一種供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于管網(wǎng)探傷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水資源是大自然的重要自然資源，在世界許多地方，對水的需求已經(jīng)超過水資源所能負(fù)荷的程度，同時(shí)有許多地區(qū)也瀕臨水資源利用之不平衡。我國城市供水系統(tǒng)中，由于管道老化或管道出現(xiàn)裂紋發(fā)生漏水現(xiàn)象，導(dǎo)致漏水損失嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國城市公共供水系統(tǒng)管網(wǎng)漏損率平均達(dá)21.5%。我國水資源相對缺乏，由于供水管網(wǎng)漏損嚴(yán)重，全國城市供水年漏損量近100億立方米，水資源流失嚴(yán)重，供水管網(wǎng)的改造以及管道維護(hù)任務(wù)艱巨，現(xiàn)有的供水管網(wǎng)檢漏方法有人工巡檢、區(qū)域流量統(tǒng)計(jì)以及壓力打壓測量的方法，人工巡檢勞作辛苦且耗費(fèi)人力財(cái)力；區(qū)域流量統(tǒng)計(jì)方法耗費(fèi)水資源，且操作復(fù)雜，供水管網(wǎng)閥門損壞或安裝有誤均會產(chǎn)生漏水損失，實(shí)現(xiàn)困難;壓力打壓測量設(shè)備昂貴，體積大，不易搬運(yùn)，反復(fù)循環(huán)使用效率低下，且管道老化或裂縫程度的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)困難，因此，現(xiàn)如今缺少一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低、設(shè)計(jì)合理、使用效率高的供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過超聲波探測模塊發(fā)射一定頻率的超聲波信號，根據(jù)回波信號的衰減強(qiáng)弱程度可得到各部分管道老化或裂縫程度，同時(shí)設(shè)置溫濕度傳感器和壓力傳感器對供水管道進(jìn)行輔助檢測，通過無線收發(fā)器實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)傳輸，操作簡單，可擴(kuò)展性強(qiáng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)新穎合理，結(jié)構(gòu)簡單，超聲波探測模塊安裝方便，使用靈活，探測精度高，成本低，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括用于監(jiān)控供水管網(wǎng)中供水管道損傷的數(shù)據(jù)監(jiān)控終端、用于檢測供水管道環(huán)境溫濕度參數(shù)的溫濕度傳感器、用于檢測供水管道水壓的壓力傳感器以及多組布設(shè)在供水管道外側(cè)底部用于探測供水管道損傷的超聲波探測模塊;所述數(shù)據(jù)監(jiān)控終端包括微控制器、供電電源以及與所述微控制器相接的時(shí)鐘電路和與上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程無線通信的無線收發(fā)器，所述微控制器的輸入端接有輸入按鍵，所述微控制器的輸出端接有指示燈;每組所述超聲波探測模塊均包括超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊，所述超聲波發(fā)射模塊包括與微控制器輸出端相接的諧振電路和與所述諧振電路輸出端相接的超聲波發(fā)射探頭，所述超聲波接收模塊包括用于無線接收所述超聲波發(fā)射探頭信號的超聲波接收探頭和與所述超聲波接收探頭輸出端相接的濾波放大電路，所述濾波放大電路的輸出端與微控制器的輸入端相接;多組超聲波探測模塊沿所監(jiān)測的供水管道的延伸方向由前至后布設(shè)，前后相鄰的兩組超聲波探測模塊之間的間距為60m?80m，每組超聲波探測模塊中超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊之間的間距為20m?30m;所述溫濕度傳感器的數(shù)目和壓力傳感器的數(shù)目均為多個(gè)，多個(gè)溫濕度傳感器和多個(gè)壓力傳感器均安裝在供水管道的外側(cè)壁上。
[0005]上述的一種供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述諧振電路包括變壓器Tl和振蕩器⑶4069，所述變壓器Tl的原邊一端與三極管Q4的集電極相接，三極管Q4的發(fā)射極與5V電源相接，三極管Q4的基極經(jīng)電阻R17與微控制器相接，變壓器Tl的副邊一端與振蕩器CD4069的第5管腳、第9管腳和第13管腳的連接端相接，變壓器Tl的副邊另一端與振蕩器CD4069的第6管腳和第8管腳的連接端相接，變壓器Tl的副邊中心抽頭接地。
[0006]上述的一種供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲波發(fā)射探頭為超聲波換能探頭SENDl，所述超聲波換能探頭SENDl的一端經(jīng)電容Cll與振蕩器⑶4069的第4管腳和第10管腳的連接端相接，超聲波換能探頭SENDl的另一端與振蕩器CD4069的第6管腳和第8管腳的連接端相接。
[0007]上述的一種供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲波接收探頭為超聲波換能探頭RECl。
[0008]上述的一種供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述濾波放大電路包括運(yùn)放U4和芯片LM358，所述運(yùn)放U4的同相輸入端經(jīng)電阻R12和電容C8與超聲波換能探頭RECl的一端相接，運(yùn)放U4的反相輸入端經(jīng)電阻R16接地，運(yùn)放U4的輸出端分兩路，一路經(jīng)電容C9與芯片LM358的第5管腳相接，另一路經(jīng)電阻Rll與電阻R12和電容C8的連接端相接;芯片LM358的第6管腳與滑動(dòng)電阻Resl的滑動(dòng)端相接，滑動(dòng)電阻Resl的一個(gè)固定端與5V電源相接，滑動(dòng)電阻Resl的另一個(gè)固定端接地，芯片LM358的第7管腳經(jīng)電阻RlO與三極管Q3的基極相接，三極管Q3的集電極分兩路，一路經(jīng)電阻R9與5V電源相接，另一路與微控制器相接，三極管Q3的發(fā)射極接地。
