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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及沉井及热力管线的综合监测,尤其涉及沉井及热力管线的综合监测系统。
技术介绍
1、随着城市基础设施的快速发展,热力管道作为城市生命管线的重要组成部分,其安全稳定运行对于城市的发展至关重要。然而,由于热力管道的工作环境复杂,经常受到外部因素的影响,如土壤变形、温度变化等,这些因素可能导致热力管道的损坏和故障。
2、因此,需要一种能够全面监测热力管道及其配套工程结构的系统,及时发现并处理潜在的安全隐患。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中的问题提供一种沉井及热力管线的综合监测系统,其综合运用了多参量监测技术、信号解调分析技术、5g传输技术、智慧井盖传感器以及温湿度和气体监测等多种技术手段,为热力管道及沉井的安全运行提供了全方位的技术保障。
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案:
3、沉井及热力管线的综合监测系统,包含传感器模块、数据采集及处理模块、控制器模块、数据传输模块、报警模块、显示模块和电源模块;所述传感器模块包含位移传感器、振动传感器、液位传感器、空间位移传感器、结构变形传感器、环境监测传感器、视频图像传感器、温度传感器;所述位移传感器、振动传感器、液位传感器、空间位移传感器、结构变形传感器、环境监测传感器、视频图像传感器、温度传感器分别与通过数据采集与处理模块连接控制器模块,所述数据传输模块、报警模块、显示模块和电源模块分别与控制器模块连接;
4、其中,位移传感器,用于实时监测
5、振动传感器,安装在热力管道外部,用于实时监测管道的振动情况,进而判断管道的运行状态;
6、液位传感器,用于监测沉井内液位;
7、空间位移传感器,用于监测热力管道的空间位移;
8、结构变形传感器,用于监测顶管结构的变形;
9、环境监测传感器,用于监测沉井环境参数如温度、湿度参数;
10、视频图像传感器,用于提供实时的视频监控;
11、温度传感器,用于监测管道全线温度;
12、数据采集及处理模块,用于从各类传感器中收集实时数据,确保数据的准确性和完整性,对采集到的原始数据进行初步处理,进而上传至控制器模块;
13、数据传输模块,通过5g传输技术,将预处理后的数据传输至后端软件平台,确保数据的实时性和可靠性;
14、电源模块:用于提供稳定的电源供应;
15、报警模块,当监测数据超过预设阈值时,自动触发报警机制,提醒管理者及时处理潜在的安全隐患;
16、显示模块,用于提供用户界面,展示实时监测数据、报警信息以及系统状态,管理者进行远程监控和操作。
17、作为本专利技术沉井及热力管线的综合监测系统的进一步优选方案,所述数据采集及处理模块包含传感器信号调理电路、电流信号调理电路、电压信号调理电路、模拟开关单元、分压跟随滤波单元、a/d转换单元,所述位移传感器、振动传感器、液位传感器、空间位移传感器、结构变形传感器、环境监测传感器、视频图像传感器、温度传感器依次经过传感器信号调理电路、电流信号调理电路、电压信号调理电路、模拟开关单元、分压跟随滤波单元、a/d转换单元连接控制器模块。
18、作为本专利技术沉井及热力管线的综合监测系统的进一步优选方案,所述传感器信号调理电路包含模拟信号输入端、电阻r1、电阻r2、电容c1、运算放大器u1,模拟信号收入端分别连接电阻r1的一端、电阻r2的一端,电阻r2的另一端连接电容c1的一端,电容c1的另一端分别连接电阻r1的另一端和运算放大器u1的正输入端,运算放大器u1的负输入端连接运算放大器u1的输出端。
19、作为本专利技术沉井及热力管线的综合监测系统的进一步优选方案,所述电流信号调理电路采用allegro公司的acs714芯片,该芯片是一种电流隔离式的、具有共模抑制场效应的电流传感器,由高精度低偏置线性霍尔传感器组成。
20、作为本专利技术沉井及热力管线的综合监测系统的进一步优选方案,所述电压信号调理电路包含电压信号输入端、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c2、运算放大器u2,电压信号输入端连接电阻r3的一端,电阻r3的另一端分别连接电阻r4的一端和电阻r5的一端,电阻r5的另一端连接电容c2的一端,电容c2的另一端分别连接电阻r4的另一端和运算放大器u1的正输入端,运算放大器u2的负输入端连接运算放大器u2的输出端。
21、作为本专利技术沉井及热力管线的综合监测系统的进一步优选方案,所述模拟开关单元采用adg706芯片。
22、作为本专利技术沉井及热力管线的综合监测系统的进一步优选方案,所述分压跟随滤波单元包含运算放大器u3、电阻r11、电阻r12、运算放大器u4、电阻r13、电容c7,运算放大器u3的输出端连接电阻r12的一端,电阻r12的另一端分别连接电阻r11的一端、运算放大器u4的正输入端,运算放大器u4的输出端连接电阻r13的一端,电阻r13的另一端分别连接电容c7的一端和a/d转换单元,电容c7的另一端接地,电阻r11的另一端连接电流信号调理电路。
