排水管网在线监测系统[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 206817179 U(45)授权公告日 2017.12.29

(21)申请号 201720481372.X(22)申请日 2017.05.03

(73)专利权人 南京朗坤自动化有限公司

地址 210000 江苏省南京市江宁经济开发

区正方中路199号(72)发明人 陈平物　卓石平　吴志亮　肖奇　(74)专利代理机构 北京中济纬天专利代理有限

公司 11429

代理人 王菊花(51)Int.Cl.

F17D 5/02(2006.01)G01D 21/02(2006.01)G01N 33/18(2006.01)G08C 17/02(2006.01)

()实用新型名称

排水管网在线监测系统(57)摘要

本实用新型提供一种排水管网在线监测系统，包括BIM运维控制服务器和若干个排水管网监测装置，排水管网监测装置分布在排水管网通过的窨井中，排水管网监测装置包括数据采集单

数据采集单元元、控制单元以及无线通信单元，

用于检测窨井和排水管道内的各项参，并反馈给控制单元；控制单元通过无线通信单元和网络与BIM运维控制服务器实现数据交互；BIM运维控制服务器响应于接收到的检测结果和比较部生成的相邻窨井之间的流量差值超出设定部设定的对应允许范围，生成警报信号。本实用新型能够对城区工业污水、生活污水、雨水管网的液位、流量、流速、温度等多种参数进行在线实时监控，并且利用无线通信网络将现场采集数据远程传送至监控中心。

权利要求书2页 说明书5页 附图2页

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权　利　要　求　书

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1.一种排水管网在线监测系统，该排水管网在线监测系统适于对窨井内的液位、排水管道工作状态进行实时监测，并且将监测结果反馈至监控中心，另外，在监测到排水管道或者窨井内出现异常时，通知监控人员及时处理，其特征在于，包括BIM运维控制服务器和若干个排水管网监测装置，该若干个排水管网监测装置分布在排水管网通过的窨井中，每个窨井布设一个排水管网监测装置；

所述排水管网监测装置包括数据采集单元、控制单元以及无线通信单元，控制单元放置在窨井口，外部设置有防护层；

所述数据采集单元包括液位计、流量计、温度传感器以及污水检测设备，其中：所述液位计安装在窨井底部，与控制单元连接，该液位计用于实时检测窨井内水位高度，并将检测结果反馈给控制单元；

所述流量计安装在排水管道井上，与控制单元连接，流量计用于实时检测所处位置排水管网的流量，并将检测结果反馈给控制单元；

所述温度传感器安装在排水管网上，与控制单元连接，温度传感器用于实时检测所处位置排水管网的温度，并将检测结果反馈给控制单元；

所述污水检测设备包括压水泵、PH计、溶氧仪、排水泵和监控箱，其中：所述监控箱为一封闭箱体，内部设置有一样品槽；所述压水泵安装在监控箱内，具有第一进水管和第一出水管，第一进水管延伸至排水管道井内，第一出水管延伸至样品槽内，压水泵与控制单元连接，被设置成在设定时间间隔内开启并抽取当前排水管道内的污水；

所述PH计和溶氧仪安装在样品槽内，与控制单元连接，用于检测样品槽内污水的PH值以及氧含量，并将检测结果反馈给控制单元；

所述排水泵安装在监控箱内，具有第二进水管与第二出水管，第二进水管延伸至样品槽内，第二出水管延伸至排水管道井内，排水泵与控制单元连接，被设置成响应于PH计和溶氧仪将各自的检测结果均已反馈给控制单元，开启并将样品槽内的污水排回至排水管道；

所述控制单元与无线通信单元连接，使控制单元接入网络，并通过网络与BIM运维控制服务器实现数据交互；

所述BIM运维控制服务器具有一设定部和一比较部，比较部用于比较相邻窨井之间的流量并得出两者之间的差值，设定部用于设定窨井内的最大允许液位值、以及排水管道的允许温度范围、最大允许流量值、污水允许PH值范围、最大允许氧含量、相邻窨井之间的流量差值；

