一种气液体输送工程智能管道制造技术

本实用新型专利技术一种气液体输送工程智能管道，其特征是由智能管道节和智能管道监测体系构成，其中智能管道节由管道基体(1)、分布式传感器网络(2)、通讯及供电网络(3)、控制与通讯节点(4)、接续器(5)、及保护层(6)组成，其中分布式传感器网络(2)嵌入管道基体(1)中，形成管道结构的神经末梢，通讯及供电网络(3)贴合在管道基体(1)外表面，保护层(6)紧密压合在管道基体外壁上，同时将通讯及供电网络(3)包裹在其内壁；控制与通讯节点(4)与接续器(5)分别安装在智能管道节两端。本实用新型专利技术的有益效果：使气液输运管道系统监测更加高效、实时、经济。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及气液体输送管道工程领域，特别涉及一种气液体输送工程智能管道。
技术介绍
目前，气液输送管道的健康检测主要依靠在不同输送节点上流量差及用听音设备沿线查漏方法发现管道损伤泄露情况，另外，采用管道机器人进入管道内进行巡检探伤，是新型的管道检测方法。节点流量差法发现问题存在发现严重滞后，带来经济损失和污染环境。听音法监测管道存在大量人力耗费、工作效率低下。 管道机器人，是针对油、气等输送管道的检测、维修、异物清理等维护检修作业所研制的一种特种机器人，它综合了智能移动载体技术和管道缺陷无损检测技术。通过携带的无损检测装置和其它作业装置对油气管道进行在役检测、清理、维护，以保障管道的安全和畅通无阻地工作。对穿越河流、铁路、道路的特殊管道或埋地管道的重要部位进行有选择的检测时，管道检测机器人具有独特的优势。然而，管道机器人巡检管道也存在如下问题I.管道检测机器人阻力截面大，对在役管道的输运效率产生影响。2.管道机器人本体与外界的无缆通讯一直未能得到很好的解决，影响了信息上传的实时性。3.机器人可靠性问题有可能带来管道阻塞风险。4.管道机器人成本高，检测距离短，目前一般只是完成检测任务，管道修复传统上采用开挖解决，也有非开挖管道修复技术，但工程量大。本技术意欲将传感器检测技术、现代网络技术、人工智能与自动化技术和管道制造技术进行一体化整合与集成，以实现管道监测的智能化，形成智能化管道。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术的不足，使气液输运管道系统监测更加高效、实时、经济，提供一种气液体输送工程智能管道，以嵌入式方式将传感器元件与管道基体材料整合，并与其附属的测控与通信系统一起构成一体智能化管道。本技术所采用的技术方案是一种气液体输送工程智能管道，其特征是由智能管道节和智能管道监测体系构成，通过布设于智能管道节的管道基体(I)中的分布式传感器网络(2)感知管道损伤，接着利用云计算、模式识别技术，将从传感器获得的海量信息分析、加工和处理，将管道损伤信息通过网络传送给监控中心；其中智能管道节由管道基体(I)、分布式传感器网络(2)、通讯及供电网络(3)、控制与通讯节点(4)、接续器(5)、及保护层(6)组成，其中分布式传感器网络(2)嵌入管道基体(I)中，形成管道结构的神经末梢，通讯及供电网络(3)贴合在管道基体(I)外表面，保护层(6)紧密压合在管道基体外壁上，同时将通讯及供电网络(3)包裹在其内壁；控制与通讯节点(4)与接续器(5)分别安装在智能管道节两端。其特征是在智能管道节制造过程中将分布式传感器网络(2)、通讯及供电网络(3)及管道基体(I) 一体化制造，并在铺设过程中串接成分布式网络与区域监控室主控计算机连接，铺设过程中智能管道节之间通过控制与通讯节点(4)与接续器(5)及线缆连接，在管线沿途采用每隔8——10公里设置单元供电站(7)的方法，智能管道节之间采用连接器⑶进行能量的传递。其特征是采用分布式传感器网络(2)监测管道损伤，将其内嵌入管道基体(I)中以正反螺旋绕制形成分布式网络。其特征是控制与通信节点(4)由集成有网络接口功能的芯片及外围器件组成，采集和处理具体的数据，实现链路层功能和物理层网络服务，提供应用层的通信协议，将处理后形成的管道损伤诊断结果上传区域监控室。其特征是采用每隔8——10公里设单元供电站(7)的方法供给智能管道电控系统能量，单元供电站(7)的位置设置使其覆盖管道沿线区域相互叠加提高其系统可靠性，各单元供电站覆盖的管道沿线区域之间采用连接器(8)和线缆进行能量的传递。其特征是通信及供电网络(3)连接控制与通讯节点(4)，拓扑结构在底层，各管道节之间，采用总线拓扑方式，信息沿总线介质逐个节点广播传输，底层之上采用树形网络拓扑。