【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能源输运管道安全与智能化，尤其涉及一种智能输运管道及监控系统。
技术介绍
1、油气管道是能源供给体系的重要组成部分，具有点多、线长、覆盖地域广，社会与自然环境复杂多变的特点。各种人为活动、地质灾害及其引发的次生灾害严重威胁油气管道的安全运行，油气管道一旦失效引发泄漏，将造成严重的人员伤害、财产损失以及环境污染，对公共安全造成极大影响。因此，如何对油气管道进行全方位的实时在线监测是亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种智能输运管道及监控系统，能够对油气管道进行全方位的实时在线监测。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提供一种智能输运管道，包括：多个首尾连接的子管道。对于第一子管道，第一子管道包括多个光纤光栅传感器、多个微机电系统传感器、多个无源微机电系统传感器、多个分布式传感器和监控模块。第一子管道为多个首尾连接的子管道中的任一子管道。第一子管道为中空结构，多个光纤光栅传感器和多个微机电系统传感器呈点状式设置在第一子管道的外壁上。多个分布式传感器呈线状式设置在第一子管道的外壁上。多个无源微机电系统传感器呈点状式设置在第一子管道内壁。多个光纤光栅传感器、多个微机电系统传感器、多个无源微机电系统传感器和多个分布式传感器均与监控模块连接，监控模块与监控系统连接。
4、其中，多个光纤光栅传感器用于采集第一子管道的应变数据和温度数据。多个微机电系统传感器用于采集第一子管道的
5、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
6、进一步，第一子管道的外壁附着有预设厚度的防腐层。多个光纤光栅传感器、多个微机电系统传感器和多个分布式传感器位于防腐层中。第一子管道还包括多个柔性传感器，多个柔性传感器呈点状式设置在防腐层的表面。多个柔性传感器用于采集附着在第一子管道外壁的防腐层的温度数据和应变数据。
7、进一步，监控模块包括多个无线数据采集单元、多个传感器连接器以及多个光纤连接单元。第一子管道的防腐层表面设置有多个无线数据采集单元中的第一无线数据采集单元，第一无线数据采集单元用于获取第一子管道包括的多个无源微机电系统传感器采集的数据。第一子管道的一端连接多个首尾连接的子管道中的第二子管道，第一子管道的另一端连接多个首尾连接的子管道中的第三子管道。
8、第一子管道和第二子管道的连接处设置有多个传感器连接器中的第一传感器连接器，以及，设置有多个光纤连接单元中的第一光纤连接单元。第一传感器连接器用于获取第二子管道包括的多个光纤光栅传感器和多个微机电系统传感器采集的数据，第一光纤连接单元用于获取第二子管道包括的多个分布式传感器采集的数据。第一传感器连接器位于附着在第一子管道和第二子管道的连接处的防腐层表面。第一光纤连接单元位于附着在第一子管道和第二子管道的连接处的防腐层中。
9、第一子管道和第三子管道的连接处设置有多个传感器连接器中的第二传感器连接器，以及，设置有多个光纤连接单元中的第二光纤连接单元。第二传感器连接器用于获取第一子管道包括的多个光纤光栅传感器和多个微机电系统传感器采集的数据，第二光纤连接单元用于获取第一子管道包括的多个分布式传感器采集的数据。第二传感器连接器位于附着在第一子管道和第三子管道的连接处的防腐层表面。第二光纤连接单元位于附着在第一子管道和第三子管道的连接处的防腐层中。
10、进一步，第一子管道和目标子管道的连接处设置有多个跨焊缝应变传感器。多个跨焊缝应变传感器位于第一子管道和目标子管道的连接处的管道内部。多个跨焊缝应变传感器与目标传感器连接器连接。其中，目标子管道为第二子管道或第三子管道。在目标子管道为第二子管道的情况下，目标传感器连接器为第一传感器连接器。在目标子管道为第三子管道的情况下，目标传感器连接器为第二传感器连接器。多个跨焊缝应变传感器用于采集第一子管道和目标子管道的连接处的应变数据。目标传感器连接器还用于获取多个跨焊缝应变传感器采集的数据。
11、进一步，第一子管道和目标子管道的连接处的管道内部还设置有传感器支架。传感器支架的两端均与第一子管道和目标子管道的连接处的管道内壁接触。多个跨焊缝应变传感器可拆卸的设置在传感器支架上。
12、进一步，多个光纤光栅传感器中的任一光纤光栅传感器与多个微机电系统传感器中的任一微机电系统传感器均不处于同一水平面上。
13、进一步，多个分布式传感器沿第一子管道的长度方向呈线状式设置在第一子管道的外壁上。或者，多个分布式传感器呈线状式缠绕设置在第一子管道的外壁上。
14、进一步，第一子管道还包括多个防护模块。防护模块为中空且一侧设有开口的结构。防护模块的开口与第一子管道的内壁接触，形成封闭空间；一个防护模块对应一个微机电系统传感器。对于多个微机电系统传感器中的任一微机电系统传感器，任一微机电系统传感器位于目标防护模块与第一子管道内壁形成的封闭空间中。目标防护模块为多个防护模块中与任一微机电系统传感器对应的防护模块。
