阅读说明：本技术 液态危化品泄漏桥面感应检测预警装置 (Bridge floor induction detection early warning device for liquid dangerous chemical leakage ) 是由 郭健 陶行行 于 2019-08-12 设计创作，主要内容包括：液态危化品泄漏桥面感应检测预警装置,一级检测预警单元设置在桥面每个泄水口旁边的行车道外侧实线旁；二级检测预警单元设置在每个泄水口四周并半埋入式地环绕布设；一级检测预警单元、二级检测预警单元位于桥面径流的流道上,其中一级检测预警单元位于上游；一级检测预警单元包括液体介电常数检测传感器、预存有雨雪介电常数的第一存储模块、第一CPU处理模块、第一无线通信模块和第一保护外壳；二级检测预警单元包括液体电导率检测传感器、PH值检测传感器、液体密度检测传感器、预存有检测指标正常值的第二存储模块、第二CPU处理模块、第二无线通信模块和第二保护外壳。(The liquid hazardous chemical leakage bridge floor induction detection early warning device is characterized in that a primary detection early warning unit is arranged beside a solid line on the outer side of a traffic lane beside each water outlet of the bridge floor; the secondary detection early warning unit is arranged around each water outlet and is arranged in a semi-embedded mode in a surrounding mode; the primary detection early warning unit and the secondary detection early warning unit are positioned on a flow channel of the deck runoff, wherein the primary detection early warning unit is positioned at the upstream; the first-stage detection early warning unit comprises a liquid dielectric constant detection sensor, a first storage module, a first CPU (central processing unit) processing module, a first wireless communication module and a first protection shell, wherein the first storage module is pre-stored with a rain and snow dielectric constant; the secondary detection early warning unit comprises a liquid conductivity detection sensor, a PH value detection sensor, a liquid density detection sensor, a second storage module in which a detection index normal value is prestored, a second CPU processing module, a second wireless communication module and a second protective shell.)

液态危化品泄漏桥面感应检测预警装置

技术领域

本发明一种能够检测液态危化品泄漏桥面检测预警系统。

背景技术

随着危化品的跨海越江桥梁运输越来越频繁，危化品的种类也越来越繁杂，一旦发生运输泄漏事故，对桥梁下的水体环境会造成严重污染，尤其对于跨江跨海桥梁来说，会严重危害生态安全。危化品泄漏事故应急时间紧迫，因而要求应急措施操作简单、有效，适用面广。因此，必须要对桥面泄漏的危化品做出提前检测预警的措施。

目前设计的公路桥梁的桥面径流检测系统大都设置于泄水口下方的管道内，现有桥面径流检测装置存在的不足是：1.针对跨江跨海大桥的桥梁承重、跨径长度、行车安全、收集池的容量、收集池的建设地点等原因，无法安装桥面径流收集装置，使得桥面径流均采用“直排”的方式，因此排水管道内检测的方式很难实现。2.针对跨江跨海大桥直排的方式，目前的检测池和收集池危化品液体检测装置安装困难，每次下雨后，收集池收集的桥面径流水需人工定期排放，以便其有充足的容积来容纳可能发生的危险品泄漏。如收集池没有及时排空,则收集池失去收集意义。3.目前的桥面径流收集系统不易于检修更换。4.无法在桥面立即检测到危化品的泄漏，具有延迟性，存在安全隐患。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种液态危化品泄漏桥面感应检测预警装置。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的液态危化品泄漏桥面感应检测预警装置，一级检测预警单元设置在桥面每个泄水口旁边的行车道外侧实线旁；二级检测预警单元设置在每个泄水口四周并半埋入式地环绕布设；一级检测预警单元、二级检测预警单元位于桥面径流的流道上，其中一级检测预警单元位于上游；

所述一级检测预警单元包括液体介电常数检测传感器、预存有雨雪介电常数的第一存储模块、第一CPU处理模块、第一无线通信模块和第一保护外壳；当桥面的泄漏液体流入一级检测预警单元时，首先接触到液体介电常数检测传感器并检测出泄漏液体的介电常数，检测后将数据传输给第一CPU处理模块，第一CPU处理模块比较桥面泄漏液体的介电常数与预存在第一存储模块中的雨雪介电常数，若桥面泄漏液体的介电常数与雨雪介电常数之差大于等于阈值，第一CPU处理模块指令第一无线通信模块发出预警信号；若桥面泄漏液体的介电常数与雨雪介电常数之差小于阈值，第一CPU处理模块指令第一无线通信模块向二级检测预警单元的第二无线通信模块发出入口阀门开启信号；

所述二级检测预警单元包括液体电导率检测传感器、PH值检测传感器、液体密度检测传感器、预存有检测指标正常值的第二存储模块、第二CPU处理模块、第二无线通信模块和第二保护外壳；所述液体电导率检测传感器、PH值检测传感器、液体密度检测传感器设置在二级检测预警单元的入口阀门处，且分别连接第二CPU处理模块；入口阀门的控制端连接第二CPU处理模块，所述入口阀门设置于保护外壳的四边的中点；当第二无线通信模块收到由第一无线通信模块传输的入口阀门开启信号时，第二CPU处理模块指令控制入口阀门开启；入口阀门开启后液体电导率检测传感器、PH值检测传感器、液体密度检测传感器对桥面泄漏液体进行检测，当液体电导率检测传感器、PH值检测传感器、液体密度检测传感器的检测数值与第二存储模块存储的正常值之差大于阈值时，第二CPU处理模块指令第二无线通信模块发出预警信号。

