阅读说明：本技术 一种管道水位检测装置以及一种管道故障检测系统 (Pipeline water level detection device and pipeline fault detection system ) 是由 郑庆丰 肖永东 于 2020-07-24 设计创作，主要内容包括：本发明适用于市政建设领域,尤其涉及一种管道水位检测装置以及一种管道故障检测系统,所述管道水位检测装置包括环绕设置于管道上的水位检测环以及固定设置于管道上的信号处理模块；水位检测环上设置有多个检测电极端以及至少一个辅助电极端；当检测电极端与水接触时,检测电极端与辅助电极端之间电路连通,并产生与检测电极端对应的连通信号；信号处理模块可接收连通信号,并处理得到管道水位信息。本发明提供的管道水位检测装置将检测电极端和辅助电极端集成设置在水位检测环上,并以环绕的形式设置于管道上,结构简单,便于装置的安装与拆卸,且不占用市政下水管道的空间,不影响到市政下水管道的排污能力,整体结构不易被腐蚀。(The invention is suitable for the field of municipal construction, and particularly relates to a pipeline water level detection device and a pipeline fault detection system, wherein the pipeline water level detection device comprises a water level detection ring which is arranged on a pipeline in a surrounding manner and a signal processing module which is fixedly arranged on the pipeline; the water level detection ring is provided with a plurality of detection electrode ends and at least one auxiliary electrode end; when the detection electrode end is contacted with water, the detection electrode end is communicated with the auxiliary electrode end through a circuit, and a communication signal corresponding to the detection electrode end is generated; the signal processing module can receive the communication signal and process the communication signal to obtain the water level information of the pipeline. The pipeline water level detection device provided by the invention integrates the detection electrode end and the auxiliary electrode end on the water level detection ring and is arranged on the pipeline in a surrounding manner, the structure is simple, the device is convenient to mount and dismount, the space of the municipal sewer pipeline is not occupied, the sewage discharge capacity of the municipal sewer pipeline is not influenced, and the whole structure is not easy to corrode.)

一种管道水位检测装置以及一种管道故障检测系统

技术领域

本发明属于市政建设领域，尤其涉及一种管道水位检测装置以及一种管道故障检测系统。

背景技术

市政下水管道堵塞不通或者破裂往往是一个城市的通病。当管道堵塞时，下大雨容易导致道路就淹，车辆无法行驶，引起道路拥堵，甚至会引发漏电等安全问题。当管道破裂时，往往会带走破裂处的泥沙，出现地面空陷现象，严重的时候甚至会塌陷。因此，很多时候需要对下水道故障进行监测，通常情况下，可以通过对市政下水管道内的水位数据的监测来实现对下水道故障的监测与分析。

现有技术中，对水位数据进行监测通常都是基于湿度传感器或者压力传感器实现的。然而由于市政下水管道内流通的污水具有较强的腐蚀性，常规的基于湿度传感器或者压力传感器对管道水位进行检测的装置容易受到腐蚀，影响了装置的精度以及使用寿命。此外，基于湿度传感器或者压力传感器的水位检测装置较为复杂，更换、安装不够方便，同时也会影响到市政下水管道的排污能力。

可见，现有的管道水位检测装置在用于市政下水管道的水位监测时，适用性差，检测效果不够理想。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种管道水位检测装置，旨在解决现有的管道水位检测装置在用于市政下水管道的水位监测时，适用性差，检测效果不够理想。

本发明实施例是这样实现的，一种管道水位检测装置，包括环绕设置于管道上的水位检测环以及固定设置于管道上的信号处理模块；

所述水位检测环上设置有多个检测电极端以及至少一个辅助电极端；当检测电极端与水接触时，所述检测电极端与辅助电极端之间电路连通，并产生与所述检测电极端对应的连通信号；

所述检测电极端和所述辅助电极端分别与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块可接收所述连通信号，并处理得到管道水位信息。

本发明的另一目的在于提供一种管道故障检测系统，所述管道上设置有多个如上述所述的管道水位检测装置，所述多个管道水位检测装置与水位数据处理模块之间通过有线或无线的方式进行通讯，所述管道水位检测装置用于采集管道水位信息并发送给水位数据处理模块，所述水位数据处理模块用于处理所述管道水位信息并得到管道故障信息。

