阅读说明：本技术 基于光纤湿度传感器的管道漏水检测装置及系统及方法 (Pipeline water leakage detection device, system and method based on optical fiber humidity sensor ) 是由 马晓润 商爽 马继宏 万永红 李涛 赵燕妮 高巧燕 曾建华 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测装置、系统及方法,该系统包括防护罩、防护管、第一光纤湿度传感器、第二光纤湿度传感器、处理器,第一光纤湿度传感器的探头从防护管的底部伸出,第一光纤湿度传感器的上端设置于防护罩内部,第二光纤湿度传感器的探头穿过防护管的侧壁,以检测外部的湿度信息,第二光纤湿度传感器的设置高度高于第一光纤湿度传感器的高度,处理器对接收的第一湿度信息及第二湿度信息的时序进行判断,依据判断结果检测是否为管道漏水,本发明安装时,简单方便,所需开挖施工面较小,且该系统能够准确检测并分别出管道漏水还是环境因素。(The invention provides an embedded type pipeline water leakage real-time detection device, a system and a method based on an optical fiber humidity sensor, the system comprises a protective cover, a protective pipe, a first optical fiber humidity sensor, a second optical fiber humidity sensor and a processor, wherein a probe of the first optical fiber humidity sensor extends out of the bottom of the protective pipe, the upper end of the first optical fiber humidity sensor is arranged in the protective cover, a probe of the second optical fiber humidity sensor penetrates through the side wall of the protective pipe, when the invention is installed, the processor judges the time sequence of the received first humidity information and the second humidity information and detects whether the pipeline leaks according to the judgment result, the system is simple and convenient, the required excavation construction surface is small, and the system can accurately detect and respectively detect the water leakage of the pipelines and is also an environmental factor.)

基于光纤湿度传感器的管道漏水检测装置及系统及方法

技术领域

本发明涉及传感器检测技术领域，尤其涉及一种基于光纤湿度传感器的管道漏水检测装置及系统及方法。

背景技术

现有的管道漏水实时检测设备都需要在管道上安装各种类型传感器，对已埋入管道如果加装检测设备，需进行大规模的施工，使管道暴露出来后，在管道上加装相关的传感设备。这样的安装方式对已埋入地下的管道来说，将产生大量的安装成本，且很难做到对设备定期的检修、维护等工作。

现有检测设备中的报警装置同传感设备一起埋在地下，无线信号不稳定，无法做到有效的数据传输及报警。部分设备采用有线方式传输，但增加了施工难度。

发明内容

有必要提出一种基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测装置。

还有必要提出一种基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测系统。

还有必要提出一种基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测方法。

一种基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测装置，包括防护罩、防护管、光纤湿度传感器、处理器，所述防护罩设置于地面上，防护罩为刚性空心壳体，防护管的上端与防护罩连接，下端***至地面以下，靠近管道设置，在防护管的外壁上设置螺纹，所述防护管内部为空腔，光纤湿度传感器的探头穿过防护管，并从防护管的底部伸出，光纤湿度传感器的上端设置于防护罩内部，以与处理器连接，以将检测到的实时湿度信息提供至处理器，处理器内部预存湿度限值，处理器将上述实时湿度信息与湿度限值比较，以判断管道是否漏水。

优选的，上述防护管为若干段单体，相邻单体之间可拆卸连接，以满足不同深度检测的需求。

一种基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测系统，包括防护罩、防护管、第一光纤湿度传感器、第二光纤湿度传感器、处理器，所述防护罩设置于地面上，防护罩为刚性空心壳体，防护管的上端与防护罩连接，下端***至地面以下，靠近管道设置，在防护管的外壁上设置螺纹，所述防护管内部为空腔，第一光纤湿度传感器的探头穿过防护管，并从防护管的底部伸出，第一光纤湿度传感器的上端设置于防护罩内部，以与处理器连接，以将检测到的第一实时湿度信息提供至处理器，第二光纤湿度传感器的探头穿过防护管的侧壁，以检测外部的湿度信息，第二光纤湿度传感器的上端设置于防护罩内部，以与处理器连接，以将检测到的第二实时湿度信息提供至处理器，第二光纤湿度传感器的设置高度高于第一光纤湿度传感器的高度，处理器内部设置第一湿度限值和第二湿度限值，处理器对接收的第一湿度信息及第二湿度信息分别与第一湿度限值和第二湿度限值进行比较，并将二者的时序进行判断，依据判断结果检测是否为管道漏水。

