Hệ thống giám sát rò rỉ đường ống cấp nước

I. Tổng quan về hệ thống

Áp suất truyền nước của mạng lưới cấp nước cao, trong quá trình truyền nước, do van mở hoặc đóng đột ngột, v.v., làm cho tốc độ dòng chảy thay đổi đột ngột, áp suất đường ống sẽ tạo ra biến động lớn, tạo ra hiệu ứng búa nước. Búa nước có sức tàn phá lớn: áp suất quá cao, sẽ gây ra sự phá vỡ của ống, ngược lại, áp suất quá thấp sẽ gây ra sự sụp đổ của ống, cũng làm hỏng van và các bộ phận cố định, đe dọa nghiêm trọng đến sự an toàn của hệ thống cấp nước.

Để giảm hiệu ứng búa nước và đảm bảo an toàn cho hệ thống cấp nước, cần thiết lập hệ thống bảo vệ búa nước. Trong đó bao gồm một bộHệ thống giám sát rò rỉ đường ống cấp nướcNó bao gồm hydrophone, cảm biến áp suất tần số cao, thiết bị thu thập dữ liệu và truyền tải RTU và phần mềm và các nội dung khác, sử dụng hydrophone gốm áp điện được đặt trên đường ống để nghe tiếng ồn rò rỉ mạng đường ống, thông qua phân tích xử lý tín hiệu âm thanh để phán đoán vị trí rò rỉ và kích thước, sử dụng thuật toán định vị và thuật toán nhận dạng mẫu để định vị chính xác. Hydrophone gốm Piezo là cảm biến đầu cuối, thu thập dữ liệu đầu cuối cho công nghệ truyền dẫn mạng không dây tự động hóa đường ống, trung tâm điều khiển và thu thập dữ liệu tự động hóa đường ống liền mạch.

II. Thông số kỹ thuật

1, Hydrophone

Dải tần số hoạt động: 20Hz ～ 50kHz

Độ nhạy tần số thấp: -172dB Vre: 1V/μ Pascal

水平指向性：± 2.0dB@125kHz

Độ sâu làm việc: 500 mét

Nhiệt độ hoạt động: -40~80 ° C

Áp suất tĩnh: 68Bar

Tiếng ồn thấp, độ bền cao, cần ngâm trong nước

2、Cảm biến áp suất tần số cao

Tần số lấy mẫu: 64/128/256Hz để đáp ứng nhu cầu phân tích

Dải đo: 0-300 psia, đáp ứng theo dõi áp suất âm;

Độ chính xác: ≤0,1% FS

Thời gian đáp ứng: ≤1ms

Điện áp: 5V+/- 0,5V

Tín hiệu đầu ra: 0-30/100mV

Nhiệt độ làm việc: -40 ℃~80 ℃

Áp suất tĩnh: 68Bar

Vật chất: Màng cách ly bằng thép không gỉ

Lớp bảo vệ: IP68

3、Thu thập và truyền dữ liệu (RTU):

RTU là thiết bị lắp đặt và trang web, là một mô-đun thiết bị đầu cuối tích hợp tích hợp tích hợp cung cấp điện, thu thập dữ liệu, truyền thông không dây và các mô-đun khác, và có thể chọn hình dạng khác nhau theo tình hình xây dựng trang web. Cảm biến thu thập và truyền thông gián đoạn được xây dựng trong mô-đun chuyển đổi nguồn điện, mô-đun truyền thông không dây, mô-đun nhận tín hiệu vệ tinh, có thể cung cấp năng lượng cho hydrophone và cảm biến áp suất và thu thập tín hiệu, sau khi xử lý phân tích tín hiệu ban đầu được gửi qua mạng không dây đến máy chủ trung tâm giám sát.

Đầu vào analog 6 kênh có thể kết nối 0-5V/0-20mA/4-20mA

Lấy mẫu bit 16 bit âm thanh thu được

Tốc độ lấy mẫu lên đến 100kHz Tốc độ có thể được thiết lập để truyền thông không dây 4G phủ sóng xuống 2G/3G, có giao diện thẻ SIM, hỗ trợ truyền thông cáp quang, hỗ trợ bộ máy chủ nối tiếp, hỗ trợ giao thức Ethernet chung như profinet.

