一种供水管网损耗在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种供水管网损耗在线监测系统，包括数据监控终端、温湿度传感器、压力传感器和多组超声波探测模块；数据监控终端包括微控制器、供电电源、时钟电路和与上位机进行远程无线通信的无线收发器，微控制器的输入端接有输入按键，微控制器的输出端接有指示灯；每组超声波探测模块均包括谐振电路、超声波发射探头、超声波接收探头和滤波放大电路，多组超声波探测模块沿供水管道的延伸方向由前至后布设，前后相邻的两组超声波探测模块之间的间距为60m～80m，每组超声波探测模块中超声波发射模块和超声波接收模块之间的间距为20m～30m；本实用新型专利技术设计新颖，超声波探测模块安装方便，使用灵活，探测精度高，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于管网探伤
，具体涉及一种供水管网损耗在线监测系统。
技术介绍
水资源是大自然的重要自然资源，在世界许多地方，对水的需求已经超过水资源所能负荷的程度，同时有许多地区也濒临水资源利用之不平衡。我国城市供水系统中，由于管道老化或管道出现裂纹发生漏水现象，导致漏水损失严重，据统计，我国城市公共供水系统管网漏损率平均达21.5％。我国水资源相对缺乏，由于供水管网漏损严重，全国城市供水年漏损量近100亿立方米，水资源流失严重，供水管网的改造以及管道维护任务艰巨，现有的供水管网检漏方法有人工巡检、区域流量统计以及压力打压测量的方法，人工巡检劳作辛苦且耗费人力财力；区域流量统计方法耗费水资源，且操作复杂，供水管网阀门损坏或安装有误均会产生漏水损失，实现困难；压力打压测量设备昂贵，体积大，不易搬运，反复循环使用效率低下，且管道老化或裂缝程度的数据统计困难，因此，现如今缺少一种结构简单、体积小、成本低、设计合理、使用效率高的供水管网损耗在线监测系统，通过超声波探测模块发射一定频率的超声波信号，根据回波信号的衰减强弱程度可得到各部分管道老化或裂缝程度，同时设置温湿度传感器和压力传感器对供水管道进行辅助检测，通过无线收发器实时在线数据传输，操作简单，可扩展性强。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种供水管网损耗在线监测系统，其设计新颖合理，结构简单，超声波探测模块安装方便，使用灵活，探测精度高，成本低，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在于：包括用于监控供水管网中供水管道损伤的数据监控终端、用于检测供水管道环境温湿度参数的温湿度传感器、用于检测供水管道水压的压力传感器以及多组布设在供水管道外侧底部用于探测供水管道损伤的超声波探测模块；所述数据监控终端包括微控制器、供电电源以及与所述微控制器相接的时钟电路和与上位机进行远程无线通信的无线收发器，所述微控制器的输入端接有输入按键，所述微控制器的输出端接有指示灯；每组所述超声波探测模块均包括超声波发射模块和超声波接收模块，所述超声波发射模块包括与微控制器输出端相接的谐振电路和与所述谐振电路输出端相接的超声波发射探头，所述超声波接收模块包括用于无线接收所述超声波发射探头信号的超声波接收探头和与所述超声波接收探头输出端相接的滤波放大电路，所述滤波放大电路的输出端与微控制器的输入端相接；多组超声波探测模块沿所监测的供水管道的延伸方向由前至后布设，前后相邻的两组超声波探测模块之间的间距为60m～80m，每组超声波探测模块中超声波发射模块和超声波接收模块之间的间距为20m～30m；所述温湿度传感器的数目和压力传感器的数目均为多个，多个温湿度传感器和多个压力传感器均安装在供水管道的外侧壁上。上述的一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在于：所述谐振电路包括变压器T1和振荡器CD4069，所述变压器T1的原边一端与三极管Q4的集电极相接，三极管Q4的发射极与5V电源相接，三极管Q4的基极经电阻R17与微控制器相接，变压器T1的副边一端与振荡器CD4069的第5管脚、第9管脚和第13管脚的连接端相接，变压器T1的副边另一端与振荡器CD4069的第6管脚和第8管脚的连接端相接，变压器T1的副边中心抽头接地。上述的一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在于：所述超声波发射探头为超声波换能探头SEND1，所述超声波换能探头SEND1的一端经电容C11与振荡器CD4069的第4管脚和第10管脚的连接端相接，超声波换能探头SEND1的另一端与振荡器CD4069的第6管脚和第8管脚的连接端相接。上述的一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在于：所述超声波接收探头为超声波换能探头REC1。上述的一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在于：所述滤波放大电路包括运放U4和芯片LM358，所述运放U4的同相输入端经电阻R12和电容C8与超声波换能探头REC1的一端相接，运放U4的反相输入端经电阻R16接地，运放U4的输出端分两路，一路经电容C9与芯片LM358的第5管脚相接，另一路经电阻R11与电阻R12和电容C8的连接端相接；芯片LM358的第6管脚与滑动电阻Res1的滑动端相接，滑动电阻Res1的一个固定端与5V电源相接，滑动电阻Res1的另一个固定端接地，芯片LM358的第7管脚经电阻R10与三极管Q3的基极相接，三极管Q3的集电极分两路，一路经电阻R9与5V电源相接，另一路与微控制器相接，三极管Q3的发射极接地。