优选的，上述检测系统还包括均与处理器连接的通信单元、电源单元、报警单元，通信单元、电源单元、报警单元均设置于防护罩内部，电源单元与外部就近的市电连接，以提供工作电源，通信单元将处理器接收到的信息发送至外部终端，处理器还依据判断结果向报警单元发送报警信息，并通过通信单元将报警信息发送至云平台。

一种基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测方法，包括以下步骤：

在管道附近设置第一光纤湿度传感器；

通过第一光纤湿度传感器检测管道下方或与管道平齐位置的土壤的湿度信息，并提供至处理器；

处理器将湿度信息与湿度限值进行比较，以判断管道是否漏水。

一种基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测方法，包括以下步骤：

在管道附近设置第一光纤湿度传感器和第二光纤湿度传感器，且第二光纤湿度传感器的高度高于第一光纤湿度传感器的高度；

通过第一光纤湿度传感器检测管道下方或与管道平齐位置的土壤的第一湿度信息，并提供至处理器，通过第二光纤湿度传感器检测管道上方或中上部的土壤的第二湿度信息，并提供至处理器；

处理器将第一湿度信息与第一湿度限值进行比较，若超过第一湿度限值，则处理器记录该第一湿度信息的产生时间，处理器将第二湿度信息与第二湿度限值进行比较，若超过第二湿度限值，则处理器记录该第二湿度信息的产生时间，处理器将第一湿度信息的产生时间与第二湿度信息的产生时间进行比较，若第一湿度信息的产生时间早于第二湿度信息的产生时间，则判断为管道漏水，若第一湿度信息的产生时间晚于第二湿度信息的产生时间，则为非管道漏水。

本发明中，安装时，只需在管道附近使用开孔工具开挖细长较深的立孔，然后将本装置的防护管***孔内，至防护罩的表面与地面平齐，然后填埋土壤，使用一定时间后，需要取出本装置时，只需旋拧防护罩带动防护管转动，防护管管壁的螺纹在土壤内旋转，由土壤提供的反作用力，推动装置上升，至旋出地面。此种结构使得取出时方便省力，且对管道附近的开挖施工面较小。

附图说明

图1为基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测装置的示意图。

图2为图1的另一种实施例示意图。

图3、4为本系统安装于地面管道附近的主视示意图和右视示意图。

图5为本系统的功能模块图。

图中：防护罩10、防护管20、螺纹21、第一光纤湿度传感器30、第二光纤湿度传感器40、处理器50、通信单元60、电源单元70、报警单元80、管道100。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1-5，本发明实施例提供了一种基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测装置，包括防护罩10、防护管20、光纤湿度传感器、处理器50，所述防护罩10设置于地面上，防护罩10为刚性空心壳体，防护管20的上端与防护罩10连接，下端***至地面以下，靠近管道设置，在防护管20的外壁上设置螺纹21，所述防护管20内部为空腔，光纤湿度传感器的探头穿过防护管20，并从防护管20的底部伸出，光纤湿度传感器的上端设置于防护罩10内部，以与处理器50连接，以将检测到的实时湿度信息提供至处理器50，处理器50内部预存湿度限值，处理器50将上述实时湿度信息与湿度限值比较，以判断管道是否漏水。

本发明中，安装时，只需在管道附近使用开孔工具开挖细长较深的立孔，然后将本装置的防护管20***孔内，至防护罩10的表面与地面平齐，然后填埋土壤，使用一定时间后，需要取出本装置时，只需旋拧防护罩10带动防护管20转动，防护管20管壁的螺纹21在土壤内旋转，由土壤提供的反作用力，推动装置上升，至旋出地面。此种结构使得取出时方便省力，且对管道附近的开挖施工面较小。

