城市水网管道漏损监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种城市水网管道漏损监测系统，包括漏损检测模块、闭锁模块和控制与报警模块；整个系统运用了继电保护原理和湿敏电阻的电阻变化特性;本实用新型专利技术适用于城市自来水管网系统中，能根据湿度变化导致的电路电阻变化，精确地确定漏水位点，及时进行维修，减少水资源的浪费。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力
，尤其涉及到一种城市水网管道漏损监测系统。
技术介绍
近几年有关资料显示，我国人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4，位列世界第110名。可见，中国是全球人均水资源最贫乏的国家之一。现阶段，全国范围内仍有过半城市存在供水不足问题，全国城市缺水总量约为60亿立方米。严峻的数据在提醒着世人，探讨出如何高效节约水资源、找到防止水资源无端浪费的方法迫在眉睫。但现实是，城市供水系统会因为管道铺设年代久、设施质量下降等问题造成小型局部漏水问题，这样的漏水问题不会像水管爆裂等现象能及时发现，因而会导致相当一部分水资源无声无息地被浪费掉。目前，城市通行的定位漏水位点的办法主要有两种：一，靠城市维修工人听音辨位，白天用“听音棒”巡查，晚上用\听漏仪\听出漏水位置，再用“巡管仪”的探出管线位置，然后用钻打洞，再用听音棒在每个洞甄别比较，确认漏水点，这种方法有效普遍成本低，但是操作繁琐，且要消耗大量精力；二，使用固定在阀门上的“巡视仪”，监测漏水、定位，但这种查法成本高，而且仪器容易丢，不能全面推广。由于上述两种方法各自自身的约束，其在推广和及时有效确定漏水位点上均有较大限制，因此我国城市水司降低漏耗的潜力还相当大。做好检漏工作可极大地提高有效供水能力，对节约用水，提高水司的社会效益和经济效益具有重大意义。而我们发现在电力系统中却有一套完整的发现并定位短路故障的系统（即继电保护系统），基于此原理模拟线路小电阻短路故障以达到城市自来水管网漏损在线监测系统。而通过湿敏电阻的电阻特性，我们可以及时根据湿度变化来影响电路电阻大小，从而精确地确定漏水位点，及时进行维修，减少水资源的浪费。城市供水系统与我们每个人息息相关，而城市发展不能忽视供水系统，因此对于供水系统可能出现的问题不能轻视，应用我们提出的基于继电保护原理的城市自来水管网漏损在线监测系统能够及时准确修复漏水，从而节约不必要的水资源浪费。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种城市水网管道漏损监测系统。本技术的技术方案是：一种城市水网管道漏损监测系统，包括漏损检测模块、闭锁模块和控制与报警模块；所述的漏损检测模块包括两个电压值不等的高频交流电源和若干检测电路；所述的两个电压值不等的高频交流电源之间串联若干检测电路，两个电压值不等的高频交流电源另一端分别接地；所述的检测电路包括第一湿敏电阻、串联的1个第一电流表和若干个固定电阻；每两个相邻固定电阻之间引出一个节点，第一湿敏电阻一端连接于该节点，另一端接地；所述的闭锁模块包括限流电阻、第二湿敏电阻、第二电流表；所述的限流电阻一端连接于检测电路和高频交流电源之间，另一端连接第二湿敏电阻，所述的第二湿敏电阻另一端接第二电流表，所述的第二电流表另一端接地；所述的控制与报警模块包括第一A/D转换器、第二A/D转换器、控制器、电流方向判断器、A/D转换器、人工控制面板、稳压电源、上位机和报警指示灯；所述的第二A/D转换器、电流方向判断器、人工控制面板、稳压电源、上位机和报警指示灯分别与控制器连接，所述的第一A/D转换器与电流方向判断器连接；所述的第一电流表、第二电流表分别与第一A/D转换器、第二A/D转换器连接。优选的，在贴近自来水管管道处，沿着自来水管行进的方向，每隔50米设立一个检测电路，每个检测电路中相邻两个第一湿敏电阻间距为10—15m，所述的检测电路中的第一电流表为可以判断电流方向的电流表。优选的，所述的闭锁模块设于与自来水管相同纵向深度、水平横向距离相距20米处。优选的，所述的报警指示灯由一系列LED灯组成。与现有技术相比，本技术具有以下特点：1.成本低：与普遍使用的检测漏水位置方法相比，所给装置使用的湿敏电阻较其他装置价格低廉而且稳定，同时可以减少供水设施维修量，延长资产寿命，保持投入产出比及利益最大化；2.可靠性高：与普遍使用的检测漏水位置方法相比，所给装置通过机器直接传送漏水处所在位置，避免了周围环境对检测的干扰，装置结构牢固，质量可靠，经济、合理地监控能够维持且不断减少低漏损失；3.高效率：与普遍使用的检测漏水位置方法相比，所给装置减少了沿着管道慢慢靠近漏水位置的时间，直接定位漏水发生的最小区间，大大地提高了工作效率，缩短了检测周期；4.24小时监测：与普遍使用的检测漏水位置方法相比，所给装置可以不受时间限制，全天候工作，及时发现可能出现的漏水情况，避免了在未知情况下的漏水损失，尽早发现漏水点的位置，最大化的减少了水资源的浪费；5.