一种检测管道泄漏的封闭球系统技术方案

本发明专利技术公开了一种检测管道泄漏的封闭球系统。计算机经串口转换器和无线发讯器连接，无线发讯器与封闭球无线连接，封闭球在管道中沿管道内壁滚动，封闭球置于无线充电组件上进行充电，封闭球包括上球壳和下球壳以及安装在上、下球壳内的控制电路板、锂电池和无线充电接收线圈，控制电路板包括单片机控制电路、供电电路、电压转换电路、数据存储电路、陀螺仪连接电路、声音传感器连接电路和无线通信模块连接电路。本发明专利技术能够通过对声音信号和检测球滚动角度信号的采集，实现检测管道泄漏情况的功能。本发明专利技术所涉及的接口标准，结构简单，控制、通讯及充电方便，检测步骤简易，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种管道测漏装置，特别是涉及了一种检测管道泄漏的封闭球系统。
技术介绍
管网泄漏是造成水资源浪费的重大问题之一。水管泄漏在造成宝贵的自来水白白流失的同时，不但给供水企业带来巨大的经济损失，还加大了水的二次污染的可能性。由于我国供水基础设施严重不足，供水能力有待提高，现有的供水基础设施陈旧、老化，因政府资金困难不能及时改造及管理不佳造成管网泄漏的事故频繁发生，并且因为我国漏损控制工作起步较晚，检测水平和检测方法与国外相比存在一定的差距，国外发达城市的供水管网漏失率只有8-20％，而我国国内城市平均要达到25-45％。然而，国内现有的大部分管道测漏装置，只适用于离地面较近或是在地面上的管道，采用听音等方式可以直接测出泄漏点。对于埋藏较深，信号无法传输的管道，则是采用探测器配合安装在管道节点的信号发射、接收器来识别和定位泄漏点。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在问题，本专利技术的目的在于提出了一种检测管道泄漏的封闭球系统，使用方便、适用面广、成本低廉，用以检测管道泄漏。本专利技术的技术方案是：本专利技术包括计算机、串口转换器、无线发讯器、封闭球和无线充电组件；计算机经串口转换器和无线发讯器连接，无线发讯器与封闭球无线连接，封闭球在管道中沿管道内壁滚动，封闭球置于无线充电组件上进行充电。所述的封闭球包括上球壳和下球壳以及安装在上、下球壳内的控制电路板、锂电池和无线充电接收线圈，上球壳与下球壳间通过胶接方式固连，控制电路板和无线发讯器无线通信连接，控制电路板固定安装在上球壳内，锂电池和无线充电接收线圈被压板固定在下球壳内，锂电池分别和无线充电接收线圈、控制电路板连接进行供电。所述的无线充电组件包括充电座和装在充电座上的无线充电发送线圈，无线充电发送线圈固定在充电座上，无线充电发送线圈与外部的电源适配器相连，无线充电发送线圈和所述封闭球的无线充电接收线圈电磁连接实现无线充电。所述的控制电路板包括单片机控制电路、供电电路、电压转换电路、数据存储电路、陀螺仪连接电路、声音传感器连接电路和无线通信模块连接电路；1)单片机控制电路：采用单片机atmega128作为主控芯片，PEN脚经电阻R7接地，PE0脚和PE1脚接陀螺仪连接电路，PD2脚和PD3脚接无线通信模块连接电路，RESET脚分别经电容C1相连、并联复位开关S1后接地，同时RESET脚串联电阻R6后接VCC，XTAL2脚、XTAL1脚之间并联晶振后分别通过电容C2、电容C3接地，PF4脚经电阻R1接VCC，PF4脚同时连接J-TAG接口1脚，PF5脚经电阻R2接VCC，PF5脚同时连接J-TAG接口5脚，PF6脚经电阻R3接VCC，PF6脚同时连接J-TAG接口3脚，PF7脚经电阻R4接VCC，PF7脚同时连接J-TAG接口9脚，PC7脚经LED灯D3接地，PC6脚经LED灯D2接地，AVCC脚经电感L1接VCC并同时经C5接地，AREF脚经C4接地，J-TAG接口的4脚接VCC，J-TAG接口的6脚接单片机的RESET脚；2)供电电路：采用5V电压输入为电路板供电，供电方式有两种，分别是USB供电和5V电压供电，电源正极经电源开关POWER-SW、负极接地，电阻R5与LED灯D1的串联电路与电容C6、电容C7并联，电容C6靠近电源正极端引为VCC，USB接线端的1脚接电源正极，5脚接地；3)电压转换电路：利用AMS1117芯片将5V电压转为3.3V电压，芯片1脚接地，2脚经电容C9后接地，3脚接VCC，4脚经电容C8接地；4)数据存储电路：选用SD卡作为数据存储器，1脚、2脚、5脚和7脚分别经电阻R11、电阻R10、电阻R9和电阻R8后均接VCC3.3，4脚接VCC3.3，1脚接单片机的TOSC2脚，2脚接单片机的PB2脚，5脚接单片机的PD1脚，7脚接单片机的PB3脚；5)陀螺仪模块连接电路：包括与陀螺仪连接的陀螺仪接口模块，陀螺仪接口模块的1脚-3脚分别连接单片机的PE0脚和PE1脚，陀螺仪接口模块的3脚接地，4脚接VCC；6)声音传感器连接电路：包括与声音传感器连接的声音传感器接口模块，其1脚接单片机的PF0脚，3脚接VCC，4脚接地；7)无线通信模块连接电路：包括无线通信接口模块，其1脚接VCC，2脚接单片机的PD2脚，3脚接单片机的PD3脚，4脚接地。所述的串口转换器的型号为PL2303HX模块，无线发讯器的型号为无线串口模块DL-20。所述的无线充电接收线圈和无线充电发送线圈的型号为XKT-801，电源适配器的型号为YG-24W。本专利技术与
技术介绍