15、另一方面，本专利技术提供一种监控系统，该监控系统与本专利技术第一方面提供的智能输运管道连接。监控系统包括中继器、能量收集器、自供能模块以及数据智能分析模块。中继器与智能输运管道包括的监控模块连接，用于接收智能输运管道包括的监控模块发送的数据。数据智能分析模块用于获取和展示中继器接收的数据，以及，基于中继器接收的数据满足预设条件，提示预警信息。能量收集器用于收集管道附近产生的能量，以及，将收集的能量转换为电能。自供能模块用于获取能量收集器转换的电能，以及，基于获取的电能，对中继器、能量收集器、数据智能分析模块以及智能输运管道供电。
16、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
17、进一步，中继器包括第一中继器和第二中继器，第一中继器位于地表至智能输运管道之间，第二中继器位于智能输运管道对应的地表上方。第一中继器与智能输运管道包括的监控模块连接，用于接收智能输运管道包括的监控模块发送的数据。第二中继器与第一中继器连接，用于将第一中继器接收的数据转发至数据智能分析模块。
18、本专利技术的有益效果是：
19、首次提出智能输运管道，创建了点式内外壁安装、点式与分布式联合的多传感器、多安装点的智能管道结构，可实现对输运管道全生命周期的全状态感知，有力支撑智慧管网、智能能源系统建设。
20、首次构建了用于对智能输运管道进行监管的监控系统，创建了能源管道、能量收集、自供能、物联网相融合的系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能输运管道，其特征在于，包括：多个首尾连接的子管道；
2.根据权利要求1所述的智能输运管道，其特征在于，所述第一子管道的外壁附着有预设厚度的防腐层；所述多个光纤光栅传感器、所述多个微机电系统传感器和所述多个分布式传感器位于所述防腐层中；所述第一子管道还包括多个柔性传感器；所述多个柔性传感器呈点状式设置在所述防腐层的表面；所述多个柔性传感器用于采集附着在所述第一子管道外壁的防腐层的温度数据和应变数据。
3.根据权利要求2所述的智能输运管道，其特征在于，所述监控模块包括多个无线数据采集单元、多个传感器连接器以及多个光纤连接单元；
4.根据权利要求3所述的智能输运管道，其特征在于，所述第一子管道和目标子管道的连接处设置有多个跨焊缝应变传感器；所述多个跨焊缝应变传感器位于所述第一子管道和所述目标子管道的连接处的管道内部；所述多个跨焊缝应变传感器与目标传感器连接器连接；
5.根据权利要求4所述的智能输运管道，其特征在于，所述第一子管道和所述目标子管道的连接处的管道内部还设置有传感器支架；所述传感器支架的两端均与所述第一子管道和所述目
6.根据权利要求5所述的智能输运管道，其特征在于，所述多个光纤光栅传感器中的任一光纤光栅传感器与所述多个微机电系统传感器中的任一微机电系统传感器均不处于同一水平面上。
7.根据权利要求6所述的智能输运管道，其特征在于，所述多个分布式传感器呈线状式设置在所述第一子管道的外壁上，包括：
8.根据权利要求7所述的智能输运管道，其特征在于，所述第一子管道还包括多个防护模块；所述防护模块为中空且一侧设有开口的结构；所述防护模块的开口与所述第一子管道的内壁接触，形成封闭空间；一个防护模块对应一个微机电系统传感器；
9.一种监控系统，其特征在于，与权利要求1-8任一项所述的智能输运管道连接；所述监控系统包括中继器、能量收集器、自供能模块以及数据智能分析模块；
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述中继器包括第一中继器和第二中继器，所述第一中继器位于地表至所述智能输运管道之间，所述第二中继器位于所述智能输运管道对应的地表上方；所述第一中继器与所述智能输运管道包括的监控模块连接，用于接收所述智能输运管道包括的监控模块发送的数据；所述第二中继器与所述第一中继器连接，用于将所述第一中继器接收的数据转发至所述数据智能分析模块。
...【技术特征摘要】
1.一种智能输运管道，其特征在于，包括：多个首尾连接的子管道；
2.根据权利要求1所述的智能输运管道，其特征在于，所述第一子管道的外壁附着有预设厚度的防腐层；所述多个光纤光栅传感器、所述多个微机电系统传感器和所述多个分布式传感器位于所述防腐层中；所述第一子管道还包括多个柔性传感器；所述多个柔性传感器呈点状式设置在所述防腐层的表面；所述多个柔性传感器用于采集附着在所述第一子管道外壁的防腐层的温度数据和应变数据。
3.根据权利要求2所述的智能输运管道，其特征在于，所述监控模块包括多个无线数据采集单元、多个传感器连接器以及多个光纤连接单元；
4.根据权利要求3所述的智能输运管道，其特征在于，所述第一子管道和目标子管道的连接处设置有多个跨焊缝应变传感器；所述多个跨焊缝应变传感器位于所述第一子管道和所述目标子管道的连接处的管道内部；所述多个跨焊缝应变传感器与目标传感器连接器连接；
5.根据权利要求4所述的智能输运管道，其特征在于，所述第一子管道和所述目标子管道的连接处的管道内部还设置有传感器支架；所述传感器支架的两端均与所述第一子管道和所述目标子管道的连接处的管道内壁接触；所述多个跨焊缝应变传感器可拆卸的设置在所述传感器支架上。
【专利技术属性】
技术研发人员：马云宾，李秋娟，施宁，宋晗，李亮亮，刘思佳，杨凯，肖康，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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