一種供水管網損耗在線監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于管網探傷技術領域，具體涉及一種供水管網損耗在線監測系統。
【背景技術】
[0002]水資源是大自然的重要自然資源，在世界許多地方，對水的需求已經超過水資源所能負荷的程度，同時有許多地區也瀕臨水資源利用之不平衡。我國城市供水系統中，由于管道老化或管道出現裂紋發生漏水現象，導致漏水損失嚴重，據統計，我國城市公共供水系統管網漏損率平均達21.5%。我國水資源相對缺乏，由于供水管網漏損嚴重，全國城市供水年漏損量近100億立方米，水資源流失嚴重，供水管網的改造以及管道維護任務艱巨，現有的供水管網檢漏方法有人工巡檢、區域流量統計以及壓力打壓測量的方法，人工巡檢勞作辛苦且耗費人力財力；區域流量統計方法耗費水資源，且操作復雜，供水管網閥門損壞或安裝有誤均會產生漏水損失，實現困難;壓力打壓測量設備昂貴，體積大，不易搬運，反復循環使用效率低下，且管道老化或裂縫程度的數據統計困難，因此，現如今缺少一種結構簡單、體積小、成本低、設計合理、使用效率高的供水管網損耗在線監測系統，通過超聲波探測模塊發射一定頻率的超聲波信號，根據回波信號的衰減強弱程度可得到各部分管道老化或裂縫程度，同時設置溫濕度傳感器和壓力傳感器對供水管道進行輔助檢測，通過無線收發器實時在線數據傳輸，操作簡單，可擴展性強。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種供水管網損耗在線監測系統，其設計新穎合理，結構簡單，超聲波探測模塊安裝方便，使用靈活，探測精度高，成本低，實用性強，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種供水管網損耗在線監測系統，其特征在于:包括用于監控供水管網中供水管道損傷的數據監控終端、用于檢測供水管道環境溫濕度參數的溫濕度傳感器、用于檢測供水管道水壓的壓力傳感器以及多組布設在供水管道外側底部用于探測供水管道損傷的超聲波探測模塊;所述數據監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鐘電路和與上位機進行遠程無線通信的無線收發器，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射模塊和超聲波接收模塊，所述超聲波發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測的供水管道的延伸方向由前至后布設，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目和壓力傳感器的數目均為多個，多個溫濕度傳感器和多個壓力傳感器均安裝在供水管道的外側壁上。
[0005]上述的一種供水管網損耗在線監測系統，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的發射極與5V電源相接，三極管Q4的基極經電阻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損耗在線監測系統，其特征在于:所述超聲波發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損耗在線監測系統，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損耗在線監測系統，其特征在于:所述濾波放大電路包括運放U4和芯片LM358，所述運放U4的同相輸入端經電阻R12和電容C8與超聲波換能探頭RECl的一端相接，運放U4的反相輸入端經電阻R16接地，運放U4的輸出端分兩路，一路經電容C9與芯片LM358的第5管腳相接，另一路經電阻Rll與電阻R12和電容C8的連接端相接;芯片LM358的第6管腳與滑動電阻Resl的滑動端相接，滑動電阻Resl的一個固定端與5V電源相接，滑動電阻Resl的另一個固定端接地，芯片LM358的第7管腳經電阻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的發射極接地。
[0009]上述的一種供水管網損耗在線監測系統，其特征在于:所述無線收發器為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，另一路經電容C2接地。
[0010]上述的一種供水管網損耗在線監測系統，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損耗在線監測系統，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損耗在線監測系統，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]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0014]1、本實用新型通過設置多組超聲波探測模塊，多組超聲波探測模塊沿所監測的供水管道的延伸方向由前至后布設，構成超聲波發射模塊和超聲波接收模塊間隔依次安裝，處于兩個超聲波發射模塊之間的超聲波接收模塊可同時接收相鄰兩個超聲波發射模塊發射的超聲波信號，根據距離差可區分信號的傳播方向，實現供水管網中管道的全部探測，使用效率高，電路簡單，便于推廣使用。
[0015]2、本實用新型中超聲波發射模塊和超聲波接收模塊工作可靠穩定，可批量生產使用，控制簡單，可擴展強，使用效果好。
[0016]3、本實用新型采用時鐘電路對超聲波探測模塊做定時觸發，采用無線收發器無線數據傳輸至上位機，數據采集方便，省時省力，準確性高。
[0017]4、本實用新型設計新穎合理，體積小，拆卸安裝方便，實用性強，便于推廣使用。
[0018]綜上所述，本實用新型設計新穎合理，結構簡單，可靠性高，造價低，超聲波探測模塊安裝方便，使用靈活，探測精度高，實用性強，便于推廣使用。
[0019]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
[0021]圖2為本實用新型無線收發器的電路原理圖。
[0022]圖3為本實用新型超聲波發射模塊的電路原理圖。
[0023]圖4為本實用新型超聲波接收模塊的電路原理圖。
[0024]附圖標記說明:
[0025]1-1 一超聲波發射探頭；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 一時鐘電路；10—無線收發器；
[0029]η 一上位機。
【具體實施方式】
[0030]如圖1所示，本實用新型包括用于監控供水管網中供水管道損傷的數據監控終端、用于檢測供水管道環境溫濕度參數的溫濕度傳感器3、用于檢測供水管道水壓的壓力傳感器4以及多組布設在供水管道外側底部用于探測供水管道損傷的超聲波探測模塊;所述數據監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相接的時鐘電路9和與上位機11進行遠程無線通信的無線收發器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射模塊和超聲波接收模塊，所述超聲波發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測的供水管道的延伸方向由前至后布設，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的數目和壓力傳感器4的數目均為多個，多個溫濕度傳感器3和多個壓力傳感器4均安裝在供水管道的外側壁上。
[0031]如圖3所示，本實施例中，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的發射極與5V電源相接，三極管Q4的基極經電阻R17與微控制器