23、作为本专利技术沉井及热力管线的综合监测系统的进一步优选方案,所述控制器模块包含ad采集控制单元、数据处理及ram读写模单元、端口控制单元、同步时钟控制单元、命令解帧单元、fifo数据缓存单元、数据判读单元,以及供电电路、复位电路、晶振电路、下载电路和配置spi flash电路,所述ad采集控制单元、端口控制单元、同步时钟控制单元、命令解帧单元、fifo数据缓存单元、数据判读单元,以及供电电路、复位电路、晶振电路、下载电路和配置spi flash电路分别与数据处理及ram读写模单元连接。
24、作为本专利技术沉井及热力管线的综合监测系统的进一步优选方案,所述电源模块包含供电电路和供电转换电路,所述供电转换电路包含dc12v电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、lm2576s-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、第一电压输出端、第一电压输入端、第四电容、tps7a7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和第二电压输出端;所述dc12v电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和lm2576s-5.0电源芯片的vin端,第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、lm2576s-5.0电源芯片的en端、lm2576s-5.0电源芯片的gnd端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地;所述第二二极管的负极分别连接lm2576s-5.0电源芯片的vout端和第一电感的一端,第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、lm2576s-5.0电源芯片的fb端、5v输出端连接;所述5v输入端分别与第四电容的一端、tps7a7001电源芯片的en端和tps7a7001电源芯片的in端,第四电容的另一端接地,tps7a7001电源芯片的gnd端与第一电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:包含工控机、无线网关、包含传感器模块、数据采集及处理模块、控制器模块、数据传输模块、报警模块、显示模块和电源模块;所述传感器模块包含位移传感器、振动传感器、液位传感器、空间位移传感器、结构变形传感器、环境监测传感器、视频图像传感器、温度传感器;所述位移传感器、振动传感器、液位传感器、空间位移传感器、结构变形传感器、环境监测传感器、视频图像传感器、温度传感器分别与通过数据采集与处理模块连接控制器模块,所述数据传输模块、报警模块、显示模块和电源模块分别与控制器模块连接;
2.根据权利要求1所述的沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:所述数据采集及处理模块包含传感器信号调理电路、电流信号调理电路、电压信号调理电路、模拟开关单元、分压跟随滤波单元、A/D转换单元,所述位移传感器、振动传感器、液位传感器、空间位移传感器、结构变形传感器、环境监测传感器、视频图像传感器、温度传感器依次经过传感器信号调理电路、电流信号调理电路、电压信号调理电路、模拟开关单元、分压跟随滤波单元、A/D转换单元连接控制器模块。
3.根据权利要
4.根据权利要求2所述的沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:所述电流信号调理电路采用Allegro公司的ACS714芯片,该芯片是一种电流隔离式的、具有共模抑制场效应的电流传感器,由高精度低偏置线性霍尔传感器组成。
5.根据权利要求2所述的沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:所述电压信号调理电路包含电压信号输入端、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、运算放大器U2,电压信号输入端连接电阻R3的一端,电阻R3的另一端分别连接电阻R4的一端和电阻R5的一端,电阻R5的另一端连接电容C2的一端,电容C2的另一端分别连接电阻R4的另一端和运算放大器U1的正输入端,运算放大器U2的负输入端连接运算放大器U2的输出端。
6.根据权利要求2所述的沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:所述模拟开关单元采用ADG706芯片。
7.根据权利要求2所述的一种多通道数字变换器,其特征在于:所述分压跟随滤波单元包含运算放大器U3、电阻R11、电阻R12、运算放大器U4、电阻R13、电容C7,运算放大器U3的输出端连接电阻R12的一端,电阻R12的另一端分别连接电阻R11的一端、运算放大器U4的正输入端,运算放大器U4的输出端连接电阻R13的一端,电阻R13的另一端分别连接电容C7的一端和A/D转换单元,电容C7的另一端接地,电阻R11的另一端连接电流信号调理电路。