上述的一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在于：所述无线收发器为GM8123模块，所述GM8123模块的TXD0管脚、RXD0管脚、MS管脚、STADD0管脚、STADD1管脚、SRADD0管脚、SRADD1管脚和RST管脚均与微控制器相接，GM8123模块的OSCI管脚分两路，一路与晶振Y1的一端相接，另一路经电容C1接地；GM8123模块的OSCO管脚分两路，一路与晶振Y1的另一端相接，另一路经电容C2接地。上述的一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在于：所述温湿度传感器为传感器SHT11。上述的一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在于：所述压力传感器为传感器MB300。上述的一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在于：所述微控制器为DSP微控制芯片或ARM微控制芯片。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术通过设置多组超声波探测模块，多组超声波探测模块沿所监测的供水管道的延伸方向由前至后布设，构成超声波发射模块和超声波接收模块间隔依次安装，处于两个超声波发射模块之间的超声波接收模块可同时接收相邻两个超声波发射模块发射的超声波信号，根据距离差可区分信号的传播方向，实现供水管网中管道的全部探测，使用效率高，电路简单,便于推广使用。2、本技术中超声波发射模块和超声波接收模块工作可靠稳定，可批量生产使用，控制简单，可扩展强，使用效果好。3、本技术采用时钟电路对超声波探测模块做定时触发，采用无线收发器无线数据传输至上位机，数据采集方便，省时省力，准确性高。4、本技术设计新颖合理，体积小，拆卸安装方便，实用性强，便于推广使用。综上所述，本技术设计新颖合理，结构简单，可靠性高，造价低，超声波探测模块安装方便，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在于：包括用于监控供水管网中供水管道损伤的数据监控终端、用于检测供水管道环境温湿度参数的温湿度传感器(3)、用于检测供水管道水压的压力传感器(4)以及多组布设在供水管道外侧底部用于探测供水管道损伤的超声波探测模块；所述数据监控终端包括微控制器(5)、供电电源(6)以及与所述微控制器(5)相接的时钟电路(9)和与上位机(11)进行远程无线通信的无线收发器(10)，所述微控制器(5)的输入端接有输入按键(8)，所述微控制器(5)的输出端接有指示灯(7)；每组所述超声波探测模块均包括超声波发射模块和超声波接收模块，所述超声波发射模块包括与微控制器(5)输出端相接的谐振电路(1‑2)和与所述谐振电路(1‑2)输出端相接的超声波发射探头(1‑1)，所述超声波接收模块包括用于无线接收所述超声波发射探头(1‑1)信号的超声波接收探头(2‑1)和与所述超声波接收探头(2‑1)输出端相接的滤波放大电路(2‑2)，所述滤波放大电路(2‑2)的输出端与微控制器(5)的输入端相接；多组超声波探测模块沿所监测的供水管道的延伸方向由前至后布设，前后相邻的两组超声波探测模块之间的间距为60m～80m，每组超声波探测模块中超声波发射模块和超声波接收模块之间的间距为20m～30m；所述温湿度传感器(3)的数目和压力传感器(4)的数目均为多个，多个温湿度传感器(3)和多个压力传感器(4)均安装在供水管道的外侧壁上。...

【技术特征摘要】
1.一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在于：包括用于监控供水
管网中供水管道损伤的数据监控终端、用于检测供水管道环境温湿度参数
的温湿度传感器(3)、用于检测供水管道水压的压力传感器(4)以及多
组布设在供水管道外侧底部用于探测供水管道损伤的超声波探测模块；所
述数据监控终端包括微控制器(5)、供电电源(6)以及与所述微控制器
(5)相接的时钟电路(9)和与上位机(11)进行远程无线通信的无线收
发器(10)，所述微控制器(5)的输入端接有输入按键(8)，所述微控
制器(5)的输出端接有指示灯(7)；每组所述超声波探测模块均包括超
声波发射模块和超声波接收模块，所述超声波发射模块包括与微控制器
(5)输出端相接的谐振电路(1-2)和与所述谐振电路(1-2)输出端相
接的超声波发射探头(1-1)，所述超声波接收模块包括用于无线接收所
述超声波发射探头(1-1)信号的超声波接收探头(2-1)和与所述超声波
接收探头(2-1)输出端相接的滤波放大电路(2-2)，所述滤波放大电路
(2-2)的输出端与微控制器(5)的输入端相接；多组超声波探测模块沿
所监测的供水管道的延伸方向由前至后布设，前后相邻的两组超声波探测
模块之间的间距为60m～80m，每组超声波探测模块中超声波发射模块和超
声波接收模块之间的间距为20m～30m；所述温湿度传感器(3)的数目和
压力传感器(4)的数目均为多个，多个温湿度传感器(3)和多个压力传
感器(4)均安装在供水管道的外侧壁上。
2.按照权利要求1所述的一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在
于：所述谐振电路(1-2)包括变压器T1和振荡器CD4069，所述变压器
T1的原边一端与三极管Q4的集电极相接，三极管Q4的发射极与5V电源
相接，三极管Q4的基极经电阻R17与微控制器(5)相接，变压器T1的
副边一端与振荡器CD4069的第5管脚、第9管脚和第13管脚的连接端相
接，变压器T1的副边另一端与振荡器CD4069的第6管脚和第8管脚的连
接端相接，变压器T1的副边中心抽头接地。
3.按照权利要求2所述的一种供水管网损耗在线监测系统，其特征在
于：所述超声波发射探头(1-1)为超声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩芝侠，
申请(专利权)人：宝鸡文理学院，
类型：新型
国别省市：陕西;61