进一步，上述防护管20为若干段单体，相邻单体之间可拆卸连接，以满足不同深度检测的需求。

本发明还提出一种基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测系统，包括防护罩10、防护管20、第一光纤湿度传感器30、第二光纤湿度传感器40、处理器50，所述防护罩10设置于地面上，防护罩10为刚性空心壳体，防护管20的上端与防护罩10连接，下端***至地面以下，靠近管道设置，在防护管20的外壁上设置螺纹21，所述防护管20内部为空腔，第一光纤湿度传感器30的探头穿过防护管20，并从防护管20的底部伸出，第一光纤湿度传感器30的上端设置于防护罩10内部，以与处理器50连接，以将检测到的第一实时湿度信息提供至处理器50，第二光纤湿度传感器40的探头穿过防护管20的侧壁，以检测外部的湿度信息，第二光纤湿度传感器40的上端设置于防护罩10内部，以与处理器50连接，以将检测到的第二实时湿度信息提供至处理器50，第二光纤湿度传感器40的设置高度高于第一光纤湿度传感器30的高度（优选的，高度高于管道100的中上部），处理器50内部设置第一湿度限值和第二湿度限值，处理器50对接收的第一湿度信息及第二湿度信息分别与第一湿度限值和第二湿度限值进行比较，并将二者的时序进行判断，依据判断结果检测是否为管道100漏水。

进一步，上述检测系统还包括均与处理器50连接的通信单元60、电源单元70、报警单元80，通信单元60、电源单元70、报警单元80均设置于防护罩10内部，电源单元70与外部就近的市电连接，以提供工作电源，通信单元60将处理器50接收到的信息发送至外部终端，处理器50还依据判断结果向报警单元80发送报警信息，并通过通信单元60将报警信息发送至云平台。

本发明还提出一种基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测方法，包括以下步骤：

在管道附近设置第一光纤湿度传感器30；

通过第一光纤湿度传感器30检测管道下方或与管道100平齐位置的土壤的湿度信息，并提供至处理器50；

处理器50将湿度信息与湿度限值进行比较，以判断管道100是否漏水。

本发明还提出一种基于光纤湿度传感器的埋入式管道漏水实时检测方法，包括以下步骤：

在管道附近设置第一光纤湿度传感器30和第二光纤湿度传感器40，且第二光纤湿度传感器40的高度高于第一光纤湿度传感器30的高度；

通过第一光纤湿度传感器30检测管道下方或与管道平齐位置的土壤的第一湿度信息，并提供至处理器50，通过第二光纤湿度传感器40检测管道上方或中上部的土壤的第二湿度信息，并提供至处理器50；

处理器50将第一湿度信息与第一湿度限值进行比较，若超过第一湿度限值，则处理器50记录该第一湿度信息的产生时间，处理器50将第二湿度信息与第二湿度限值进行比较，若超过第二湿度限值，则处理器50记录该第二湿度信息的产生时间，处理器50将第一湿度信息的产生时间与第二湿度信息的产生时间进行比较，若第一湿度信息的产生时间早于第二湿度信息的产生时间，则判断为管道漏水，若第一湿度信息的产生时间晚于第二湿度信息的产生时间，则为非管道漏水。

该方案实现时，例如可以在处理器50内部设置一个处理单元，第一比较器，第二比较器，第一计时器、第二计时器，第一比较器将第一湿度信息与第一湿度限制比较，若超过，则表示土壤内产生渗水，此时第一比较器向第一计时器发送一个计时信息，第一计时器记录一个时间，该时间即为第一光纤湿度传感器30检测到漏水的时间；同理，第二比较器将第二湿度信息与第二湿度限制比较，若超过，则表示土壤内产生渗水，此时第二比较器向第二计时器发第二个计时信息，第二计时器记录一个时间，该时间即为第二光纤湿度传感器40检测到漏水的时间；控制单元将这两个时间进行比较，若第一湿度信息的产生时间早于第二湿度信息的产生时间，则判断为管道漏水，若第一湿度信息的产生时间晚于第二湿度信息的产生时间，则为非管道漏水，例如下雨、地面浇水等问题造成的。

管道埋设于地面以下，当管道漏水时，水从上向下渗漏，第一光纤湿度传感器30线检测到漏水，若水量较多，则缓慢向上扩散，此时第二光纤湿度传感器40才能检测到，所以第一光纤湿度传感器30先于第二光纤湿度传感器40检测到渗水；

当非管道漏水时，例如下雨或地面浇水，则水从地面向下渗漏，则高度较高的第二光纤湿度传感器40首先检测到渗水，然后第一光纤湿度传感器30才能检测到，所以此种状态则检测为非管道漏水。

上述方案的设置，根据水渗漏的方向不同和时间差，准确判断出来是管道漏水还是外部环境因素造成，避免传感器误检测。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。