輸水管道故障檢測裝置與系統的制作方法

本實用新型涉及輸水管道領域，具體而言，涉及一種輸水管道故障檢測裝置與系統。

背景技術：

在地下埋設著各類不同用途的地下輸水管道，輸水管道長期埋設于地下，由于土壤環境變化或者降雨等等原因，會出現地下輸水管道泄漏現象。目前，在不破壞輸水管道結構的情況下時，輸水管道破裂泄漏監測的主要方法是區域管網環境調查和音聽檢測等，這些方法存在一些缺點，例如不能隨時監測輸水管道，需要技術人員經驗豐富，工作效率偏低，這些問題直接影響對輸水管道監測的效率和準確率。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種輸水管道故障檢測裝置與系統，其旨在改善現有的輸水管道監測的效率低和準確率低的問題。

本實用新型提供一種技術方案：

第一方面，本實用新型實施例提供了一種輸水管道故障檢測裝置，用于檢測一安裝于土壤中的輸水管道的輸水狀態，所述輸水管道故障檢測裝置包括控制器、至少一個第一水分傳感器以及至少一個第二水分傳感器，每個所述第一水分傳感器到所述輸水管道的距離小于每個所述第二水分傳感器到所述輸水管道的距離，每個所述第一水分傳感器、每個所述第二水分傳感器分別與所述控制器電連接，所述第一水分傳感器用于采集所述第一水分傳感器所處的第一安裝位置的第一水分值，所述第二水分傳感器用于采集所述第二水分傳感器所處的第二安裝位置的第二水分值，所述控制器用于若所述第一水分值大于預設的安全水分值且第一水分值大于所述第二水分值時，輸出故障提示信息。

進一步地，所述輸水管道故障檢測裝置還包括第一套筒與第二套筒，所述第一套筒套設于所述輸水管道外，所述第二套筒套設于所述第一套筒外，且所述輸水管道、所述第一套筒、所述第二套筒之間間隔設置，所述至少一個第一水分傳感器安裝于所述第一套筒，所述至少一個第二水分傳感器安裝于所述第二套筒。

進一步地，所述輸水管道故障檢測裝置包括多個第一水分傳感器與多個第二水分傳感器，所述多個第一水分傳感器在所述第一套筒呈陣列式分布，所述多個第二水分傳感器在所述第二套筒呈陣列式分布。

進一步地，所述輸水管道故障檢測裝置還包括無線通信模塊，所述無線通信模塊與所述控制器電連接，所述控制器用于將故障提示信息輸出至所述無線通信模塊，所述無線通信模塊用于將所述故障提示信息發送至一手持終端。

進一步地，所述無線通信模塊為WIFI模塊或移動通信模塊。

進一步地，所述輸水管道故障檢測裝置還包括第一報警器，所述第一報警器與所述控制器電連接，所述控制器用于將故障提示信息輸出至所述報警器，所述報警器用于接收到所述故障提示信息后報警。

進一步地，所述輸水管道故障檢測裝置還包括電池與第二報警器，所述電池與所述控制器電連接，所述控制器用于獲得所述電池的電量信息，若所述電池的電量信息小于預存儲的電量值時，控制所述第二報警器報警。

進一步地，所述輸水管道故障檢測裝置還包括過流過壓保護電路，所述電池、所述過流過壓保護電路以及所述控制器依次電連接。

進一步地，所述輸水管道故障檢測裝置還包括第一箱體、第二箱體，所述控制器、所述過流過壓保護電路集成于一控制電路板，所述控制電路板、所述電池位于所述第一箱體內，所述第一箱體安裝于所述第二箱體內。

第二方面，本實用新型實施例還提供了一種輸水管道故障檢測系統，包括上位機、手持終端以及上述的輸水管道故障檢測裝置，所述上位機、所述手持終端分別與所述輸水管道故障檢測裝置建立通信連接，所述輸水管道故障檢測裝置用于將輸出的故障提示信息發送至所述上位機和/或所述手持終端。

本實用新型提供的輸水管道故障檢測裝置與系統的有益效果是：通過在輸水管道周圍設置第一水分傳感器以及第二水分傳感器，在輸水管道破裂時，第一水分傳感器、第二水分傳感器即可檢測到液體信號，從而達到實時檢測輸水管道是否破裂的目的，進一步地，又由于將第一水分傳感器到輸水管道的距離小于第二水分傳感器到輸水管道的距離的布局方式，若第一水分傳感器先檢測到液體信號且檢測到的第一水分值較大、第二水分傳感器后檢測到液體信號且檢測到的第一水分值較小，說明是輸水管道破裂后液體逐漸向四周擴散，此時控制器輸出故障提示信息，反之，則若第二水分傳感器先檢測到液體信號且檢測到的第二水分值較大、第一水分傳感器后檢測到液體信號且檢測到的第一水分值較小，則說明是外界的液體滲入，如降雨或灌溉等，此時控制器不輸出故障提示信息，從而減小了誤報警的概率，從而提升了對輸水管道監測的效率和準確率。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的輸水管道故障檢測裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的輸水管道、第一套筒、第二套筒、第一水分傳感器以及第二水分傳感器的位置關系示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的輸水管道故障檢測裝置電路連接框圖；

