地下管线生存环境监控仪及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种地下管线生存环境监控仪及其使用方法，该监控仪包括监控仪前节和监控仪后节；监控仪前节包括前节壳体和连接在前节壳体上的土体密度监测电极、金属腐蚀监测板、金属腐蚀监测参考板；监控仪后节包括电子仓壳体、电子模块、粗钢管及细钢管，电子模块设置在电子仓壳体内，粗钢管和细钢管一端与电子仓壳体的内部相连通、另一端与前节壳体的内部相连通；细钢管的外部设置有可滑动的游标磁环，细钢管的内部设置有磁致伸缩波导丝。本发明专利技术提供的地下管线生存环境监控仪及其使用方法，结构合理，工作稳定，测量精度高，可自动测量、评价地下管线生存环境，提高地下管线运营的安全水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测监测
，尤其涉及一种地下管线生存环境监控仪及其使用方法。
技术介绍
地下管线是城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。随着城市地铁、地下停车场等大型地下工程大规模施工及城市道路的迅速扩建，严重影响了地下管线的生存环境，给地下管线的安全运营提出挑战。据不完全统计，由于地下管线生存环境变化造成的地下管线事故占70%左右。通过对地下管线的风险源分析，影响地下管线生存环境诸多因素中，腐蚀和沉降对金属管线影响较大，而沉降对非金属管线影响较大。因此，亟待设计一种地下管线生存环境监控仪器进行实时监测，提供管线生存环境安全数据，减少地下管线重大事故发生概率，提高地下管线运营的安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术问题，提供了一种地下管线生存环境监控仪及其使用方法，其结构合理，工作稳定，测量重复精度高，可远程传输数据，实现多台联动，自动测量、评价地下管线生存环境，减少地下管线重大事故发生概率，提高地下管线运营的安全水平。本专利技术的技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供的地下管线生存环境监控仪包括监控仪前节和与监控仪前节可拆卸连接的监控仪后节。所述监控仪前节包括前节壳体和连接在前节壳体上的土体密度监测电极、金属腐蚀监测板、金属腐蚀监测参考板；土体密度监测电极、金属腐蚀监测板、金属腐蚀监测参考板分别用于监测地下管线生存环境土体密度、金属腐蚀性。所述监控仪后节包括电子仓壳体、电子模块、粗钢管及细钢管，所述电子模块设置在电子仓壳体内并且与电子仓壳体上的电子仓盖电连接，所述粗钢管和细钢管一端与电子仓壳体的内部相连通、另一端与前节壳体的内部相连通，所述粗钢管内设有监测电缆，并且监测电缆的一端与电子模块连接、另一端与监控仪前节中的土体密度监测电极、金属腐蚀监测板及金属腐蚀监测参考板连接；所述细钢管的外部设置有可滑动的游标磁环，细钢管的内部设置有磁致伸缩波导丝，并且磁致伸缩波导丝的一端与电子模块连接、另一端设置在前节壳体内。电子模块上的脉冲发生芯片发射的电脉冲在磁致伸缩波导线中传播，遇到游标磁环中的磁铁产生反射，电子模块上的时间比较芯片将原始脉冲和反射脉冲时间及波传播速度分析，可得游标磁环的位移，即土体分层沉降程度。进一步地，所述前节壳体由工程塑料制成，其外形为前端带锥形的圆柱体。进一步地，所述土体密度监测电极包括一件长电极及若干件短电极，长电极设置在前节壳体的前端，短电极环向均布安装在前节壳体的外侧。电子模块的电压相位芯片通过测量土体密度监测电极之间电压及相位，从而解析计算土体密度。进一步地，所述前节壳体中部开口，所述金属腐蚀监测板与前节壳体上的中部开口配合设置，将前节壳体上的中部开口封堵住，并且金属腐蚀监测板上的金属腐蚀监测电极位于前节壳体的内部；金属腐蚀监测板、金属腐蚀监测参考板上的金属腐蚀监测电极通电后，形成电位矩阵，电子模块中的多通道电压采集芯片精确测量出金属监测板及参考板的各电极之间的电压，通过AD转化芯片将模拟信号转化为数字信号，通过金属监测板与参考板的电压比对，测量土体金属腐蚀性。