一種基于復合傳感器的油氣管道監控系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于復合傳感器的油氣管道監控系統，包含：用于進行信息采集的各類傳感模塊、和傳感器基座；由至少兩個不同類別的傳感模塊自由組合連接到同一傳感器基座，構成一復合傳感器主體；還包含多個傳感器管理節點、和至少一個監控中心；傳感器管理節點與傳感器基座相連，用于從傳感器基座接收信息，將接收到的信息遠程傳輸給監控中心；監控中心與傳感器管理節點相連，接收來自傳感器管理結點的信息，對各類信息進行存儲、分析，對傳感器管理結點和復合傳感器主體進行監控。使得使用者能夠自由組裝所需的復合傳感器，大大提高了復合傳感器的冗余度和功能可擴充度，從而在確保油氣管道監控系統實現全方位監控的同時，大大節約了生產成本。
【專利說明】一種基于復合傳感器的油氣管道監控系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種復合傳感器技術，尤其涉及一種油氣管道監控系統中的復合傳感器技術。
【背景技術】
[0002]傳感器是獲取信息的工具，是信息技術(包括傳感與控制技術、通訊技術與計算機技術)的三大支柱之一，它位于信息系統的最前端，其特征的好壞、輸出信息的可靠性對整個系統質量至關重要。因此，傳感器的性能必須適應系統使用的要求。
[0003]復合傳感器本身是一個組合體，在這個組合體中，集成了兩個及以上的監測不同物理量的傳感器單元。這些傳感器單元信號可以各自單獨輸出，也可以由組合體中嵌入的處理器測量后按照規定的格式集中輸出。
[0004]當前應用比較廣泛的復合傳感器有溫濕度傳感器，風速風向傳感器，針對易燃、易爆危險品安全信息設計的復合傳感器，軸承用復合傳感器；也有少數將溫濕度、風速風向、易燃、易爆危險品等集成在一起的復合傳感器，以及其他多種功能集成在一起的復合傳感器；可用于石油天然氣管道安全監測的復合傳感器更是少之又少。而且，目前一般都是針對具體應用場合設計的專用復合傳感器。
[0005]當前，油氣管道線路現場所用的線路安全相關傳感器多為單一功能型，少部分為兩功能復合型。油氣管線環境復雜多樣，在整個管線不同的節點位置可能需要采集不同的信息，這樣對復合傳感器集成的功能就要有所不同，如果針對不同的需求設計生產不同的復合傳感器，或設計生產集成了整個管線上所有功能需求的復合傳感器，不僅制約了其在使用上的便利性和快捷性，且相對綜合成本較高。
【發明內容】
[0006]本發明主要解決的技術問題是提供一種基于復合傳感器的油氣管道監控系統，使得使用者能夠根據自身需求自由組裝所需的復合傳感器，大大提高了復合傳感器的冗余度和功能可擴充度，從而在確保油氣管道監控系統實現全方位監控的同時，大大節約了油氣管道監控系統的生產成本。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于復合傳感器的油氣管道監控系統，包含:用于進行不同類型信息采集的各類傳感模塊、和安裝于油氣管道節點上的傳感器基座；由至少兩個不同類別的傳感模塊自由組合連接到同一傳感器基座，構成一復合傳感器主體；
監控系統還包含分布于不同區域的傳感器管理節點、和至少一個監控中心；傳感器管理節點與本區域內的傳感器基座相連，用于從本區域內的傳感器基座接收各類傳感模塊采集到的各類信息，將接收到的各類信息遠程傳輸給監控中心；
監控中心通過有線或無線方式與本區域內的傳感器管理節點相連接，接收來自傳感器管理結點的各類信息，對各類信息進行存儲、分析，對傳感器管理結點和復合傳感器主體進行監控。
[0008]作為進一步改進，傳感器管理節點中還包含以下一個或多個模塊:遠程信號傳輸模塊、工業協議組態模塊、傳感器自檢和巡檢模塊、信息存儲模塊、和/或復合型傳感器主體的自動組網模塊；
遠程信號傳輸模塊與監控中心相連，用于將傳感器管理節點接收到的各類信息發送給監控中心；