其特征是用连接线缆或外加接续器(5)将相邻智能管道节连接；由一组智能管道节与区域监控室计算机相连构成一个基本运行监控智能管道单元，整个管道网络由基本运行监控智能管道单元及主控计算机构成。智能管道监测体系结构框图如图I所示通过布设于管道基体中的分布式传感器网络感知管道损伤，使管道状况能自感知，接着利用云计算、模式识别等各种智能技术，将从传感器获得的海量信息分析、加工和处理得出有意义的数据，使得管道损伤能够自诊断，最后通过网络传送给监控中心。它是一种将传感技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成的应用。本技术的有益效果使气液输运管道系统监测更加高效、实时、经济。附图说明图I是智能管道监测体系结构框图；图2智能管道结构示意图；图3是智能管道系统网络拓扑图；其中，I为管道基体，2为分布式传感器网络，3为通讯及供电网络，4为控制与通讯节点，5为接续器，6为保护层，7为单元供电站，8为连接器。具体实施方式本技术其中一种实现方案如下分布式传感器网络可采用光纤光栅应变传感器构成，由于光纤光栅与光纤之间天然的兼容性，很容易将多个光纤光栅串联在一根光纤上构成光纤光栅阵列，实现准分布式传感。光纤光栅应变传感器选用北京菲博泰光电有限公司的FSS1312DS型贴片式表面应变传感器，该传感器采用高性能合金材料做成封装基体，对该传感器进行防水处理和尾纤采用铠装光缆保护后，将其内嵌入粘接安装在油气输送钢管外表面以正反螺旋绕制形成分布式传感器网络。在一个智能管道节中，作为监测管道应力和应变的神经末梢——多个FSS1312DS型贴片式光纤光栅应变传感器构成一个N*M的二维信息点阵，控制与通信节点作为网络拓扑中最底层的智能节点周期性的巡查这一N*M的二维信息点阵确定管道损伤位置。控制与通信节点通过以太网Ethernet连接形成总线网络拓扑。数节智能管道节和区域监控室构成一个基本运行监控智能管道单元，区域监控室之间采用开放式的Internet网连接,各区域监控室之间可利用比如Internet网中远程登 录Telnet服务和文件传输FTP服务进行信息交互传输。数个基本运行监控智能管道单元和监控中心构成整个智能化管道系统。权利要求1.一种气液体输送工程智能管道，其特征是由智能管道节和智能管道监测体系构成，通过布设于智能管道节的管道基体(I)中的分布式传感器网络(2)感知管道损伤，接着利用云计算、模式识别技术，将从传感器获得的海量信息分析、加工和处理，将管道损伤信息通过网络传送给监控中心；其中智能管道节由管道基体(I)、分布式传感器网络(2)、通讯及供电网络(3)、控制与通讯节点(4)、接续器(5)、及保护层(6)组成，其中分布式传感器网络(2)嵌入管道基体(I)中，形成管道结构的神经末梢，通讯及供电网络(3)贴合在管道基体(I)外表面，保护层(6)紧密压合在管道基体外壁上，同时将通讯及供电网络(3)包裹在其内壁；控制与通讯节点(4)与接续器(5)分别安装在智能管道节两端。2.如权利要求I所述的一种气液体输送工程智能管道，其特征是在智能管道节制造过程中将分布式传感器网络(2)、通讯及供电网络(3)及管道基体(I) 一体化制造，并在铺设过程中串接成分布式网络与区域监控室主控计算机连接，铺设过程中智能管道节之间通过控制与通讯节点(4)与接续器(5)及线缆连接，在管线沿途采用每隔8——10公里设置单元供电站(7)的方法，智能管道节之间采用连接器(8)进行能量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气液体输送工程智能管道，其特征是由智能管道节和智能管道监测体系构成，通过布设于智能管道节的管道基体(1)中的分布式传感器网络(2)感知管道损伤，接着利用云计算、模式识别技术，将从传感器获得的海量信息分析、加工和处理，将管道损伤信息通过网络传送给监控中心；其中智能管道节由管道基体(1)、分布式传感器网络(2)、通讯及供电网络(3)、控制与通讯节点(4)、接续器(5)、及保护层(6)组成，其中分布式传感器网络(2)嵌入管道基体(1)中，形成管道结构的神经末梢，通讯及供电网络(3)贴合在管道基体(1)外表面，保护层(6)紧密压合在管道基体外壁上，同时将通讯及供电网络(3)包裹在其内壁；控制与通讯节点(4)与接续器(5)分别安装在智能管道节两端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段颖妮，韩佐军，李国柱，田浩，
申请(专利权)人：西安文理学院，
类型：实用新型
国别省市：