进一步地，所述金属腐蚀监测参考板设置在前节壳体的内部。进一步地，所述监测电缆包括金属腐蚀监测电缆及土体密度监测电缆，所述金属腐蚀监测电缆的一端与电子模块连接、另一端与金属腐蚀监测板和金属腐蚀监测参考板上的金属腐蚀监测电极连接，所述土体密度监测电缆的一端与电子模块连接、另一端与土体密度监测电极连接。进一步地，所述电子模块采用外接电源供电，其为电池或太阳能板。进一步地，所述电子模块包括：AD转化芯片，其一端与多通道电压采集芯片连接，将多通道电压采集芯片获取的模拟信号转化为数字信号，其另一端与单片机MCU芯片连接；多通道电压采集芯片，其与金属腐蚀监测电缆连接，负责获取金属腐蚀监测板和金属腐蚀监测参考板上的金属腐蚀监测电极之间的电压模拟信号；脉冲发生芯片，其一端与磁致伸缩波导丝连接，另一端与单片机MCU芯片连接；时间比较器芯片，其一端与磁致伸缩波导丝连接，另一端与单片机MCU芯片连接；电压相位芯片，其一端与土体密度检测电缆连接，另一端与单片机MCU芯片连接，电压相位芯片测量土体中电极的电压及相位信息；单片机MCU芯片，其与AD转化芯片、脉冲发生芯片、时间比较器芯片、电压相位转化芯片连接；RS485通讯芯片，其与单片机MCU芯片通讯连接，负责监测数据的传输。进一步地，所述电子模块上集成GPS定位芯片，GPRS远程传输芯片；其中，GPS定位芯片与单片机MCU芯片连接，向单片机MCU芯片传输地下管线生存环境监控仪的定位信息；GPRS远程传输芯片与单片机MCU芯片相连，负责传输土体位移参数、土体密度参数、金属腐蚀性参数和GPS定位信息。本申请还公开了一种地下管线生存环境监控仪的使用方法，具体包括以下步骤：S1，调查地下管线及周边环境的现状；S2，根据调查现状，确定地下管线周边环境监测方案，明确地下管线生存环境监控仪布设信息；S3，根据地下管线生存环境监控仪布设信息，在预定位置打孔施工；S4，将拼装完成的地下管线生存环境监控仪安装在预定位置孔中，监测土体密度、金属腐蚀性及土体分层沉降。本专利技术有益效果：本专利技术提供的地下管线生存环境监控仪及其使用方法，其结构合理，工作稳定，测量重复精度高，可远程传输数据，实现多台联动，自动测量、评价地下管线生存环境，减少地下管线重大事故发生概率，提高地下管线运营的安全水平。附图说明通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本专利技术，其中：图1是本专利技术的结构立体图；图2是本专利技术的结构剖视图；图3是本专利技术之监控仪前节剖视图；图4是本专利技术之监控仪后节剖视图；图5是本专利技术之电子模块示意图；图6是本专利技术在监测中的布置示意图；图7是图5的左视图。附图中，各标号所代表的部件如下：1.监控仪前节；2.监控仪后节；3.电子仓盖；4.电子模块；5.电子仓壳体；6.粗钢管；7.细钢管；8.游标磁环；9.连接法兰；10.金属腐蚀监测电缆；11.金属腐蚀监测板；12.磁致伸缩波导丝；13.金属腐蚀监测参考板；14.土体密度检测电缆；15.前节壳体；16.短电极；17.长电极；18.金属腐蚀监测电极；19.地下管线生存环境监控仪；20.地下管线。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术的地下管线生存环境监控仪及其使用方法进行详细说明。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本专利技术实施方式及本专利技术范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。本说明书的附图为示意图，辅助说明本专利技术的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本专利技术实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。