Sistema de monitoramento de vazamentos de tubulação da rede de abastecimento de água

I. Visão geral do sistema

A pressão da rede de abastecimento de água é alta, durante o processo de abastecimento de água, devido à abertura ou fechamento repentino da válvula e outras razões, a velocidade de fluxo muda repentinamente, a pressão do tubo produz grandes flutuações, gerando o efeito martelo de água. O martelo de água é extremamente destrutivo: a pressão excessiva causará a ruptura do tubo, pelo contrário, a pressão excessivamente baixa levará ao colapso do tubo e também danificará a válvula e os fixadores, ameaçando seriamente a segurança do sistema de abastecimento de água.

Para reduzir o efeito do martelo de água e garantir a segurança do sistema de abastecimento de água, é necessário configurar um sistema de proteção do martelo de água. Isso inclui um conjuntoSistema de monitoramento de vazamentos de tubulação da rede de abastecimento de águaEle contém audição, sensores de pressão de alta frequência, equipamentos de captação e transmissão de dados RTU e software, usando audição de cerâmica piezoelétrica colocada em tubos para ouvir ruído de vazamento de rede de tubos, através da análise do processamento de sinal de contrasónico para determinar a localização e o tamanho do ponto de vazamento, e tomar um algoritmo de localização e um algoritmo de reconhecimento de padrões para o posicionamento preciso. O aparelho de audição de cerâmica piezoelétrica funciona como sensor de frente, tecnologia de transmissão de rede sem fio de coleta de dados de frente para a automação de campo de tubos, ligando sem problemas o centro de coleta e controle de dados de automação de campo de tubos.

Parâmetros técnicos

1, ouvidor de água

Frequência de funcionamento: 20Hz a 50kHz

Sensibilidade de baixa frequência: -172dB Vre: 1V/μPascal

水平指向性：± 2.0dB@125kHz

Profundidade de trabalho: 500m

Temperatura de funcionamento: -40 ~ 80 ° C

Pressão estática: 68 bar

Baixo ruído, alta durabilidade e mergulho na água

2,Sensores de pressão de alta frequência

Frequência de amostragem: 64/128/256Hz para atender às necessidades de análise

Alcance de medição: 0 a 300 psia, para atender ao monitoramento da pressão negativa;

Precisão: ≤0.1% FS

Tempo de resposta: ≤1ms

Tensão: 5V +/-0.5V

Sinal de saída: 0-30/100mV

Temperatura de funcionamento: -40 ℃ ~ 80 ℃

Pressão estática: 68 bar

Material: membrana de isolamento de aço inoxidável

Classe de proteção: IP68

Três,Recolha e Transferência de Dados (RTU):

O RTU é um dispositivo instalado e no local, é um módulo terminal integrado integrado que integra módulos de energia, coleta de dados, comunicação sem fio e outros, e pode escolher diferentes formas de acordo com a situação de construção no local. Sensor de captação e interrupção de comunicação Módulo integrado de transformação de energia, módulo de comunicação sem fio, módulo de recepção de sinal por satélite, capaz de fornecer energia e captar sinais para audição e sensores de pressão, enviados para o servidor do centro de monitoramento através de uma rede sem fio após a análise inicial do sinal.

Entrada analógica 6 canais 0-5V/0-20mA/4-20mA

Bits de amostragem 16 bits Áudio captável

A velocidade de amostragem é de até 100 kHz, com comunicações sem fio 4G para baixo, cobertura 2G / 3G, com interface de cartão SIM, suporte para comunicações de fibra óptica, suporte para servidores de porta serial, suporte para protocolos Ethernet genéricos como o profinet.

Comunicação com fio RS485 2 vias, suporte a MODBUS

GPS / Beidou precisão 1pps

Bateria incorporada Bateria de lítio Após uma falha de alimentação externa, atender ao equipamento de campo em funcionamento pelo menos em janeiro de alimentação externa de 9-36V DC atender à tensão de saída do dispositivo de alimentação solar, alimentação externa: 12VDC, alternar automaticamente a fonte de alimentação incorporada através do software.

4 – Software de monitoramento

1) Funções básicas do sistema

Interface de base do sistema

O nível inferior do sistema adota os dados da camada de informação geográfica básica, carrega os dados da rede de tubos, dados do site e camadas acima da camada de informação geográfica básica para implementar o sistema de informação baseado em mapas.