本发明实施例提供的一种管道水位检测装置，包括环绕设置于管道上的水位检测环以及固定设置于管道上的信号处理模块，其中在水位检测环上设置有多个检测电极端以及至少一个辅助电极端，利用管道内污水的导电性能，当检测电极端与管道内污水接触时，检测电极端可以与辅助电极端之间形成电路连通，并产生连通信号，进一步将检测电极端和辅助电极端与信号处理模块连接，使得信号处理模块可以感知到该连通信号，结合各检测电极端在水位检测环的设置高度，分析连通信号可以得到管道水位信息。本发明提供的管道水位检测装置，充分利用市政下水管道污水的导电性能，将检测电极端和辅助电极端集成设置在水位检测环上，并以环绕的形式设置于管道上，结构简单，一方面便于管道水位检测装置的安装与拆卸，另一方面，几乎不会占用市政下水管道的空间，不会影响到市政下水管道的排污能力。此外，不存在复杂的电路结构，仅仅利用电极端接触污水，整体结构不易被腐蚀。

附图说明

图1为本发明实施例提供的管道水位检测装置的一种实施环境图；

图2为本发明实施例提供的管道水位检测装置的另一种实施环境图；

图3为本发明实施例提供的水位检测环的展开示意图；

图4为本发明实施例提供的一种管道水位检测装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种管道故障检测系统的实施环境图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明为解决现有技术中常规的水位检测装置在用于市政下水管道水位检测时存在的适应性差的技术问题，充分利用污水导电性能，将检测电极端和辅助电极端集成设置在水位检测环上，当检测电极端与水接触时，检测电极端和辅助电极端之间电路接通并产生相应的连通信号，基于该连通信号并结合检测电极端的设置高度就能够快速确定水位高度。而将水位检测环以环绕的方式设置于管道上，一方面便于装置的安装与拆卸，另一方面，装置整体几乎不占用的下水管道的空间，不会影响到下水管道的排污能力，同时，减少了装置主体与污水的接触面积，降低了污水的腐蚀效果，能够有效提高了装置的使用寿命。

如图1所示，为本发明实施例提供的管道水位检测装置的一种实施环境图，详述如下。

在本发明实施例中，包括管道110、水位检测环120以及信号处理模块130，其中所述水位检测环120环绕设置于管道110的内壁上，所述信号处理模块130固定设置于管道110的外壁上；在所述水位检测环120上设置有多个检测电极端121以及一个辅助电极端122；所述多个检测电极端121和所述辅助电极端122分别与所述信号处理模块130连接。

在本发明实施例中，需要说明的是，图1仅仅示出了水位检测环设置于管道的内壁上而信号处理模块设置于管道外壁上的情形，事实上，水位检测环也同样可以设置于管道的外壁上，此时需要对检测电极端和辅助电极端进行相应的调整即可，具体可以参阅后续图2的说明。同样的，信号处理模块也同样可以设置于管道的内壁上，然而相较于将信号处理模块设置于管道内壁，将信号处理模块设置于管道外壁，能够保证了装置的核心结构不会受到污水的腐蚀，如果将信号处理模块设置于管道内壁，一方面需要对信号处理模块进行防水处理，提高了成本，另一方面，信号处理模块相对体积较大，管道杂物也更容易因受到信号处理模块的阻碍而堆积，影响到管道的流通能力。因此，优选将信号处理模块设置于管道外壁。

在本发明实施例中，所述检测电极端通常是由导电介质制备而成的电极柱，检测电极端进一步通过导线与信号处理模块连接，导线的外表面需要包有防水绝缘表皮。

在本发明实施例中，可以看出，所述辅助电极端仅设置有一个，具体设置于管道的最低处，也就是说，当管道内有污水流通时，辅助电极端始终与污水接触，此时，一旦检测电极端与水接触，检测电极端就通过污水与辅助电极端接通，从而产生相应的连通信号，连通信号属于本领域技术人员熟悉的技术手段，在此不再赘述连通信号的实现方式，例如通过电流表判断检测电极端和辅助电极端有无连通，一旦通过信号处理模块采集到所述检测电极端的连通信号，表明管道内水位高于所述检测电极端的高度。