工業協議組態模塊與本區域內的傳感器基座相連，用于為各類復合傳感器主體提供適用的工業通訊協議，以及進行協議組態；
傳感器自檢和巡檢模塊與本區域內的傳感器基座相連，用于對各類復合傳感器主體進行自檢和巡檢，生成檢測報告，檢測到傳感模塊或傳感器基座發生故障時，發出告警信息；信息存儲模塊與本區域內的傳感器基座相連，用于存儲接收到的各類傳感模塊采集的各類油氣管道信息、各類復合傳感器主體的檢測報告、和各類日志；
自動組網模塊與本區域內的傳感器基座相連，用于在各類復合傳感器主體工作時自動分配網絡地址。
[0009]作為進一步改進，遠程信號傳輸模塊可以為:GPRS傳輸模塊、TD-LTE傳輸模塊、私有無線網絡傳輸模塊、微波中繼模塊、或光纖傳輸模塊。
[0010]作為進一步改進，傳感器基座包含各類傳感模塊的電氣電路部分，用于對各類傳感模塊進行基本參數設置。
[0011]作為進一步改進，各類傳感模塊包含以下一類或多類模塊:常規類傳感模塊、化學類傳感模塊、地質災害類傳感模塊、和/或安防監視類傳感模塊。
[0012]作為進一步改進，常規類傳感模塊包含以下一類或多類模塊:溫度傳感模塊、壓力傳感模塊、和/或流量傳感模塊；
化學類傳感模塊包含以下一類或多類模塊:可燃性氣體的檢測傳感模塊、有毒有害氣體的檢測傳感模塊、和/或化學泄漏類的檢測傳感模塊；
地質災害類傳感模塊包含以下一類或多類模塊:管線的土壤水分地質情況的檢測傳感模塊、管線的位移監測傳感模塊、和/或管道本體的應力應變檢測傳感模塊；
安防監視類傳感模塊包含以下一類或多類模塊:管線周邊圍欄的入侵檢測傳感模塊、和/或進行工業視頻監控的監測傳感模塊。
[0013]作為進一步改進，傳感器基座與所述傳感器管理節點之間通過有線或無線相連； 監控系統還包含供電模塊，供電模塊與傳感器管理結點、以及進行無線連接的部分傳
感器基座相連，用于為傳感器管理結點、和復合傳感器主體供電。
[0014]作為進一步改進，供電模塊可以為:太陽能供電系統、和/或大容量鋰電池、和/或太陽能充電系統、和/或常規供電系統。
[0015]本發明實施方式與現有技術相比，主要區別及其效果在于:該系統包含:用于進行不同類型信息采集的各類傳感模塊、和安裝于油氣管道節點上的傳感器基座；由至少兩個不同類別的傳感模塊自由組合連接到同一傳感器基座，構成一復合傳感器主體；監控系統還包含分布于不同區域的傳感器管理節點、和至少一個監控中心；傳感器管理節點與本區域內的傳感器基座相連，用于從本區域內的傳感器基座接收各類傳感模塊采集到的各類信息，將接收到的各類信息遠程傳輸給監控中心；監控中心通過有線或無線方式與本區域內的傳感器管理節點相連接，接收來自傳感器管理結點的各類信息，對各類信息進行存儲、分析，對傳感器管理結點和復合傳感器主體進行監控。本發明通過傳感模塊復合的方式使得使用者能夠根據自身需求自由組裝所需的復合傳感器，大大提高了復合傳感器的冗余度和功能可擴充度，從而在確保油氣管道監控系統實現全方位監控的同時，大大節約了油氣管道監控系統的生產成本；并且，通過將傳統傳感器基礎的數據采集功能和遠程信號傳輸功能相分離，使得一個傳感器管理結點可以管控轄下多個復合傳感器主體，統一進行信息的采集和傳輸，從而進一步節約了油氣管道監控系統的生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明一較佳實施方式中一種基于復合傳感器的油氣管道監控系統的總體結構圖。
[0017]圖2是本發明一較佳實施方式中一種基于復合傳感器的油氣管道監控系統的內部連接結構圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的實施方式作進一步地詳細描述。
[0019]本發明一較佳實施方式涉及一種基于復合傳感器的油氣管道監控系統，該系統包含一個或以上監控中心、每個監控中心轄下分布有多個傳感器管理節點，通過有線或無線的方式與所屬的監控中心連接；每個傳感器管理結點轄下有多個復合傳感器主體、和供電模塊，復合傳感器主體通過有線或無線的方式與所屬傳感器管理節點相連，其總體結構圖如圖1所示。該系統的內部連接結構圖如圖2所示。