圖4為本實用新型實施例提供的輸水管道故障檢測系統的交互示意圖。

圖標：101-第一水分傳感器；102-第二水分傳感器；103-控制器；104-第一套筒；105-第二套筒；106-無線通信模塊；107-第一報警器；108-第二報警器；109-電池；110-過流過壓保護電路；111-輸水管道；112-輸水管道故障檢測裝置；113-上位機；114-手持終端；115-第一箱體；116-第二箱體。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，或者是本領域技術人員慣常理解的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

在地下埋設著各類不同用途的地下輸水管道，輸水管道長期埋設于地下，由于土壤環境變化或者降雨等等原因，會出現地下輸水管道泄漏現象。目前，在不破壞輸水管道結構的情況下時，輸水管道破裂泄漏監測的主要方法是區域管網環境調查和音聽檢測等，這些方法存在一些缺點，例如不能隨時監測輸水管道，需要技術人員經驗豐富，工作效率偏低，這些問題直接影響對輸水管道監測的效率和準確率。

有鑒于此，本實用新型實施例提供了一種輸水管道故障檢測裝置與系統。該輸水管道故障檢測裝置包括控制器、至少一個第一水分傳感器以及至少一個第二水分傳感器，每個第一水分傳感器到輸水管道的距離小于每個第二水分傳感器到輸水管道的距離，每個第一水分傳感器、每個第二水分傳感器分別與控制器電連接。該輸水管道故障檢測裝置實現了實時對輸水管道進行監控，減小了誤報警的概率，提升了對輸水管道監測的效率和準確率。

下面通過具體實施例對本實用新型進行說明。

請參閱圖1，本實用新型實施例提供了一種輸水管道故障檢測裝置112，用于檢測一安裝于土壤中的輸水管道111的輸水狀態。該輸水管道故障檢測裝置包括控制器103、第一套筒104、第二套筒105、至少一個第一水分傳感器101以及至少一個第二水分傳感器102。如圖2所示，第一套筒104套設于輸水管道111外，第二套筒105套設于第一套筒104外，且輸水管道111、第一套筒104、第二套筒105之間間隔設置，至少一個第一水分傳感器101安裝于第一套筒104，至少一個第二水分傳感器102安裝于第二套筒105。

具體地，本實施例中，輸水管道故障檢測裝置112包括多個第一水分傳感器101與多個第二水分傳感器102，本實施例中，多個第一水分傳感器101與多個第二水分傳感器102采用電容，當液體浸汲測量電極的高度變化時，引起其電容變化。電容可將各種物位、液位介質高度的變化轉換成標準電流信號。多個第一水分傳感器101在第一套筒104呈陣列式分布，多個第二水分傳感器102在第二套筒105呈陣列式分布。呈陣列式分布的多個第一水分傳感器101、多個第二水分傳感器102可實時檢測位于沿輸水管道111四周的部位的破裂情況，實現了對輸水管道111的檢測更有效。當然地，第一水分傳感器101的數量也可以為一個；第二水分傳感器102的數量也可以為一個，在此不做限制，但將多個第一水分傳感器101在第一套筒104呈陣列式分布，多個第二水分傳感器102在第二套筒105呈陣列式分布的方式最優。

每個第一水分傳感器101到輸水管道111的距離小于每個第二水分傳感器102到輸水管道111的距離，如圖3所示，每個第一水分傳感器101、每個第二水分傳感器102分別與控制器103電連接。第一水分傳感器101用于采集第一水分傳感器101所處的第一安裝位置的第一水分值，第二水分傳感器102用于采集第二水分傳感器102所處的第二安裝位置的第二水分值，控制器103用于若第一水分值大于預設的安全水分值且第一水分值大于第二水分值時，輸出故障提示信息。本實施例中，控制器103采用高性能ARM嵌入式處理器Cortex-M3，用于控制每個第一水分傳感器101以及每個第二水分傳感器102的正常運行，該控制器103具備低功耗的特點。