优选地，二级检测预警单元法人外部形状为槽型，设置在泄水口四周，并将传感器组设置在保护壳内，为不影响排水，二级检测预警单元根据泄水口四周坡度采用半埋入式布置方式，保护外壳高出桥面装的部分不影响桥面排水。

本发明的优点是：所述的液态危化品泄漏桥面感应检测预警装置能够在桥面上快速检测出危化品的泄漏，并在液态危化品流入泄水口之前进行快速预警；采用的桥面检测预警装置安装更换维修方便，利于应用推广；阀门通过内置传感系统实现自动开关；通过该感应检测预警装置实现桥面分级快速检测预警，能为桥梁管理部门应急处置赢得宝贵的时间，可有效延缓液态危化品泄漏流入河流海域中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1a是本发明的一级检测预警单元的的侧视图；

图1b是本发明的一级检测预警单元的的俯视图；

图2是二级检测预警单元的结构示意图；

图3是二级检测预警单元在桥面上的布置位置图；

图4是本发明一级检测预警单元的检测流程图；

图5是本发明二级检测预警单元的检测流程图；

图6是本发明的系统结构图。

图中：1.一级检测预警单元；2.二级检测预警单元；3.桥面泄水口；11.一级检测预警单元传感器组；12.第一保护外壳；21.二级检测预警单元传感器组；22.第二保护外壳；23.二级检测预警单元内液体导流管；24.二级检测预警单元入口控制阀门；

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。这些实施例是用于说明本发明而不是限制本发明的范围。

如图1所示，本发明所述的液态危化品泄漏桥面感应检测预警装置，包括一级检测预警单元1和二级检测预警单元2；

所述一级检测预警单元1包含液体介电常数检测传感器11、预存有正常雨雪介电常数指标值的第一存储模块、第一CPU处理模块、第一无线通信模块和第一保护外壳12；

所述二级检测预警单元包含液体电导率传感器、PH值检测传感器、液体密度检测传感器的二级检测预警单元传感器组21、预存有正常液体检测指标值的第二存储模块、第二CPU处理模块、第二无线通信模块、第二保护外壳22和二级检测预警单元内液体导流管23；

二级检测预警单元2设置在每段的每个泄水口四周，每个一级检测预警单元1设置在每个泄水口近侧的行车道外侧实线旁；当桥面的泄漏液体流入一级检测预警单元时，首先接触到液体介电常数检测传感器11并检测出泄漏液体的介电常数，检测后将数据传输给第一CPU处理模块，第一CPU处理模块比较桥面泄漏液体的介电常数与预存在第一存储模块中的正常雨雪介电常数，若桥面泄漏液体的介电常数与雨雪介电常数之差大于等于阈值，第一CPU处理模块指令第一无线通信模块发出预警信号，随后桥梁应急管理部门进行应急处置；若桥面泄漏液体的介电常数与雨雪介电常数之差小于阈值，第一CPU处理模块指令第一无线通信模块向二级检测预警单元的第二无线通信模块发出入口控制阀门开启信号；

当第二无线通信模块收到由第一无线通信模块传输的入口控制阀门开启信号时，第二CPU处理模块指令入口控制阀门开启；入口控制阀门开启后液体电导率检测传感器、PH值检测传感器、液体密度检测传感器对桥面泄漏液体进行检测，当液体电导率检测传感器、PH值检测传感器、液体密度检测传感器的检测数值与预存的正常值之差大于预设的阈值时，第二CPU处理模块指令第二无线通信模块发出预警信号，随后桥梁应急管理部门进行应急处置。

一、本发明的工作原理简述如下：

一级检测预警单元1的第一存储模块中存储了与雨雪接近的正常介电常数值，与水的介电常数接近的危化品物质只有少数几种，其它液体危化品的介电常数与水等普通液体相差很大；

二、本发明的液态危化品检测预警单元的检测原理简述如下：

1.二级检测预警单元传感器组中电导率的检测主要是检测溶于雨水的液态危化品和固态危化品，弥补了与正常雨雪介电常数接近，又无法通过介电常数检测到的危化品；PH值检测传感器主要是为了检测具有强酸、强碱特性的化学危险品，由于二级检测预警单元传感器组中有电导率的检测，在液体酸碱度较大时，液体的电导率也会随之增加，所以PH值检测是本发明的备选检测参数；考虑到不同地区的降水和桥上泥土具有不同的性质，因此备选有液体密度检测传感器；

2.本发明的二级检测预警单元中的传感器组设置在保护外壳内的四个边中间位置的入口控制阀门，当入口控制阀门开启液体流入后立即进行检测，检测完成后流向两边导流管；

3.一级检测预警单元流至二级检测预警单元之间的距离设置是根据液体从一级检测预警单元流至二级检测预警单元的时间来设定的，计算依据为：

T₁＝t₁+t₂

t₁为桥面横向一级检测预警单元装置处液体漫流至二级检测预警单元装置的时间，与宽度和横坡有关；t₂为纵向汇水点最远处水流至第一个泄水口的时间，与排水断面形式和纵坡有关。桥面横向漫流过程水流很浅，采用公式

m₁为地表粗糙度系数；i_h为桥面的横坡。纵向汇流时间计算式为

v_v为纵向汇水平均流速，

i_v为桥面纵坡；L₁为纵向汇水点最远处至第一个泄水口的距离。

4.液体从流入二级检测预警单元至导流管溢满的时间T₂根据公式

v_p为液体流入导流管23中液体流速，s为管段长度，α为流速坡度计算系数，i_p为管道内设坡度。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。