Đường dây RS485 2, hỗ trợ MODBUS

Thời gian tự động GPS/Beidou Độ chính xác 1pps

Pin lithium tích hợp sau khi mất điện bên ngoài, đáp ứng hoạt động của thiết bị hiện trường ít nhất tháng 1 cung cấp điện bên ngoài 9-36V DC đáp ứng điện áp đầu ra của thiết bị cung cấp năng lượng mặt trời, có thể cung cấp điện bên ngoài: 12VDC, tự động chuyển đổi nguồn điện tích hợp thông qua phần mềm.

4, Phần mềm giám sát

(1) Chức năng cơ bản của hệ thống

Giao diện nền tảng hệ thống

Các lớp thông tin địa lý cơ sở được sử dụng ở tầng dưới cùng của hệ thống, các lớp như dữ liệu mạng đường ống, dữ liệu trang web, v. v. được load phía trên lớp thông tin địa lý cơ sở, thực hiện hệ thống thông tin dựa trên bản đồ.

Hệ thống cung cấp các công cụ cơ bản dựa trên thao tác bản đồ, có thể kéo, thu phóng bản đồ.

Hệ thống cung cấp chức năng tải dữ liệu mạng ống, tải dữ liệu mạng ống có thể được phân biệt bằng các màu sắc khác nhau theo tuổi ống, ống, đường kính và các thuộc tính khác, và được hiển thị trên hệ thống. Bấm vào đoạn đường ống để xem chi tiết đường ống.

Hệ thống cung cấp chức năng tải van, nút. Bạn có thể chọn để xem chi tiết của cơ sở sau khi tải.

Hệ thống cung cấp chức năng tải các trạm giám sát, bạn có thể chọn bằng chuột hoặc công cụ thòng lọng.

Chức năng truy vấn dữ liệu

Sau khi được chọn bằng chuột hoặc bằng cách sử dụng công cụ Lasso, cửa sổ truy vấn dữ liệu của trang web được chọn sẽ bật lên, thông qua bộ lọc dữ liệu, lọc loại dữ liệu cần truy vấn (ví dụ: áp suất, sonar, điện áp thiết bị, v.v.), khoảng thời gian ngày dữ liệu, độ phân giải dữ liệu.

Hệ thống cung cấp một công cụ trình bày dữ liệu đồ họa, có thể trình bày dữ liệu được sàng lọc theo cách đường cong, biểu đồ cột, v. v., cùng một cửa sổ trình bày dữ liệu có thể chồng lên dữ liệu của nhiều loại dữ liệu, do đó thuận tiện cho nhà phân tích tiến hành phân tích kết hợp dữ liệu.

Công cụ trình bày bản vẽ dữ liệu cung cấp các công cụ kéo đường cong, chọn độ phân giải dữ liệu, chọn phạm vi ngày truy vấn, chuyển đổi bản vẽ, v. v.

(2) Chức năng báo động hệ thống

Hiển thị báo động

Hệ thống cung cấp một công cụ báo động hoàn toàn tự động, hệ thống thông qua một loạt các máy học và phân tích dữ liệu, phản hồi các sự kiện dữ liệu bất thường trên mạng đường ống dưới dạng báo động cho nhân viên giám sát, người giám sát đánh giá thông tin báo động kết hợp thông tin báo động hệ thống cung cấp và tình hình hoạt động mạng đường ống thực tế, để phát hiện rò rỉ, ống nổ và áp suất mạng đường ống và các tình huống bất thường khác và can thiệp trong thời gian ngắn nhất.

Các loại báo động chủ yếu được chia thành ba loại sau, đồng thời xác định rủi ro là cấp thấp, trung bình và cao theo tình hình dữ liệu. Đồng thời cung cấp các công cụ phân tích báo động trong mỗi mô-đun báo động.

1) Báo động chuyển tiếp áp suất: Khi hệ thống đánh giá sự xuất hiện của chuyển tiếp áp suất, hệ thống sẽ so sánh thời gian xảy ra chuyển tiếp và biên độ của chuyển tiếp trong thư viện lịch sử, do đó xác định rủi ro của chuyển tiếp này, chẳng hạn như rủi ro vượt quá ngưỡng sẽ kích hoạt báo động.