[0020]復合傳感器主體由兩個以上不同類別的傳感模塊自由組合連接到同一傳感器基座上構成；各類傳感模塊用于采集油氣管道內各類信息；傳感器基座安裝于油氣管道節點上，包含各類傳感模塊的電氣電路部分，用于對各類傳感模塊進行基本參數設置，將各類傳感模塊采集的各類信息匯總后集中發送給其所屬的傳感器管理結點。
[0021]傳感器管理節點與本區域內的傳感器基座相連，用于從本區域內的傳感器基座接收各傳感模塊采集到的各類信息，將接收到的各類信息遠程傳輸給其所屬的監控中心；在實際應用中，傳感器管理節點與本區域內的傳感器基座既可以通過有線方式連接，也可以通過無線方式連接。
[0022]監控中心通過有線或無線方式與本區域內的傳感器管理節點相連接，用于接收來自傳感器管理結點的各類信息，對各類信息進行存儲、分析，對傳感器管理結點和復合傳感器主體進行監控。
[0023]供電模塊與傳感器管理結點、以及與傳感器管理結點進行無線連接的部分傳感器基座相連，用于為傳感器管理結點、和復合傳感器主體供電。需要進一步說明的是，供電模塊可以為:太陽能供電系統、和/或大容量鋰電池、和/或太陽能充電系統、和/或常規供電系統。
[0024]需要進一步說明的是，各類傳感模塊可以包含:常規類傳感模塊、化學類傳感模塊、地質災害類傳感模塊、和/或安防監視類傳感模塊。其中， 常規類傳感模塊可以包含:溫度傳感模塊、壓力傳感模塊、和/或流量傳感模塊；化學類傳感模塊可以包含:可燃性氣體的檢測傳感模塊、有毒有害氣體的檢測傳感模塊、和/或化學泄漏類的檢測傳感模塊；
地質災害類傳感模塊可以包含:管線的土壤水分地質情況的檢測傳感模塊、管線的位移監測傳感模塊、和/或管道本體的應力應變檢測傳感模塊；
安防監視類傳感模塊可以包含:管線周邊圍欄的入侵檢測傳感模塊、和/或進行工業視頻監控的監測傳感模塊。
[0025]需要進一步說明的是，傳感器管理節點中還可以包含:信息采集模塊、遠程信號傳輸模塊、工業協議組態模塊、傳感器自檢和巡檢模塊、信息存儲模塊、和/或復合型傳感器主體的自動組網模塊；
信息采集模塊與本區域內的傳感器基座相連，用于從本區域內的傳感器基座接收各傳感模塊采集到的各類信息；
遠程信號傳輸模塊與監控中心相連，用于將傳感器管理節點(信息采集模塊)接收到的各類信息發送給監控中心；需要進一步說明的是，遠程信號傳輸模塊可以為=GPRS傳輸模塊、TD-LTE傳輸模塊、私有無線網絡傳輸模塊、微波中繼模塊、或光纖傳輸模塊；
工業協議組態模塊與本區域內的傳感器基座相連，用于為各類傳感模塊提供適用的工業通訊協議，以及進行協議組態；
傳感器自檢和巡檢模塊與本區域內的傳感器基座相連，用于對各類傳感模塊進行自檢和巡檢，生成檢測報告，檢測到傳感模塊發生故障時，發出告警信息；
信息存儲模塊通過信息采集模塊間接與本區域內的傳感器基座相連，用于存儲接收到的各類傳感模塊采集的各類油氣管道信息、各類傳感模塊的檢測報告、和各類日志；
自動組網模塊與本區域內的傳感器基座相連，用于在各類傳感模塊工作時自動分配網絡地址。
[0026]本實施方式通過傳感模塊復合的方式使得使用者能夠根據自身需求自由組裝所需的復合傳感器，大大提高了復合傳感器的冗余度和功能可擴充度，同時，通過將傳統傳感器基礎的數據采集功能和遠程信號傳輸功能相分離，使得一個傳感器管理結點可以管控轄下多個復合傳感器主體，統一進行信息的采集和傳輸，從而在確保油氣管道監控系統實現全方位監控的同時，大大節約了油氣管道監控系統的生產成本。