图1至图7是本专利技术所述的地下管线生存环境监控仪及其使用方法的相关示意图。图1是本专利技术所述的一种地下管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下管线生存环境监控仪，其特征在于，包括监控仪前节（1）和与监控仪前节（1）可拆卸连接的监控仪后节（2）；所述监控仪前节（1）包括前节壳体（15）和连接在前节壳体（15）上的土体密度监测电极、金属腐蚀监测板（11）、金属腐蚀监测参考板（13）；所述监控仪后节（2）包括电子仓壳体（5）、电子模块（4）、粗钢管（6）及细钢管（7），所述电子模块（4）设置在电子仓壳体（5）内并且与电子仓壳体（5）上的电子仓盖（3）电连接，所述粗钢管（6）和细钢管（7）一端与电子仓壳体（5）的内部相连通、另一端与前节壳体（15）的内部相连通，所述粗钢管（6）内设有监测电缆，并且监测电缆的一端与电子模块（4）连接、另一端与监控仪前节（1）中的土体密度监测电极、金属腐蚀监测板（11）及金属腐蚀监测参考板（13）连接；所述细钢管（7）的外部设置有可滑动的游标磁环（8），细钢管（7）的内部设置有磁致伸缩波导丝（12），并且磁致伸缩波导丝（12）的一端与电子模块（4）连接、另一端设置在前节壳体（15）内。

【技术特征摘要】
1.一种地下管线生存环境监控仪，其特征在于，包括监控仪前节（1）和与监控仪前节（1）可拆卸连接的监控仪后节（2）；所述监控仪前节（1）包括前节壳体（15）和连接在前节壳体（15）上的土体密度监测电极、金属腐蚀监测板（11）、金属腐蚀监测参考板（13）；所述监控仪后节（2）包括电子仓壳体（5）、电子模块（4）、粗钢管（6）及细钢管（7），所述电子模块（4）设置在电子仓壳体（5）内并且与电子仓壳体（5）上的电子仓盖（3）电连接，所述粗钢管（6）和细钢管（7）一端与电子仓壳体（5）的内部相连通、另一端与前节壳体（15）的内部相连通，所述粗钢管（6）内设有监测电缆，并且监测电缆的一端与电子模块（4）连接、另一端与监控仪前节（1）中的土体密度监测电极、金属腐蚀监测板（11）及金属腐蚀监测参考板（13）连接；所述细钢管（7）的外部设置有可滑动的游标磁环（8），细钢管（7）的内部设置有磁致伸缩波导丝（12），并且磁致伸缩波导丝（12）的一端与电子模块（4）连接、另一端设置在前节壳体（15）内。2.根据权利要求1所述的地下管线生存环境监控仪，其特征在于，所述前节壳体（15）由工程塑料制成，其外形为前端带锥形的圆柱体。3.根据权利要求1所述的地下管线生存环境监控仪，其特征在于，所述土体密度监测电极包括一件长电极（17）及若干件短电极（16），长电极（17）设置在前节壳体（15）的前端，短电极（16）环向均布安装在前节壳体（15）的外侧。4.根据权利要求1所述的地下管线生存环境监控仪，其特征在于，所述前节壳体（15）中部开口，所述金属腐蚀监测板（11）与前节壳体（15）上的中部开口配合设置，将前节壳体（15）上的中部开口封堵住，并且金属腐蚀监测板（11）上的金属腐蚀监测电极（18）位于前节壳体（15）的内部。5.根据权利要求1所述的地下管线生存环境监控仪，其特征在于，所述金属腐蚀监测参考板（13）设置在前节壳体（15）的内部。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的地下管线生存环境监控仪，其特征在于，所述监测电缆包括金属腐蚀监测电缆（10）及土体密度监测电缆（14），所述金属腐蚀监测电缆（10）的一端与电子模块（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光明，王灏，司金燕，刘婧，王宇红，姚嘉，薛会青，李文华，王丽萍，
申请(专利权)人：北京市市政工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11