相比，具有的有益效果是：本专利技术利用该测漏球系统，可以对深地管道、金属管道等与外界无法即时信号交换的管道进行泄漏点定位；适用于现成的管道系统，不需要对管道进行传感器安装等额外改动；操作和控制简便，很容易便可以使用；选用合适的无线充电装置以及无线通信装置，从而移除了球壳的接线口，在很大程度上降低了防水密封的难度；本泄漏检测球对于输送不同流体的管道，只需更换配重，调节识别算法即可，能以很低的成本获得最大的效益。本专利技术所涉及的接口标准，结构简单，检测步骤简易，具有广泛的应用前景。附图说明图1为检测球总体硬件结构。图2为上半球结构示意图。图3为上半球结构正面剖视图。图4为上半球结构俯视图。图5为下半球结构正面剖视图。图6为下半球结构俯视图。图7为充电座结构示意图。图8为充电座正面剖视图。图9为充电座俯视图。图10为单片机控制电路图。图11为供电电路图。图12为电压转换电路图。图13为数据存储电路图。图14为陀螺仪模块连接电路图。图15为声音传感器连接电路图。图16为无线通信模块连接电路图。图中：1、计算机，2、无线充电发送线圈，3、螺母，4、电源适配器，5、螺栓，6、充电座，7、下球壳，8、上球壳，9、无线发讯器，10、串口转换器，11、控制电路板，12、无线充电接收线圈，13、压板，14、锂电池，15、单片机控制电路，16、供电电路，17、电压转换电路，18、数据存储电路，19、陀螺仪连接电路，20、声音传感器连接电路，21、无线通信模块连接电路。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如图1所示，本专利技术包括计算机1、串口转换器10、无线发讯器9、封闭球和无线充电组件；计算机1经串口转换器10和无线发讯器9连接，无线发讯器9与封闭球无线连接，封闭球在管道中沿管道内壁滚动，封闭球置于无线充电组件上进行充电。如图2～图9所示，封闭球包括上球壳8和下球壳7以及安装在上、下球壳8、7内的控制电路板11、锂电池14和无线充电接收线圈12，上球壳8与下球壳7间通过胶接方式固连，控制电路板11和无线发讯器9无线通信连接。如图2～图4所示，控制电路板11经螺栓5固定安装在上球壳8内，如图5-图6所示，锂电池14和无线充电接收线圈12被压板13用螺栓5固定在下球壳7内，锂电池14分别和无线充电接收线圈12、控制电路板11连接进行供电，无线充电接收线圈12用于与无线充电组件连接接收充电电能。如图7～图9所示，无线充电组件包括充电座6和装在充电座6上的无线充电发送线圈2，无线充电发送线圈2通过螺栓5固定在充电座6上，无线充电发送线圈2与外部的电源适配器4相连，无线充电发送线圈2和所述封闭球的无线充电接收线圈12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测管道泄漏的封闭球系统，其特征在于：包括计算机(1)、串口转换器(10)、无线发讯器(9)、封闭球和无线充电组件；计算机(1)经串口转换器(10)和无线发讯器(9)连接，无线发讯器(9)与封闭球无线连接，封闭球在管道中沿管道内壁滚动，封闭球置于无线充电组件上进行充电。

【技术特征摘要】
1.一种检测管道泄漏的封闭球系统，其特征在于：包括计算机(1)、串口转换器(10)、无线发讯器(9)、封闭球和无线充电组件；计算机(1)经串口转换器(10)和无线发讯器(9)连接，无线发讯器(9)与封闭球无线连接，封闭球在管道中沿管道内壁滚动，封闭球置于无线充电组件上进行充电。2.根据权利要求1所述的一种检测管道泄漏的封闭球系统，其特征在于：所述的封闭球包括上球壳(8)和下球壳(7)以及安装在上、下球壳(8、7)内的控制电路板(11)、锂电池(14)和无线充电接收线圈(12)，上球壳(8)与下球壳(7)间通过胶接方式固连，控制电路板(11)和无线发讯器(9)无线通信连接，控制电路板(11)固定安装在上球壳(8)内，锂电池(14)和无线充电接收线圈(12)被压板(13)固定在下球壳(7)内，锂电池(14)分别和无线充电接收线圈(12)、控制电路板(11)连接进行供电。3.根据权利要求2所述的一种检测管道泄漏的封闭球系统，其特征在于：所述的无线充电组件包括充电座(6)和装在充电座(6)上的无线充电发送线圈(2)，无线充电发送线圈(2)固定在充电座(6)上，无线充电发送线圈(2)与外部的电源适配器(4)相连，无线充电发送线圈(2)和所述封闭球的无线充电接收线圈(12)电磁连接实现无线充电。4.根据权利要求2所述的一种检测管道泄漏的封闭球系统，其特征在于：所述的控制电路板(11)包括单片机控制电路(15)、供电电路(16)、电压转换电路(17)、数据存储电路(18)、陀螺仪连接电路(19)、声音传感器连接电路(20)和无线通信模块连接电路(21)；1)单片机控制电路：采用单片机atmega128作为主控芯片，PEN脚经电阻R7接地，PE0脚和PE1脚接陀螺仪连接电路(19)，PD2脚和PD3脚接无线通信模块连接电路(21)，RESET脚分别经电容C1相连、并联复位开关S1后接地，同时RESET脚串联电阻R6后接VCC，XTAL2脚、XTAL1脚之间并联晶振后分别通过电容C2、电容C3接地，PF4脚经电阻R1接VCC，PF4脚同时连接J-TAG接口1脚，PF5脚经电阻R2接...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄佳楠，蒋昊，李卉艳，侯迪波，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33