一种基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统，包括处理模块、转换模块、传输模块和传感器组；所述传感器组包括漏水传感器、温度传感器、湿度传感器、水压传感器、水流量传感器和气体传感器。还提供了一种微型综合管廊，包括给水管，通信电缆，电力电缆和如前所述的微型综合管廊。还提供了一种如前所述的基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统进行监测的方法。在实时监测管廊内部各指标参数的基础上，还对有关联的监测指标通过多物理场耦合进行更细致的分析，针对异常指标参数进行预警告警，以对微型综合管廊实施有针对性的有效监控，确保微型综合管廊运行的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统
本专利技术涉及针对综合管廊的健康监测
，尤其涉及一种基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统。
技术介绍
微型综合管廊相对于大型综合管廊来说，横断面积较小(长2.0～3.0m，宽1.0～2.0m)，内部空间有限，管道种类多且分布密集(主要包括给水管、电力电缆和通信电缆)，工作人员进出检修便利性稍差。综合管廊属于地下封闭空间，不通风并且潮湿，因此存在产生挥发性气体、易燃气体、有毒气体的可能，给水管存在漏水并导致积水的可能；同时综合管廊内电力设备运行时，电流会有磁场，切割磁力线会发热，散发热量，造成温度升高，有引发火灾的可能，也会危及工作人员的生命安全。针对上述微型综合管廊内部的各种可能出现的情况，应该对微型综合管廊的健康状态进行监测。目前，针对微型综合管廊的健康监测，还没有相关的现有技术；针对综合管廊的健康监测，由于各种物理场(比如温度场、电磁场、流场等)之间是相互作用的，而现有技术都是各种监测指标的单指标监测(比如温度、水压、有毒气体)，并没有监测指标之间的多物理场耦合分析。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统，在实时监测管廊内部的温度、湿度，有毒气体、易燃气体，给水管的漏水状况、水压、水流量等指标参数的基础上，还能对有关联的监测指标(温度、水压、水流量)通过多物理场耦合进行更细致、更接近真实情况的分析，针对异常指标参数进行预警告警，以对微型综合管廊实施有针对性的、有效的监控，从而确保微型综合管廊运行的安全性和可靠性，填补了微型综合管廊健康监测的空白。为了解决上述技术问题，本专利技术所述的基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统包括处理模块、转换模块、传输模块和传感器组。所述传感器组包括漏水传感器、温度传感器、湿度传感器、水压传感器、水流量传感器和气体传感器。所述漏水传感器用于监测给水管的漏水状况。所述温度传感器用于监测通信电缆和电力电缆的温度。所述湿度传感器用于监测通信电缆和电力电缆的湿度。所述水压传感器用于监测给水管内水压。所述水流量传感器用于监测给水管内水流量。所述气体传感器用于监测微型管廊内部的有毒气体和易燃气体。所述转换模块用于将所述传感器组采集到的信息转换成所述处理模块可识别的信号。所述传输模块用于将所述可识别的信号传输至处理模块。所述处理模块用于计算所述信息，输出监测结果。所述转换模块包括漏水解调仪、温度解调仪、湿度解调仪和气体解调仪。所述漏水传感器和所述漏水解调仪通讯连接。所述温度传感器和所述温度解调仪通讯连接。所述湿度传感器和所述湿度解调仪通讯连接。所述气体传感器和所述气体解调仪通讯连接。所述处理模块包括主机、应用服务器、网络服务器和应用端。所述主机与所述传输模块通讯连接。所述应用服务器与所述主机通讯连接。所述应用服务器与所述应用端通讯连接。所述网络服务器与所述主机通讯连接。本专利技术还提供了一种微型综合管廊，包括给水管，通信电缆，电力电缆，还包括如权利要求前所述的微型综合管廊。所述漏水传感器布置在漏水监测线内。所述漏水监测线布置在所述给水管上。所述温度传感器布置在温度监测线内。所述温度监测线布置在所述通信电缆和所述电力电缆上。所述湿度传感器布置在湿度监测线内。所述湿度监测线布置在所述通信电缆和所述电力电缆上。所述水压传感器和所述水流量传感器均布置在所述给水管上。所述气体传感器布置在所述通信电缆和所述电力电缆上。所述温度监测线和所述湿度监测线通过卡扣卡合在所述电力电缆上。所述给水管配置有漏水解调仪。所述通信电缆和所述电力电缆配置有温度解调仪、湿度解调仪和气体解调仪。所述漏水传感器和所述漏水解调仪通讯连接。所述温度传感器和所述温度解调仪通讯连接。所述湿度传感器和所述湿度解调仪通讯连接。所述气体传感器和所述气体解调仪通讯连接。所述给水管管道接头处安装有法兰。所述水压传感器和所述水流量传感器均安装在所述法兰上。本专利技术还提供了一种如前所述的基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统进行监测的方法，包括如下步骤：(1)当水流发生压力变化时，漏水传感器、水压传感器和水流量传感器监测到水流状况，漏水解调仪采集实时数据，调节后通过传输模块传递至主机进行处理，所述水压传感器和水流量传感器直接将信号通过传输模块传递至主机进行处理，再传递至所述网络服务器进行存储，或者通过所述应用服务器传递至应用端，得到给水管的水压力分布云图，实现从给水管的两端水压反演出整段给水管的水压力，从而能够实时查看给水管的压力变化，对压力变化大的地方进行重点关注，并能辅助验证给水管的漏水情况。(2)温度传感器、湿度传感器实时测量温度、湿度数据，温度解调仪和湿度解调仪采集实时数据，调节后通过传输模块传递至主机进行处理，传递至所述网络服务器进行存储，或者通过所述应用服务器传递至应用端，得到综合管廊内的温度分布云图，实现从局部单点的温度反演出整个管廊空间温度的监测，从而能够实时查看管廊温度的变化情况，对温度高的区域重点关注。(3)气体传感器对可燃、有毒气体进行监测，气体解调仪采集实时数据，调节后通过传输模块传递至主机进行处理，传递至所述网络服务器进行存储，或者通过所述应用服务器传递至应用端，输出气体监测情况。(4)威胁到运营安全的性能指标发生变化时，主机可向应用端传递预警信息，提醒管理养护人员关注管廊内的安全状态，并提供维修维养建议。(5)主机构建微型综合管廊相应的三维模型，将传感器的测点在应用端平台中显示，实现管廊监测的三维可视化，实时查看测点数据及变化曲线等测点信息，实时查看管廊内温度场的分布情况，分析温度场对管廊内各设备的影响，根据监测情况可以进行人工巡检或设定巡检路线和巡检周期进行自动巡检。所述可燃、有毒气体包括硫化氢、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氧气。所述性能指标包括漏水状况，温度状况，易燃气体、有毒气体的变化状态。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统作进一步的详细描述。图1为本专利技术微型综合管廊剖面结构示意图；图2为本专利技术微型综合管廊的健康监测系统原理框架示意图。图3为空气自然对流散热及电缆电磁场计算的公式一；图4为空气自然对流散热及电缆电磁场计算的公式二；图5为源电流密度符号。图中：1-给水管；2-卡扣；3-通信电缆；4-电力电缆；5-漏水监测线。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统，其特征在于，包括处理模块、转换模块、传输模块和传感器组；/n所述传感器组包括漏水传感器、温度传感器、湿度传感器、水压传感器、水流量传感器和气体传感器；/n所述漏水传感器用于监测给水管的漏水状况；/n所述温度传感器用于监测通信电缆和电力电缆的温度；/n所述湿度传感器用于监测通信电缆和电力电缆的湿度；/n所述水压传感器用于监测给水管内水压；/n所述水流量传感器用于监测给水管内水流量；/n所述气体传感器用于监测微型管廊内部的有毒气体和易燃气体；/n所述转换模块用于将所述传感器组采集到的信息转换成所述处理模块可识别的信号；/n所述传输模块用于将所述可识别的信号传输至处理模块；/n所述处理模块用于计算信息，输出监测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统，其特征在于，包括处理模块、转换模块、传输模块和传感器组；
所述传感器组包括漏水传感器、温度传感器、湿度传感器、水压传感器、水流量传感器和气体传感器；
所述漏水传感器用于监测给水管的漏水状况；
所述温度传感器用于监测通信电缆和电力电缆的温度；
所述湿度传感器用于监测通信电缆和电力电缆的湿度；
所述水压传感器用于监测给水管内水压；
所述水流量传感器用于监测给水管内水流量；
所述气体传感器用于监测微型管廊内部的有毒气体和易燃气体；
所述转换模块用于将所述传感器组采集到的信息转换成所述处理模块可识别的信号；
所述传输模块用于将所述可识别的信号传输至处理模块；
所述处理模块用于计算信息，输出监测结果。