O sistema fornece ferramentas básicas baseadas em operações de mapas que permitem arrastar e dimensionar os mapas.

O sistema fornece a capacidade de carregar dados de rede de tubos, os dados de rede carregados podem ser diferenciados em diferentes cores de acordo com a idade do tubo, tubo, calibre e outras propriedades e exibidos no sistema. Clique no segmento do tubo para ver os detalhes do tubo.

O sistema fornece a função de carga de válvulas e nós. Após o carregamento, você pode selecionar para ver os detalhes das instalações.

O sistema oferece a capacidade de carregar o site de monitoramento, que pode ser selecionado com o mouse ou a ferramenta de encaixe.

Funcionalidade de consulta de dados

Depois de selecionar com o mouse ou usando a ferramenta de encaixe, o sistema exibe a janela de consulta de dados do site selecionado e, através do filtro de dados, filtra o tipo de dados a consultar (por exemplo, pressão, sonar, tensão do dispositivo, etc.), período de data e hora dos dados, resolução dos dados.

O sistema oferece uma ferramenta gráfica de exibição de dados que pode exibir os dados filtrados em curvas, gráficos de colunas, etc. A mesma janela de exibição de dados pode sobrepôr vários tipos de dados, facilitando a análise combinada dos dados pelos analistas.

A ferramenta de exibição de gráficos de dados oferece ferramentas como arrasto de curva, seleção de resolução de dados, seleção de intervalo de data de consulta, conversão de gráficos e muito mais.

2) Função de alarme do sistema

Exibição de alarme

O sistema fornece uma ferramenta de alarme totalmente automatizada, o sistema, através de uma série de aprendizado de máquina e análise de dados, retorna os eventos de dados anormais na rede de tubos na forma de alarme para o pessoal de monitoramento, que combina as informações de alarme fornecidas pelo sistema e as operações reais da rede de tubos para avaliar as informações de alarme, para detectar e intervir em um tempo mínimo anomalias como vazamentos, explosões e mudanças de pressão da rede de tubos.

Os tipos de alarme são divididos principalmente em três tipos, enquanto os riscos são definidos como baixo, médio e alto de acordo com a situação dos dados. Ferramentas de análise de alarme também estão disponíveis em cada módulo de alarme.

1) Alarme de transiência de pressão: Quando o sistema avalia a ocorrência de uma transiência de pressão, o sistema compara o momento em que a transiência ocorreu e a amplitude da transiência na biblioteca de histórico, definindo o risco para a transiência, se o risco exceder o limiar, o alarme é acionado.

Alarme de pressão de baixa frequência: o sistema avalia o intervalo de pressão do período de tempo correspondente de acordo com os dados históricos de pressão operacional da rede de tubos, quando a pressão da rede de tubos é superior ou inferior a esse intervalo de pressão, o alarme de pressão é acionado.

Alarme de vazamento acústico: o sistema avalia os dados acústicos e desencadeia o alarme quando os dados de energia acústica sobem acima do limiar de aumento.

Análise de alarme

Análise de alarme de transiência de pressão: a função de alarme de transiência de pressão fornece ferramentas gráficas de análise de dados de transiência de pressão, mostrando gráficos de curvas de transiência, gráficos de curvas de pressão de baixa frequência, gráficos de curvas de intervalo de pressão e gráficos de distribuição de eventos de pressão na página. Posicionamento de fontes de pressão transitórias através da sobreposição de várias curvas de pressão transitórias. Os gráficos de distribuição de tempo de pressão podem ser divididos em anomalias do mesmo momento, anomalias críticas e todas as anomalias e exibidos na interface gráfica como uma matriz de pontos.

Análise de alarme de pressão de baixa frequência: a função de alarme de pressão de baixa frequência fornece uma ferramenta gráfica de análise de dados de transiência de pressão, mostrando curvas de pressão de baixa frequência e sombras de intervalo de pressão na página. Ferramentas gráficas são fornecidas para empilhar diferentes sites e outros dados de monitoramento, como dados acústicos, para análise de consultas combinadas.

Análise de alarme de vazamento acústico: o sistema de análise de alarme de vazamento acústico fornece ferramentas gráficas de análise de dados acústicos para avaliar os dados acústicos. A intensidade acústica é apresentada em gráficos de colunas ou curvas através de ferramentas de visualização gráfica. Ao mesmo tempo, os dados acústicos de diferentes datas e momentos são comparados, os dados acústicos são apresentados de forma gráfica e as características acústicas são apresentadas por cores, curvas e gráficos para obter análise científica de dados e julgamento de vazamento.

