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長(cháng)輸管線(xiàn)漏損檢測
光纖法輸水管道漏水、爆管檢測
功能
• 對自來(lái)水管道進(jìn)行數字化全天候安全監控，實(shí)現對自來(lái)水管道的滲漏監測、采掘行為的預警和定位；
• 能夠對管道附近的干擾進(jìn)行識別和智能報警，實(shí)現控制中心的集中管理及異地遠程控制；
• 提供詳細歷史監測數據，為相關(guān)部門(mén)對自來(lái)水管線(xiàn)的科學(xué)管理提供依據和輔助決策，保障自來(lái)水管道的安全。
系統設計指標
• 自來(lái)水管道的滲漏監測，滲漏處的定位精度：±10m
• 管線(xiàn)沿線(xiàn)溫度測量精度：±3℃
• 具備備用電源供電系統，斷電后可工作8h
• 現場(chǎng)安裝供巡查人員就地操作的顯示和控制終端
• 控制中心能夠獲得管道全線(xiàn)的信息并實(shí)時(shí)顯示控制
• 監測和報警門(mén)限可調
特點(diǎn)
• 先進(jìn)性與實(shí)用性
應用先進(jìn)的光纖傳感技術(shù)，實(shí)現對管道的全線(xiàn)監測。系統操作靈活方便，易于掌握；針對實(shí)際應用的特點(diǎn)，具有多種設置和報警方式；便于提供決策支持。
• 集成性與靈活性
設備集成度高，便于通訊連接；具有多種功能接口，便于各類(lèi)傳感信號的接入和分析；提供符合國家標準的軟硬件及系統方面的接口和工具；系統參數配置少，調整少，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單。
• 安全性與可靠性
傳感系統本質(zhì)安全，信息處理終端位于安全區域；系統各環(huán)節具備權限及訪(fǎng)問(wèn)控制機制；能夠長(cháng)期穩定的工作；設備結構緊湊簡(jiǎn)單，可靠性高；對工作條件和工作環(huán)境要求較低；使用普通通訊用單模光纖，便于維護和維修。
設計規范和標準
下列標準所包含的條文，通過(guò)在本技術(shù)方案中引用而構成本技術(shù)方案條文。所示標準均應采用****有效版本。
設計規范和標準
| 線(xiàn)型光纖感溫火災探測器 |
GB/T 21197-2007 |
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電磁輻射防護規定 |
GB 8702-1988 |
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工業(yè)過(guò)程測量和控制設備的電磁兼容性(第2部分：靜電放電要求) |
IEC-801-2 |
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工業(yè)過(guò)程測量和控制設備的電磁兼容性(第3部分：輻射電磁場(chǎng)要求) |
IEC-801-3 |
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工業(yè)過(guò)程測量和控制裝置的電磁兼容性(第4部分：電快速瞬變脈沖群要求) |
IEC-801-4 |
系統原理
在本方案所涉及的自來(lái)水管道中，自來(lái)水管道內外的溫度均存在較大差異，而且水與土壤的熱容值差異較大，在相同環(huán)境中，自來(lái)水的溫變速率與土壤的溫變速率具有一定的階梯性，如果自來(lái)水管道工作正常，管道沿線(xiàn)不會(huì )存在大量的異常涵水區，因此附近的溫度場(chǎng)表現出均勻和恒定狀態(tài)。
如果發(fā)生泄漏或采掘等意外情況，由于自來(lái)水的大量外泄，事件發(fā)生處管道附近的溫度場(chǎng)就會(huì )發(fā)生變化，從而導致平行埋設的通訊光纜周?chē)臏囟葓?chǎng)也會(huì )隨之發(fā)生變化，本系統實(shí)現管道監測的基本原理是采用分布式光纖溫度傳感技術(shù)，借用通訊光纜的纖芯，對管道沿線(xiàn)的溫度場(chǎng)信息進(jìn)行采集，結合模式識別等方法，對相應的事件進(jìn)行智能化判定，為管理人員提供可靠的決策支持。