8.根据权利要求1所述的沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:所述控制器模块包含AD采集控制单元、数据处理及RAM读写模单元、端口控制单元、同步时钟控制单元、命令解帧单元、FIFO数据缓存单元、数据判读单元,以及供电电路、复位电路、晶振电路、下载电路和配置SPI Flash电路,所述AD采集控制单元、端口控制单元、同步时钟控制单元、命令解帧单元、FIFO数据缓存单元、数据判读单元,以及供电电路、复位电路、晶振电路、下载电路和配置SPI Flash电路分别与数据处理及RAM读写模单元连接。
9.根据权利要求1所述的沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:所述电源模块包含供电电路和供电转换电路,所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、第一电压输出端、第一电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和第二电压输出端;所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端,第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地;所述第二二极管的负极分别连接LM2576S-5.0电源芯片的VOUT端和第一电感的一端,第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的FB端、5V输出端连接;所述5V输入端分别与第四电容的一端、TPS7A...
【技术特征摘要】
1.沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:包含工控机、无线网关、包含传感器模块、数据采集及处理模块、控制器模块、数据传输模块、报警模块、显示模块和电源模块;所述传感器模块包含位移传感器、振动传感器、液位传感器、空间位移传感器、结构变形传感器、环境监测传感器、视频图像传感器、温度传感器;所述位移传感器、振动传感器、液位传感器、空间位移传感器、结构变形传感器、环境监测传感器、视频图像传感器、温度传感器分别与通过数据采集与处理模块连接控制器模块,所述数据传输模块、报警模块、显示模块和电源模块分别与控制器模块连接;
2.根据权利要求1所述的沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:所述数据采集及处理模块包含传感器信号调理电路、电流信号调理电路、电压信号调理电路、模拟开关单元、分压跟随滤波单元、a/d转换单元,所述位移传感器、振动传感器、液位传感器、空间位移传感器、结构变形传感器、环境监测传感器、视频图像传感器、温度传感器依次经过传感器信号调理电路、电流信号调理电路、电压信号调理电路、模拟开关单元、分压跟随滤波单元、a/d转换单元连接控制器模块。
3.根据权利要求2所述的沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:所述传感器信号调理电路包含模拟信号输入端、电阻r1、电阻r2、电容c1、运算放大器u1,模拟信号收入端分别连接电阻r1的一端、电阻r2的一端,电阻r2的另一端连接电容c1的一端,电容c1的另一端分别连接电阻r1的另一端和运算放大器u1的正输入端,运算放大器u1的负输入端连接运算放大器u1的输出端。
4.根据权利要求2所述的沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:所述电流信号调理电路采用allegro公司的acs714芯片,该芯片是一种电流隔离式的、具有共模抑制场效应的电流传感器,由高精度低偏置线性霍尔传感器组成。
5.根据权利要求2所述的沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:所述电压信号调理电路包含电压信号输入端、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c2、运算放大器u2,电压信号输入端连接电阻r3的一端,电阻r3的另一端分别连接电阻r4的一端和电阻r5的一端,电阻r5的另一端连接电容c2的一端,电容c2的另一端分别连接电阻r4的另一端和运算放大器u1的正输入端,运算放大器u2的负输入端连接运算放大器u2的输出端。
6.根据权利要求2所述的沉井及热力管线的综合监测系统,其特征在于:所述模拟开关单元采用adg706芯片。
7.根据权利要求2所述的一种多通道数字变换器,其特征在于:所述分压跟随滤波单元包含运算放大器u3、电阻r11、电阻r12、运算放大器u4、电阻r13、电容c7,运...
【专利技术属性】
技术研发人员:陆骁旻,周晓冬,杨健,熊伟,方玄,司苏状,徐醒,陈睿雯,冯维一,
申请(专利权)人:南京森特智能科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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