在本发明实施例中，当然，所述辅助电极端也可设置有多个，具体的，所述辅助电极端与所述检测电极端一一对应，但应当说明的一点是，辅助电极端在所述水位检测环上的设置位置不高于与所述辅助电极端对应的检测电极端的设置位置，也就是在保证检测电极端与水接触时，就能保证检测电极端与辅助电极端之间电路连通，但由于辅助电极端和检测电极端都为电极端，在表现形式上没有差别，即辅助电极端和检测电极端实质上可以相互转化，因此，在一组对应的辅助电极端和检测电极端中，是将设置位置较高的电极端确定为检测电极端，设置位置较低的电极端确定为辅助电极端。但是，考虑实际的需求，通常也不会采用上述复杂的情形，通常是在管道最低处设置一个辅助电极端，并与全部的检测电极端对应，就能够实现本发明的水位检测功能，而即使需要设置多个辅助电极端，也通常是将辅助电极端与其对应的检测电极端设置在邻近处或同一高度处。

在本发明实施例中，需要说明的一点是，上述实现方式是在辅助电极端也由导电介质制备而成的电极柱的情况下来实现的，事实上，辅助电极端也完全可以是为一根裸露的导线，该导线需要绕过管道的最低管。而相比于设置成若干个由导电介质制备而成的电极柱而通过导线进一步与信号处理模块连接，直接将辅助电极端设置成裸露的导线，此时导线上的任意一点都可以与水接通，可以看做辅助电极端有无数个接触点，也就是辅助电极端能够始终保证与污水良好的接触，稳定性更好。

在本发明实施例中，不管将电极端设置为由导电介质制备而成的电极柱的形式，还是设置为裸露的导线的形式，电极端都需要与信号处理模块通过导线连接，而连接的导线是并排固定设置在水位检测环上的，具体的，水位检测环的展开示意图如图3所示。

在本发明实施例中，所述信号处理模块通常包括电源、信号感应单元以及处理器，其中检测电极端和辅助电极端分别连接所述电源的正极和负极，信号感应单元可接收各个检测电极端的连通信号。其中，当检测到某一高度的检测电极端的连通信号时，表明该检测电极端位于水位之下，而当未检测到某一高度的检测电极端的连通信号时，表明该检测电极端位于水位之上，此时，处理器就可以根据连通信号得到管道水位信息。信号处理模块具体如图4所示。

作为本发明的一个优先实施例，所述检测电极端在水位检测环上左右对称设置，此时左右对称的检测电极端的连通信号应当相同，因此在一定程度上能够提高水位的测量精度，降低误差，还能实现对管道水位检测装置的故障检测。即当左右对称的检测电极端的连通信号不相同，应当舍弃此次不准确的数据采集，而当左右对称的检测电极端的连通信号长时间不相同时，则管道水位检测装置可能存在故障，应当及时维修。

作为本发明的一个优选实施例，具体的，多个检测电极端设置有8个，分别设置在管道的最低端一个、左右两侧的1/4高度处各一个、左右两侧的1/2高度处各一个、左右两侧的3/4高度处各一个，以及管道顶端一个。

作为本发明的一个优选实施例，所述水位检测环还可以通过镶嵌的方式环绕设置于管道内壁上，具体的，在管道内壁上开设与水位检测环规格相配合的凹槽，并将水位检测环以镶嵌的方式环绕设置于管道内壁上，通过上述方式，一方面，进一步降低了水位检测环对市政下水管道内污水的阻力，不会影响到市政下水管道的流通情况，另一方面，相比于常规的用于固定的螺纹、螺栓结构，容易受到污水的腐蚀，采用镶嵌与管道内壁上凹槽的形式对水位检测环的固定效果更好，且进一步提高了装置的使用寿命。

作为本发明的一个优选实施例，所述水位检测环的材质为聚四氟乙烯，所述检测电极端与所述辅助电极端的材质为铜，且裸露处表面镀有银层。由于市政下水管道的恶劣，需要管道水位检测装置具有较高的耐腐蚀性，水位检测环的材质选用具有强耐腐蚀性能的聚四氟乙烯，而电极端材质选用导电性能优异的铜并在裸露外表进一步镀有银层，进一步提高了水位检测环的耐腐蚀性能。

