何種方式大都采用冗余碼進(jìn)行差錯控制。一般要求遠(yuǎn)傳通道誤碼率低于10。

包括站、庫監(jiān)控終端和管道線路監(jiān)控終端。輸油管道與輸氣管道的監(jiān)控對象不同，但兩者的結(jié)構(gòu)和監(jiān)控的基本內(nèi)容是一樣的。站、庫監(jiān)控終端由站控中心、就地控制裝置和儀表系統(tǒng)組成。站、庫監(jiān)控終端除實施遙測遙控功能外，還必須具有站內(nèi)集中控制功能和現(xiàn)場手動控制功能。

站控中心：設(shè)置有利用硬線邏輯或可編程序的遠(yuǎn)程控制終端和儀表盤、小型或微型計算機(jī)等。其功能是周期性地收集站內(nèi)設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)；自動地或根據(jù)調(diào)度中心的要求向調(diào)度中心報送有關(guān)數(shù)據(jù)；接收調(diào)度中心的控制指令，并發(fā)送返回校核信息。接到“執(zhí)行”指令后，站控的就地控制裝置執(zhí)行經(jīng)過校核的控制指令。采用計算機(jī)的站控中心，作為智能終端，還可將搜集的數(shù)據(jù)作預(yù)處理，壓縮遠(yuǎn)傳信息量，完成緊急順序停機(jī)、給定值調(diào)節(jié)和設(shè)備故障自檢等多種功能。

這使站、庫更具獨立性，只須用極少數(shù)的遙控指令就能監(jiān)控整個站、庫正常運行，微型計算機(jī)的普及使這種站控中心日漸增加。

就地控制裝置：包括各種控制器、閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥等?？刂破鬟^去多用繼電器邏輯電路或固態(tài)邏輯電路，近年來趨向用可編程序控制器?？删幊绦蚩刂破骷染哂欣^電器那種適應(yīng)工業(yè)環(huán)境、實用、控制邏輯簡單和維護(hù)方便的優(yōu)點，而且又具有計算機(jī)那種結(jié)構(gòu)緊湊、功能多、靈活方便的優(yōu)點?？删幊绦蚩刂破髯鳛橐淮慰刂撇考磮鰠^(qū)設(shè)置，可使控制功能分散化，就地完成數(shù)據(jù)收集，越限檢查和狀態(tài)報警，向站控中心傳送數(shù)據(jù)或按要求報送有關(guān)數(shù)據(jù)。此外，還可完成就地計算、給定值控制、清管球收發(fā)控制和機(jī)組啟停等順序控制功能。它的廣泛應(yīng)用使得監(jiān)控終端設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化。

儀表系統(tǒng)：監(jiān)控的基礎(chǔ)部分，包括一次敏感元件、信號變送器和二次顯示儀表。儀表可分為氣動和電動兩類。氣動儀表適用于易燃、易爆、潮濕的場合；電動儀表便于數(shù)據(jù)處理，適用于高度集中管理的場合。為了提高儀表系統(tǒng)可靠性并便于維護(hù)，就地顯示的控制儀表仍是不可缺少的。

本發(fā)明是管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，運用本發(fā)明提供的管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，可以解決管道斷面后沒有及時通知相關(guān)工作人員的技術(shù)缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是開發(fā)一種管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)構(gòu)成有三層設(shè)備構(gòu)架，分別為太陽能電源、動力控制柜和采水檢測架。動力控制柜安裝在地面上，內(nèi)部集成太陽能電池組、采水驅(qū)動系統(tǒng)、采水驅(qū)動機(jī)構(gòu)、氮氣儲能罐；采水檢測架安裝于檢查井管道壁內(nèi)，集成采水機(jī)構(gòu)、監(jiān)測機(jī)構(gòu)。

前面所述的管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：供電方式采用太陽能供電，供電功率為300W。

前面所述的管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：監(jiān)測方式為在線監(jiān)測、就地顯示。

前面所述的管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：監(jiān)測頻率可達(dá)1小時/次。

前面所述的管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：采水檢測架防護(hù)等級達(dá)到IP66。

前面所述的管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：監(jiān)測默認(rèn)參數(shù)是總氮、COD、SS。

前面所述的管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：監(jiān)測可選參數(shù)是液位、流速、臭氧、甲烷、硫化氫、一氧化氮。

前面所述的管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：傳輸方式為無線傳輸。

前面所述的管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心。

本發(fā)明的有益效果是，通過上述管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，加強(qiáng)對市政管道斷面的管理，當(dāng)出現(xiàn)情況時，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，防止對人民群眾生產(chǎn)生活和生命財產(chǎn)造成重大損失。

實施方式

本發(fā)明涉及多種管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)。

在管道中添加管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，就可以實現(xiàn)本發(fā)明。

例如：在給水管道中，添加本發(fā)明中的管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，就可以實現(xiàn)本發(fā)明。

例如：在排水管道中，添加本發(fā)明中的管道斷面監(jiān)測系統(tǒng)，就可以實現(xiàn)本發(fā)明。