工作区域广：与普遍使用的检测漏水位置方法相比，所给装置可以大面积布置于地下进行，应用范围广阔附图说明图1是系统结构示意图；图1中，1-第一电流表，2-固定电阻，3-第一湿敏电阻，4-检测电路，5-高频交流电源，6-漏损检测模块，7-限流电阻，8-第二湿敏电阻，9-电流表，10-闭锁部分，11-电流方向判断器，12-第二A/D转换器，13-人工控制面板，14-稳压电源，15-上位机，16-报警指示灯，17-控制器，18-控制与报警模块，19-第二A/D转换器。具体实施方式如图1，一种城市水网管道漏损监测系统，包括漏损检测模块6、闭锁模块10和控制与报警模块18。包括漏损检测模块：所述的漏损检测模块6包括两个电压值不等的高频交流电源5和若干检测电路4；所述的两个电压值不等的高频交流电源5之间串联若干检测电路4，两个电压值不等的高频交流电源5另一端分别接地；所述的检测电路4包括第一湿敏电阻3、串联的1个第一电流表1和若干个固定电阻2；每两个相邻固定电阻2之间引出一个节点，第一湿敏电阻3一端连接于该节点，另一端接地；实际工程中，在贴近自来水管管道处，一般在每50米的距离上设立一个检测电路4，每个检测电路4中相邻两个第一湿敏电阻3间距约为10—15m，所述的检测电路4中的第一电流表1为可以判断电流方向的电流表，不要求具备测量具体数值的能力。当系统正常运行时，即自来水管网没有发生漏损的时候，第一湿敏电阻3的阻值在几兆欧数量级时，流经其上的电流很小，几乎可以认为第一湿敏电阻3断路。由于检测电路两端电源电压不同，在同一时刻，流经各个电流表的电流方向相同。而当自来水管网某处发生漏损的时候，由于环境湿度的变化，该处的第一湿敏电阻3阻值大幅降低至3千欧左右，流经该第一湿敏电阻3的电流将大幅增加，相当于系统接小电阻短路的情况，在同一时刻，此时流经该第一湿敏电阻3所在节点相邻两侧电流表的电流方向由相同变为相反，进而将此信号传输给控制与报警模块处理。闭锁模块：由于该系统与城市自来水管网一起埋于地下，且湿度作为将非电量转换为电量的物理量，难免受到自然条件和人为因素的影响（如下雨，洒水车等）。为了避免该系统误报警，需要在此类现象发生时将该套系统闭锁。所述的闭锁模块10包括限流电阻7、第二湿敏电阻8、第二电流表9；所述的限流电阻7一端连接于检测电路4和高频交流电源5之间，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市水网管道漏损监测系统，其特征在于：包括漏损检测模块（6）、闭锁模块（10）和控制与报警模块（18）；所述的漏损检测模块（6）包括两个电压值不等的高频交流电源（5）和若干检测电路（4）；所述的两个电压值不等的高频交流电源（5）之间串联若干检测电路（4），两个电压值不等的高频交流电源（5）另一端分别接地；所述的检测电路（4）包括第一湿敏电阻（3）、串联的1个第一电流表（1）和若干个固定电阻（2）；每两个相邻固定电阻（2）之间引出一个节点，第一湿敏电阻（3）一端连接于该节点，另一端接地；所述的闭锁模块（10）包括限流电阻（7）、第二湿敏电阻（8）、第二电流表（9）；所述的限流电阻（7）一端连接于检测电路（4）和高频交流电源（5）之间，另一端连接第二湿敏电阻（8），所述的第二湿敏电阻（8）另一端接第二电流表（9），所述的第二电流表（9）另一端接地；所述的控制与报警模块（18）包括第一A/D转换器（19）、第二A/D转换器（12）、控制器（17）、电流方向判断器（11）、人工控制面板（13）、稳压电源（14）、上位机（15）和报警指示灯（16）；所述的第二A/D转换器（12）、电流方向判断器（11）、人工控制面板（13）、稳压电源（14）、上位机（15）和报警指示灯（16）分别与控制器（17）连接，所述的第一A/D转换器与电流方向判断器（11）连接；所述的第一电流表（1）、第二电流表（9）分别与第一A/D转换器（19）、第二A/D转换器（12）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种城市水网管道漏损监测系统，其特征在于：
包括漏损检测模块（6）、闭锁模块（10）和控制与报警模块（18）；
所述的漏损检测模块（6）包括两个电压值不等的高频交流电源（5）和若干检测电路（4）；所述的两个电压值不等的高频交流电源（5）之间串联若干检测电路（4），两个电压值不等的高频交流电源（5）另一端分别接地；
所述的检测电路（4）包括第一湿敏电阻（3）、串联的1个第一电流表（1）和若干个固定电阻（2）；每两个相邻固定电阻（2）之间引出一个节点，第一湿敏电阻（3）一端连接于该节点，另一端接地；
所述的闭锁模块（10）包括限流电阻（7）、第二湿敏电阻（8）、第二电流表（9）；所述的限流电阻（7）一端连接于检测电路（4）和高频交流电源（5）之间，另一端连接第二湿敏电阻（8），所述的第二湿敏电阻（8）另一端接第二电流表（9），所述的第二电流表（9）另一端接地；
所述的控制与报警模块（18）包括第一A/D转换器（19）、第二A/D转换器（12）、控制器（17）、电流方向判断器（11）、人工控制面板（13...

【专利技术属性】
技术研发人员：段辞涵，李梦菲，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42