2) Báo động áp suất tần số thấp: Hệ thống theo dữ liệu lịch sử áp suất hoạt động của mạng lưới đường ống trước đây để đánh giá khoảng áp suất tương ứng, báo động áp suất này được kích hoạt khi áp suất mạng đường ống cao hơn hoặc thấp hơn khoảng áp suất này.

Báo động rò rỉ âm thanh: Hệ thống đánh giá dữ liệu âm thanh, được kích hoạt khi dữ liệu năng lượng âm thanh tăng vượt quá ngưỡng tăng.

Phân tích báo động

Phân tích báo động chuyển tiếp áp suất: Chức năng báo động chuyển tiếp áp suất cung cấp một công cụ phân tích đồ họa cho dữ liệu chuyển tiếp áp suất, hiển thị đồ thị đường cong chuyển tiếp, đồ thị đường cong áp suất tần số thấp, đồ thị đường cong khoảng áp suất cũng như đồ thị phân phối sự kiện áp suất tương ứng trên trang. Vị trí của nguồn chuyển tiếp áp suất đạt được bằng cách chồng nhiều đường cong chuyển tiếp áp suất. Biểu đồ phân phối thời gian áp suất có thể được chia thành các ngoại lệ cùng một lúc, ngoại lệ quan trọng, tất cả các ngoại lệ và được hiển thị trên giao diện đồ họa như một mảng các điểm.

Phân tích báo động áp suất tần số thấp: Chức năng báo động áp suất tần số thấp cung cấp một công cụ phân tích đồ họa cho dữ liệu chuyển tiếp áp suất, hiển thị đường cong áp suất tần số thấp cũng như bóng của khoảng áp suất trên trang. Cung cấp các công cụ bản vẽ để phân tích truy vấn kết hợp các website khác nhau và các dữ liệu giám sát khác như dữ liệu âm học.

Phân tích báo động rò rỉ âm thanh: Hệ thống phân tích báo động rò rỉ âm thanh cung cấp một công cụ phân tích đồ họa để đánh giá dữ liệu âm thanh. Các công cụ trình bày bản vẽ thể hiện cường độ âm học theo cách bản vẽ cột hoặc đường cong. Đồng thời cung cấp các dữ liệu âm học khác nhau cùng một thời điểm để so sánh, dữ liệu âm học được trình bày theo phương thức đồ họa, thông qua màu sắc, đường cong, đồ họa sẽ trình bày các đặc điểm âm học để thực hiện phân tích dữ liệu khoa học và phán đoán tiết lộ.

(3) Chức năng trình duyệt dữ liệu sonar

Bạn có thể phân tích dữ liệu âm học được thu thập thông qua trình duyệt dữ liệu sonar. Trình duyệt dữ liệu sonar có các tính năng sau:

a) Dữ liệu âm thanh từ cùng một thời điểm vào các ngày khác nhau có thể được sàng lọc để phân tích so sánh.

b) Dữ liệu từ các trang web khác nhau có thể được sàng lọc để phân tích trong cùng một trang.

c) Dữ liệu âm thanh được hiển thị theo cách đồ họa, thông qua màu sắc, đường cong, đồ họa sẽ hiển thị các đặc điểm âm thanh để thực hiện phân tích dữ liệu khoa học và phán đoán rò rỉ.

d) Có thể phát lại dữ liệu âm thanh thu thập được để giám sát nhân viên.Phân tích.

e) Khi một âm thanh bị rò rỉ được thu thập bởi cả hai trang web, nguồn âm thanh có thể được định vị bằng mối tương quan.

(4) Chức năng phân tích tạm thời áp suất

Mô-đun phân tích chuyển tiếp áp suất được sử dụng để thống kê các chuyển tiếp áp suất được tạo ra trong mạng lưới đường ống và phân tích và định vị các nguồn chuyển tiếp này. Phân tích chuyển tiếp áp suất có các chức năng sau:

Hệ thống cung cấp giao diện sàng lọc để chọn vùng mạng lưới đường ống dẫn và khoảng thời gian cần phân tích thống kê.