2.根据权利要求1所述的基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统，其特征在于，
所述转换模块包括漏水解调仪、温度解调仪、湿度解调仪和气体解调仪；
所述漏水传感器和所述漏水解调仪通讯连接；
所述温度传感器和所述温度解调仪通讯连接；
所述湿度传感器和所述湿度解调仪通讯连接；
所述气体传感器和所述气体解调仪通讯连接。


3.根据权利要求2所述的基于多物理场耦合分析的微型综合管廊健康监测系统，其特征在于，
所述处理模块包括主机、应用服务器、网络服务器和应用端；
所述主机与所述传输模块通讯连接；
所述应用服务器与所述主机通讯连接；
所述应用服务器与所述应用端通讯连接；
所述网络服务器与所述主机通讯连接。


4.一种微型综合管廊，包括给水管，通信电缆，电力电缆，其特征在于，还包括如权利要求1所述的微型综合管廊；
所述漏水传感器布置在漏水监测线内；
所述漏水监测线布置在所述给水管上；
所述温度传感器布置在温度监测线内；
所述温度监测线布置在所述通信电缆和所述电力电缆上；
所述湿度传感器布置在湿度监测线内；
所述湿度监测线布置在所述通信电缆和所述电力电缆上；
所述水压传感器和所述水流量传感器均布置在所述给水管上；
所述气体传感器布置在所述通信电缆和所述电力电缆上。


5.根据权利要求4所述的微型综合管廊，其特征在于，
所述温度监测线和所述湿度监测线通过卡扣卡合在所述电力电缆上。


6.根据权利要求4所述的微型综合管廊，其特征在于，
所述给水管配置有漏水解调仪；
所述通信电缆和所述电力...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵子成，吴连奎，于洋，赵青海，杨利，刘名君，刘庆，何强，王开云，陈阳，林波，
申请(专利权)人：四川铁创科技有限公司，北京云庐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51