[0009]上述的一種供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述無線收發(fā)器為GM8123模塊，所述GM8123模塊的TXDO管腳、RXDO管腳、MS管腳、STADDO管腳、STADDl管腳、SRADDO管腳、SRADDl管腳和RST管腳均與微控制器相接，GM8123模塊的OSCI管腳分兩路，一路與晶振Yl的一端相接，另一路經(jīng)電容Cl接地;GM8123模塊的OSCO管腳分兩路，一路與晶振Yl的另一端相接，另一路經(jīng)電容C2接地。
[0010]上述的一種供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述溫濕度傳感器為傳感器SHTlI。
[0011]上述的一種供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述壓力傳感器為傳感器MB300。
[0012]上述的一種供水管網(wǎng)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器為DSP微控制芯片或ARM微控制芯片。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、本實(shí)用新型通過設(shè)置多組超聲波探測模塊，多組超聲波探測模塊沿所監(jiān)測的供水管道的延伸方向由前至后布設(shè)，構(gòu)成超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊間隔依次安裝，處于兩個(gè)超聲波發(fā)射模塊之間的超聲波接收模塊可同時(shí)接收相鄰兩個(gè)超聲波發(fā)射模塊發(fā)射的超聲波信號，根據(jù)距離差可區(qū)分信號的傳播方向，實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)中管道的全部探測，使用效率高，電路簡單，便于推廣使用。
[0015]2、本實(shí)用新型中超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊工作可靠穩(wěn)定，可批量生產(chǎn)使用，控制簡單，可擴(kuò)展強(qiáng)，使用效果好。
[0016]3、本實(shí)用新型采用時(shí)鐘電路對超聲波探測模塊做定時(shí)觸發(fā)，采用無線收發(fā)器無線數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)，數(shù)據(jù)采集方便，省時(shí)省力，準(zhǔn)確性高。
[0017]4、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，體積小，拆卸安裝方便，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0018]綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，造價(jià)低，超聲波探測模塊安裝方便，使用靈活，探測精度高，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0019]下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型無線收發(fā)器的電路原理圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型超聲波發(fā)射模塊的電路原理圖。
[0023]圖4為本實(shí)用新型超聲波接收模塊的電路原理圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:
[0025]1-1 一超聲波發(fā)射探頭；1-2—諧振電路；2_1—超聲波接收探頭；
[0026]2-2—濾波放大電路； 3—溫濕度傳感器； 4 一壓力傳感器；
[0027]5 一微控制器；6—供電電源；7—指不燈；
[0028]8—輸入按鍵；9 一時(shí)鐘電路；10—無線收發(fā)器；
[0029]η 一上位機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1所示，本實(shí)用新型包括用于監(jiān)控供水管網(wǎng)中供水管道損傷的數(shù)據(jù)監(jiān)控終端、用于檢測供水管道環(huán)境溫濕度參數(shù)的溫濕度傳感器3、用于檢測供水管道水壓的壓力傳感器4以及多組布設(shè)在供水管道外側(cè)底部用于探測供水管道損傷的超聲波探測模塊;所述數(shù)據(jù)監(jiān)控終端包括微控制器5、供電電源6以及與所述微控制器5相接的時(shí)鐘電路9和與上位機(jī)11進(jìn)行遠(yuǎn)程無線通信的無線收發(fā)器10，所述微控制器5的輸入端接有輸入按鍵8，所述微控制器5的輸出端接有指示燈7;每組所述超聲波探測模塊均包括超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊，所述超聲波發(fā)射模塊包括與微控制器5輸出端相接的諧振電路1-2和與所述諧振電路1-2輸出端相接的超聲波發(fā)射探頭1-1，所述超聲波接收模塊包括用于無線接收所述超聲波發(fā)射探頭1-1信號的超聲波接收探頭2-1和與所述超聲波接收探頭2-1輸出端相接的濾波放大電路2-2，所述濾波放大電路2-2的輸出端與微控制器5的輸入端相接;多組超聲波探測模塊沿所監(jiān)測的供水管道的延伸方向由前至后布設(shè)，前后相鄰的兩組超聲波探測模塊之間的間距為60m?80m，每組超聲波探測模塊中超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊之間的間距為20m?30m;所述溫濕度傳感器3的數(shù)目和壓力傳感器4的數(shù)目均為多個(gè)，多個(gè)溫濕度傳感器3和多個(gè)壓力傳感器4均安裝在供水管道的外側(cè)壁上。
[0031]如圖3所示，本實(shí)施例中，所述諧振電路1-2包括變壓器Tl和振蕩器⑶4069，所述變壓器Tl的原邊一端與三極管Q4的集電極相接，三極管Q4的發(fā)射極與5V電源相接，三極管Q4的基極經(jīng)電阻R17與微控制器