[0027]雖然通過參照本發明的某些優選實施方式，已經對本發明進行了圖示和描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種基于復合傳感器的油氣管道監控系統，其特征在于，包含:用于進行不同類型信息采集的各類傳感模塊、和安裝于油氣管道節點上的傳感器基座；由至少兩個不同類別的所述傳感模塊自由組合連接到同一傳感器基座，構成一復合傳感器主體； 所述監控系統還包含分布于不同區域的傳感器管理節點、和至少一個監控中心；所述傳感器管理節點與本區域內的傳感器基座相連，用于從本區域內的傳感器基座接收所述各類傳感模塊采集到的各類信息，將接收到的所述各類信息遠程傳輸給監控中心；所述監控中心通過有線或無線方式與本區域內的傳感器管理節點相連接，接收來自所述傳感器管理結點的各類信息，對所述各類信息進行存儲、分析，對所述傳感器管理結點和復合傳感器主體進行監控。
2.根據權利要求1所述的基于復合傳感器的油氣管道監控系統，其特征在于，所述傳感器管理節點中還包含以下模塊之一或其任意組合:遠程信號傳輸模塊、工業協議組態模塊、傳感器自檢和巡檢模塊、信息存儲模塊、和/或復合型傳感器主體的自動組網模塊； 所述遠程信號傳輸模塊與所述監控中心相連，用于將所述傳感器管理節點接收到的各類信息發送給監控中心； 所述工業協議組態模塊與本區域內的傳感器基座相連，用于為所述各類復合傳感器主體提供適用的工業通訊協議，以及進行協議組態； 所述傳感器自檢和巡檢模塊與本區域內的傳感器基座相連，用于對所述各類復合傳感器主體進行自檢和巡檢，生成檢測報告，檢測到所述傳感模塊或傳感器基座發生故障時，發出告警信息； 所述信息存儲模塊與本區域內的傳感器基座相連，用于存儲接收到的所述各類傳感模塊采集的各類油氣管道信息、所述各類復合傳感器主體的檢測報告、和各類日志； 所述自動組網模塊與本區域內的傳感器基座相連，用于在所述各類復合傳感器主體工作時自動分配網絡地址。
3.根據權利要求2所述的基于復合傳感器的油氣管道監控系統，其特征在于，所述遠程信號傳輸模塊為以下之一: GPRS傳輸模塊、TD-LTE傳輸模塊、私有無線網絡傳輸模塊、微波中繼模塊、或光纖傳輸模塊。
4.根據權利要求1所述的基于復合傳感器的油氣管道監控系統，其特征在于，所述傳感器基座包含所述各類傳感模塊的電氣電路部分，用于對各類傳感模塊進行基本參數設置。
5.根據權利要求1所述的基于復合傳感器的油氣管道監控系統，其特征在于，所述各類傳感模塊至少包含以下之一: 常規類傳感模塊、化學類傳感模塊、地質災害類傳感模塊、和/或安防監視類傳感模塊。
6.根據權利要求5所述的基于復合傳感器的油氣管道監控系統，其特征在于，所述常規類傳感模塊至少包含以下之一或其任意組合:溫度傳感模塊、壓力傳感模塊、和/或流量傳感模塊； 所述化學類傳感模塊至少包含以下之一或其任意組合:可燃性氣體的檢測傳感模塊、有毒有害氣體的檢測傳感模塊、和/或化學泄漏類的檢測傳感模塊；所述地質災害類傳感模塊至少包含以下之一或其任意組合:管線的土壤水分地質情況的檢測傳感模塊、管線的位移監測傳感模塊、和/或管道本體的應力應變檢測傳感模塊；所述安防監視類傳感模塊至少包含以下之一或其任意組合:管線周邊圍欄的入侵檢測傳感模塊、和/或進行工業視頻監控的監測傳感模塊。
7.根據權利要求1所述的基于復合傳感器的油氣管道監控系統，其特征在于，所述傳感器基座與所述傳感器管理節點之間通過有線或無線相連； 所述監控系統還包含供電模塊，所述供電模塊與所述傳感器管理結點、以及進行無線連接的部分傳感器基座相連，用于為所述傳感器管理結點、和所述復合傳感器主體供電。
8.根據權利要求7所述的基于復合傳感器的油氣管道監控系統，其特征在于，所述供電模塊包括以下之一或其任意組合: 太陽能供電系統、和/或 大容量鋰電池、和/或太陽能充電系統、和/或常規供電系統。
【文檔編號】F17D5/00GK103672409SQ201210356036
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月24日 優先權日:2012年9月24日
【發明者】劉琦嶸, 蔣琛 申請人:上海可魯系統軟件有限公司