本方案采用的是基于拉曼散射的分布式溫度監測，利用敏感光纖的背向拉曼散射光能夠感知環(huán)境溫度的變化。拉曼散射光來(lái)源于正向脈沖激光光子與光纖介質(zhì)粒子的非彈性碰撞，將部分的入射光功率轉移至另一頻率的背向傳輸光中。拉曼散射會(huì )產(chǎn)生頻率關(guān)于入射光對稱(chēng)分布的兩種背向傳輸光，其中頻率較高的稱(chēng)作反斯托克斯光，頻率較低的稱(chēng)作斯托克斯光。由于拉曼散射產(chǎn)生的斯托克斯光對溫度不敏感而反斯托克斯光對溫度敏感，因此可以將反斯托克斯光用于溫度傳感。另外兩束拉曼散射光光強均取決于入射光功率，將兩者光強對比相除可以較好地****光源功率波動(dòng)的影響。
基于拉曼散射的分布式溫度監測技術(shù)具有較高精度且具有高穩定性，已具備了良好的實(shí)際工程應用基礎。 基于拉曼散射的分布式溫度監測系統，同時(shí)采用反斯托克斯和斯托克斯雙通道檢測方案，****了脈沖激光器光源波動(dòng)對解調結果的影響；配合使用鉑電阻測溫的溫度系數標定，實(shí)現對系統實(shí)時(shí)的溫度校準。因此該方案具有較好的可行性和實(shí)用性。
壓力法輸水管道漏水、爆管檢測
漏水監測與定位
實(shí)時(shí)漏損監控與定位是基于模型的一種漏損監測手段。該模塊通過(guò)管網(wǎng)中的壓力測點(diǎn)、流量測點(diǎn)，結合壓力-流量偏差模型算法，進(jìn)行輸水管線(xiàn)的實(shí)時(shí)漏損計算，可確定在某一管線(xiàn)中的漏水位置和漏水量，利用報警，通知管網(wǎng)維護人員對可疑漏水點(diǎn)進(jìn)行排查，從而大大節省漏水檢測的時(shí)間與人力，減少漏水損失。當管網(wǎng)維護人員利用多種漏水檢測手段判斷出實(shí)際漏水位置后，調度人員可利用管網(wǎng)影響用戶(hù)分析，查找出如果某段管線(xiàn)維修可能會(huì )影響的用水用戶(hù)，及時(shí)通知該區域的用戶(hù)，保證用戶(hù)安全用水，降低用戶(hù)投訴率。
供水管網(wǎng)漏水量計算與定位功能概述
根據壓力-流量偏差模型分析結果，對輸水管網(wǎng)管線(xiàn)進(jìn)行模擬排查，即利用管網(wǎng)中通過(guò)SCADA系統獲得的壓力測點(diǎn)，流量測點(diǎn)，比較模擬計算的結果與壓力實(shí)際測量值之間的偏差，**終找到漏水管線(xiàn)預估的漏水位置與漏水量。
水網(wǎng)泄漏分析圖
漏損計算與定位
漏損報警
如分析結果已經(jīng)捕捉到漏損情況發(fā)生時(shí)，平臺以事件的形式向調度人員發(fā)出報警。為提高報警的可信度，平臺會(huì )記錄漏損報警超限的次數，如果連續超限3次，才會(huì )向調度人員發(fā)出報警。
漏損報警圖
供水路徑分析
模型提供對管網(wǎng)系統中的供水路徑分析功能：
• 可以在管網(wǎng)中任意指定一個(gè)節點(diǎn)，分析從該節點(diǎn)出發(fā)，分析供水擴散路徑。
• 在管網(wǎng)中任意指定兩個(gè)節點(diǎn)，分析兩個(gè)節點(diǎn)之間的供水路徑。
• 平臺支持選中管網(wǎng)內任意兩個(gè)節點(diǎn)，并生成**短路徑，通過(guò)路徑保存功能，保存常用的分析路徑。
• 選中兩個(gè)節點(diǎn)后，生成的路徑會(huì )以高亮顯示。
水力路徑圖
對于常用的分析路徑，保存便于以后調用。
保存水力路徑圖
利用曲線(xiàn)圖查看指定路徑的水力參數，如水頭、壓力等。
路徑壓降分析圖
管理界面定制
模型軟件面向不同的用戶(hù)，有分管領(lǐng)導、專(zhuān)業(yè)部門(mén)和普通操作員，模型軟件具有強大的界面定制功能，在不需要一次編程開(kāi)發(fā)的前提下，通過(guò)簡(jiǎn)單的鼠標和鍵盤(pán)操作即可以定制管理界面。圖為不同用戶(hù)的定制管理界面示例。
定制管理主界面示例圖
定制操作員管理界面示例圖
Aquis管理駕駛艙界面配置功能，可利用軟件平臺中提供的按鈕、文本顯示框、輸入框、圖表、時(shí)間序列趨勢、列表框、報表等組件，并提供這些組件的屬性設置窗口，能夠根據用戶(hù)對界面需要，通過(guò)拖動(dòng)界面組件、設置樣式等簡(jiǎn)便的操作方式進(jìn)行界面配置，以多種界面形式展現，如餅圖、趨勢等，展示模型的仿真結果、過(guò)程數據、統計信息等內容。
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