Hệ thống cung cấp danh sách thống kê, sự kiện ngắn hạn tiến hành thống kê phân loại theo biên độ ngắn hạn, đồng thời còn tiến hành thống kê phân loại áp lực trung bình của mạng lưới ống, vật liệu mạng lưới ống, tuổi quản lý.

Sự chuyển tiếp áp suất của từng trang web có thể được phân tích sau khi trang web được chọn và hệ thống hiển thị các giá trị chuyển tiếp dưới dạng biểu đồ cột. Bằng cách chọn điểm trên cùng của biểu đồ cột giá trị chuyển tiếp, đường cong áp suất tần số cao đã được sửa đổi có thể được hiển thị để phân tích và xác định vị trí nguồn chuyển tiếp bằng cách chồng đường cong áp suất tần số cao của các trang web lân cận.

Hệ thống cũng cung cấp các biểu đồ thống kê sau đây để thực hiện phân tích phụ trợ cho việc thực hiện chuyển tiếp: biểu đồ thống kê chuyển tiếp áp suất 24 giờ (chuyển tiếp áp suất trung bình, chuyển tiếp áp suất tối đa, chuyển tiếp áp suất tối thiểu, chuyển tiếp áp suất trung bình), biểu đồ thống kê chuyển tiếp áp suất hàng tuần, biểu đồ thống kê chuyển tiếp áp suất không làm việc trong ngày làm việc, biểu đồ thống kê phân phối chuyển tiếp áp suất, biểu đồ thống kê tần suất chuyển tiếp áp suất và nhiều công cụ đồ họa phân tích khác.

(5) Khả năng phân tích phủ sóng mạng

Mô-đun phân tích vùng phủ sóng mạng được sử dụng để xem phạm vi giám sát chung của một và nhiều cảm biến kết hợp để hỗ trợ nhân viên giám sát trong phân tích triển khai trang web và phân tích phạm vi cảnh báo.

Hệ thống có thể hiển thị kết quả che phủ với màu sắc không ngừng, màu đỏ cho thấy hiệu quả che phủ và giám sát mạnh hơn, màu xanh lá cây cho thấy lớp phủ giám sát kém hơn, đồng thời có thể hiển thị các đường ống không được che phủ bằng màu đen.

(6) Chức năng thư viện sự kiện rò rỉ

Thư viện sự kiện rò rỉ có thể ghi lại và đánh dấu các điểm rò rỉ được tìm thấy trên bản đồ để dễ dàng thống kê truy vấn sau này.

Thư viện sự kiện rò rỉ cung cấp các tính năng sau:

Sự kiện rò rỉ mới: Hệ thống cung cấp một trang nơi sự kiện rò rỉ được ghi lại, nơi nó xảy ra, kích thước của lỗ hổng, mô tả về lỗ hổng và vị trí của nó trên bản đồ.

Truy vấn điểm rò rỉ: Sau khi chọn khu vực truy vấn, hệ thống sẽ hiển thị điểm rò rỉ trên bản đồ và người dùng có thể xem chi tiết của điểm rò rỉ đó bằng cách nhấp vào nó.

III. Ý nghĩa sử dụng

Hệ thống giám sát rò rỉ đường ống cấp nướcTheo dõi hoạt động của đường ống trong thời gian thực. Khi đường ống bị rò rỉ, có thể phát hiện kịp thời và xác định vị trí rò rỉ xảy ra, do đó có thể xử lý khẩn cấp kịp thời và hiệu quả, kiểm soát và giảm tổn thất kinh tế do rò rỉ đường ống, có lợi ích kinh tế và xã hội rõ ràng.

Hệ thống đã giới thiệu xử lý tín hiệu, nhận dạng mẫu và công nghệ trí tuệ nhân tạo, cải thiện độ nhạy, độ tin cậy và ổn định của hệ thống giám sát rò rỉ đường ống, giảm tỷ lệ báo động sai, là công nghệ giám sát rò rỉ đường ống tương đối hiện nay, không kém thiết bị nước ngoài.