(3) Função de Navegador de Dados Sonar

Os usuários podem analisar os dados acústicos coletados através de um navegador de dados de sonar. O navegador de dados de sonar oferece as seguintes funcionalidades:

a) Os dados acústicos de diferentes datas e momentos podem ser filtrados para análise comparativa.

b) Os dados de diferentes sites podem ser filtrados para análise na mesma página.

c) Os dados acústicos são apresentados de forma gráfica, mostrando características acústicas através de cores, curvas e gráficos para realizar análises científicas de dados e julgamentos de vazamento.

d) dados acústicos coletados podem ser reproduzidos para fornecer monitoramento pessoalAnálise.

e) Quando um vazamento acústico é capturado por dois locais, a fonte acústica pode ser localizada por correlação.

(4) Função de análise de transientes de pressão

O módulo de análise de transientes de pressão é usado para estatisticar os transientes de pressão gerados na rede de tubos e analisar e localizar essas fontes transientes. A análise de transientes de pressão tem as seguintes funções:

O sistema fornece uma interface de filtragem para selecionar as áreas da rede e os períodos de tempo que necessitam de análise estatística.

O sistema fornece uma lista de estatísticas, os eventos transitórios são classificados por amplitude transitória, ao mesmo tempo que a pressão média da rede de tubulação, o material da rede de tubulação e a idade da rede de tubulação são classificados.

Após a seleção do local, a transiência de pressão de um único local pode ser analisada e o sistema mostra os valores da transiência em forma de gráfico de colunas. Clicando no topo do gráfico de colunas de valores de transiência individuais, a curva de pressão de alta frequência de transiência alterada pode ser exibida e a fonte de transiência pode ser analisada e localizada sobrepõendo as curvas de pressão de alta frequência de sites vizinhos.

O sistema também fornece os seguintes gráficos estatísticos para a análise auxiliar de transientes: gráficos estatísticos de transientes de pressão de 24 horas (transientes de pressão média, transientes de pressão máxima, transientes de pressão mínima, transientes de pressão média), gráficos estatísticos de transientes de pressão semanais, gráficos estatísticos de transientes de pressão em dias úteis, gráficos estatísticos de distribuição de transientes de pressão, gráficos estatísticos de frequência de transientes de pressão e várias ferramentas gráficas de análise.

Capacidade de análise de cobertura de rede

O módulo de análise de cobertura de rede é usado para visualizar o alcance aproximado de monitoramento de sensores individuais e combinados, ajudando os monitores a realizar análises de implantação de sites e de alcance de alarmes.

O sistema pode mostrar os resultados de cobertura em cores contínuas, vermelho significa cobertura e monitoramento mais fortes, verde significa cobertura de monitoramento mais pobre, e os tubos não cobertos podem ser exibidos em preto.

(6) Função de biblioteca de eventos de vazamento

A biblioteca de eventos de vazamento registra e marca os pontos de vazamento encontrados no mapa para facilitar as estatísticas de consultas posteriores.

A biblioteca de eventos de vazamento oferece as seguintes funcionalidades:

Adicionar um evento de vazamento: O sistema fornece uma página que registra o evento de vazamento, onde o vazamento ocorreu, o local, o tamanho do vazamento, a descrição do vazamento e a localização no mapa.

Consulta de ponto de vazamento: Depois de selecionar a área de consulta, a marca de ponto de vazamento é exibida no mapa e o usuário clica na marca de ponto de vazamento para ver os detalhes do ponto de vazamento.

III. Significado do uso

Sistema de monitoramento de vazamentos de tubulação da rede de abastecimento de águaMonitoramento em tempo real do funcionamento dos tubos. Quando o vazamento ocorre no tubo, é possível detectar e determinar a localização do vazamento em tempo útil, de modo que o tratamento de emergência pode ser realizado de forma oportuna e eficaz, controlar e reduzir as perdas econômicas causadas pelo vazamento do tubo, com benefícios econômicos e sociais evidentes.

O sistema introduziu processamento de sinal, reconhecimento de padrões e tecnologia de inteligência artificial, melhorando a sensibilidade, confiabilidade e estabilidade do sistema de monitoramento de vazamentos de tubos, reduzindo a taxa de falsos alertas, é a tecnologia de monitoramento de vazamentos de tubos atual, não pior do que equipamentos no exterior.