本发明实施例提供的一种管道水位检测装置，包括环绕设置于管道上的水位检测环以及固定设置于管道上的信号处理模块，其中在水位检测环上设置有多个检测电极端以及至少一个辅助电极端，利用管道内污水的导电性能，当检测电极端与管道内污水接触时，检测电极端可以与辅助电极端之间形成电路连通，并产生连通信号，进一步将检测电极端和辅助电极端与信号处理模块连接，使得信号处理模块可以感知到该连通信号，结合各检测电极端在水位检测环的设置高度，分析连通信号可以得到管道水位信息。本发明提供的管道水位检测装置，充分利用市政下水管道污水的导电性能，将检测电极端和辅助电极端集成设置在水位检测环上，并以环绕的形式设置于管道上，结构简单，一方面便于管道水位检测装置的安装与拆卸，另一方面，几乎不会占用市政下水管道的空间，不会影响到市政下水管道的排污能力。此外，不存在复杂的电路结构，仅仅利用电极端接触污水，整体结构不易被腐蚀。

如图2所示，为本发明实施例提供的管道水位检测装置的另一种实施环境图，详述如下。

在本发明实施例中，与图1所示出的一种实施环境图的区别在于，所述水位检测环环绕设置于管道外壁上。

在本发明实施例中，具体的，相比于将水位检测环环绕设置于管道内壁上，将水位检测环环绕设置于管道外壁上更便于水位检测装置的安装与拆卸。

在本发明实施例中，将水位检测环环绕设置于管道外壁上时，为了保证检测电极端和辅助电极端能与水接触，此时检测电极端和辅助电极端需要穿过管壁并露出在管道内壁上，具体的，在管壁上需要对应设置有与所述检测电极端和辅助电极端配合的安装孔。

在本发明实施例中，通过将水位检测环环绕设置于管道外壁上，并使得检测电极端和辅助电极端穿过管壁，露出在管道内壁上，保证了装置的主体结构都位于管道外，除了便于安装与拆卸外，还最大程度降低了与管道内污水的接触面积，一方面降低了管道内污水对水位检测装置的腐蚀力，另一方面有效降低了装置对管道内污水流通的阻碍。

如图3所示，为本发明实施例提供的水位检测环的展开示意图，详述如下。

在本发明实施例中，可以看出，在水位检测环上固定设置(例如镶嵌)有多根并排的且长短不一的导线，并在导线的尾端设置有电极柱，所述电极柱即为检测电极端，当水位检测环成环状时，此时检测电极端位于不同的高度。

在本发明实施例中，辅助电极端为最下端的导线，与其他导线外表包设有防水绝缘的外表皮不同，辅助电极端导线为裸露状态，此时导线上的任意一点都可以与水接通，可以看做辅助电极端有无数个接触点，也就是辅助电极端能够始终保证与污水良好的接触，稳定性更好。

在本发明实施例中，需要说明的一点是，如果辅助电极端采用与检测电极端相似的设置形式，且仅设置成一个，则辅助电极端需要设置于管道最低处，也就是导线的长度为水位检测环圆周周长的一半，此时辅助电极端导线在水位检测环展开图中长度为水位检测环的一半。

如图4所示，为本发明实施例提供的一种管道水位检测装置的结构示意图，详述如下。

在本发明实施例中，所述管道水位检测装置包括电源410、信号感应单元420以及处理器430。

所述电源的正负极分别连接检测电极端和辅助电极端，信号感应单元可以接收到检测电极端的连通信号，并发送给处理器，处理器可以处理连通信号得到管道水位信息。具体的，信号感应单元可以是通过感知对应检测电极端电路上的电流来实现对连通信号的检测。

本发明实施例还提供一种管道故障检测系统，如图5所示，为本发明实施例提供的一种管道故障检测系统的实施环境图。

在本发明实施例中，在管道510上设置有多个管道水位检测装置520，其中管道水位检测装置520与水位数据处理模块530之间通过有线的方式进行通讯，当然也可以采用无线的方式进行通讯。具体的，管道水位检测装置520用于采集管道水位信息并发送给水位数据处理模块530，所述水位数据处理模块530用于处理所述管道水位信息并得到管道故障信息。其中，具体的处理所述管道水位信息并得到管道故障信息的规则已经预先设置在水位数据处理模块，例如当位于上游的管道水位近乎全满而下游的管道水位低于预设的正常值时，表明该处管道存在堵塞的问题。

作为本发明的一个优选实施例，为防止系统误报，管道故障检测检测系统采取一段时间内采集的值来的统计判断堵塞，进一步提高管道故障检测检测系统的检测准确率。如设置十分钟内，系统每分钟采集一次水位的值，采集十次有超过六次以上数为上游的管道水位近乎全满而下游的管道水位低于预设的正常值，从而确定为此段管道堵塞。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。