具體地，由于將第一水分傳感器101到輸水管道111的距離小于第二水分傳感器102到輸水管道111的距離的布局方式，若第一水分傳感器101先檢測到液體信號且檢測到的第一水分值較大、第二水分傳感器102后檢測到液體信號且檢測到的第一水分值較小，說明是輸水管道111破裂后液體逐漸向四周擴散，此時控制器103輸出故障提示信息，反之，則若第二水分傳感器102先檢測到液體信號且檢測到的第二水分值較大、第一水分傳感器101后檢測到液體信號且檢測到的第一水分值較小，則說明是外界的液體滲入，如降雨或灌溉等，此時控制器103不輸出故障提示信息，從而減小了誤報警的概率，從而提升了對輸水管道111監測的效率和準確率。

如圖3所示，輸水管道故障檢測裝置112還包括無線通信模塊106，無線通信模塊106可采用WIFI模塊或移動通信模塊，當無線通信模塊106采用移動通信模塊時，采用GPRS方式通訊。無線通信模塊106與控制器103電連接，控制器103用于將故障提示信息輸出至無線通信模塊106，無線通信模塊106用于將故障提示信息發送至一手持終端114。工作人員即可在手持終端114及時知道輸水管道111出現故障，從而及時完成檢修。

再者，輸水管道故障檢測裝置112還包括第一報警器107，第一報警器107與控制器103電連接，控制器103用于將故障提示信息輸出至第一報警器107，第一報警器107用于接收到故障提示信息后報警。本實施例中，第一報警器107可采用聲光報警器或報警燈或蜂鳴報警器，只要能實現現場提示工作人員即可。

另外，輸水管道故障檢測裝置112還包括電池109、過流過壓保護電路110與第二報警器108，電池109、過流過壓保護電路110以及控制器103依次電連接，控制器103用于獲得電池109的電量信息，若電池109的電量信息小于預存儲的電量值時，控制第二報警器108報警。本實施例中，電池109可采用鋰電池109，當電池109提供的電壓超過輸水管道故障檢測裝置112的一些元器件的額定工作電壓和額定工作電流時，過流過壓保護電路110自動斷開，可保護輸水管道故障檢測裝置112的一些元器件不被損壞，保證設備在復雜環境中安全使用，保證電池109為輸水管道故障檢測裝置112提供持續、穩定的能源。

另外，在具體應用時，如圖1所示，輸水管道故障檢測裝置112還包括第一箱體115、第二箱體116，控制器103、無線通信模塊106以及過流過壓保護電路110集成于一控制電路板，控制電路板、電池109位于第一箱體115內，第一箱體115安裝于第二箱體116內。第一箱體115、第二箱體116用于保護控制電路板以及電池109。

請參閱圖4，本實用新型實施例還提供了一種輸水管道111故障檢測系統，包括上位機113、手持終端114以及上述的輸水管道故障檢測裝置112，上位機113、手持終端114分別與輸水管道故障檢測裝置112建立通信連接，輸水管道故障檢測裝置112用于將輸出的故障提示信息發送至上位機113和/或手持終端114。

上位機113設計有合適的數據處理系統和數據存儲系統，數據處理系統將送達的故障提示信息進行識別，通過故障提示信息中包含的第一水分傳感器101的位置、第二水分傳感器102的位置、第一水分信息以及第二水分信息進行大數據綜合分析判斷，并將分析結果呈現到平臺界面，平臺界面用于顯示輸水管道111運行情況以及報警信息。數據存儲系統的主要功能是將歷史數據進行存儲，方便工作人員隨時調用。手持終端114用于顯示故障提示信息，方便維護人員及時得知輸水管道111出現故障。

綜上所述，本實用新型實施例還提供了一種輸水管道故障檢測裝置與系統，通過在輸水管道周圍設置第一水分傳感器以及第二水分傳感器，在輸水管道破裂時，第一水分傳感器、第二水分傳感器即可檢測到液體信號，從而達到實時檢測輸水管道是否破裂的目的，進一步地，又由于將第一水分傳感器到輸水管道的距離小于第二水分傳感器到輸水管道的距離的布局方式，若第一水分傳感器先檢測到液體信號且檢測到的第一水分值較大、第二水分傳感器后檢測到液體信號且檢測到的第一水分值較小，說明是輸水管道破裂后液體逐漸向四周擴散，此時控制器輸出故障提示信息，反之，則若第二水分傳感器先檢測到液體信號且檢測到的第二水分值較大、第一水分傳感器后檢測到液體信號且檢測到的第一水分值較小，則說明是外界的液體滲入，如降雨或灌溉等，此時控制器不輸出故障提示信息，從而減小了誤報警的概率，從而提升了對輸水管道監測的效率和準確性。

以上僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。