所述BIM运维控制服务器被设置成响应于接收到的检测结果和比较部生成的相邻窨井之间的流量差值超出设定部设定的对应允许范围，生成警报信号。

2.根据权利要求1所述的排水管网在线监测系统，其特征在于，所述设定时间间隔为60min。

3.根据权利要求1所述的排水管网在线监测系统，其特征在于，所述设定部针对每种检测结果还各设置有一预警范围，BIM运维控制服务器被设置成响应于接收到的检测结果超出其所对应的预警范围，生成预警信号。

4.根据权利要求3所述的排水管网在线监测系统，其特征在于，每种所述预警范围均小于其对应的允许范围。

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5.根据权利要求3所述的排水管网在线监测系统，其特征在于，所述BIM运维控制服务器响应于预警信号，通过无线通信单元发送预警短信至指定手机。

6.根据权利要求1所述的排水管网在线监测系统，其特征在于，所述BIM运维控制服务器具有一显示单元。

7.根据权利要求1所述的排水管网在线监测系统，其特征在于，所述BIM运维控制服务器具有一警报单元，警报单元被设置成响应于警报信号，发出警报。

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说　明　书排水管网在线监测系统

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技术领域

[0001]本实用新型涉及环境数据采集单元领域，具体而言涉及一种排水管网在线监测系统。

背景技术[0002]智慧管廊是在城市低下建造一个隧道空间，将电力、通讯、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，统一规划、统一设计、同意建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

[0003]现有管网安全在全国各省市缺乏有效的管理，一旦出现渗漏、腐蚀、积泥堵塞甚至塌陷，将会严重制约排水管道的排水能力，甚至会污染地下水。[0004]另外，生活污水内的工业污染物含量较少，因此生活污水和工业污水的处理方式是不同的，但是由于现代工业化的普及，加上部分企业不按规章偷排、漏排，导致生活污水和工业污水排水管道中的工业污染物含量变高，此时，如果仍然按照原处理方案处理污水，将会导致不可预估的严重后果，对环境或者污水处理设备造成破坏。实用新型内容

[0005]本实用新型目的在于提供一种排水管网在线监测系统，能够对城区工业污水、生活污水、雨水管网的液位、流量、流速、温度等多种参数进行在线实时监控，并且利用无线通信网络将现场采集数据远程传送至监控中心，监控人员可在监控中心通过BIM运维控制服务器实时监测现场情况，并根据报警情况和应急预案进行及时处理。[0006]为达成上述目的，本实用新型提出一种排水管网在线监测系统，该排水管网在线监测系统适于对窨井内的液位、排水管道工作状态进行实时监测，并且将监测结果反馈至监控中心，另外，在监测到排水管道或者窨井内出现异常时，通知监控人员及时处理，包括BIM运维控制服务器和若干个排水管网监测装置，该若干个排水管网监测装置分布在排水管网通过的窨井中，每个窨井布设一个排水管网监测装置；[0007]所述排水管网监测装置包括数据采集单元、控制单元以及无线通信单元，控制单元放置在窨井口，外部设置有防护层；[0008]所述数据采集单元包括液位计、流量计、温度传感器以及污水检测设备，其中：[0009]所述液位计安装在窨井底部，与控制单元连接，该液位计用于实时检测窨井内水位高度，并将检测结果反馈给控制单元；[0010]所述流量计安装在排水管道井上，与控制单元连接，流量计用于实时检测所处位置排水管网的流量，并将检测结果反馈给控制单元；[0011]所述温度传感器安装在排水管网上，与控制单元连接，温度传感器用于实时检测所处位置排水管网的温度，并将检测结果反馈给控制单元；[0012]所述污水检测设备包括压水泵、PH计、溶氧仪、排水泵和监控箱，其中：[0013]所述监控箱为一封闭箱体，内部设置有一样品槽；

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所述压水泵安装在监控箱内，具有第一进水管和第一出水管，第一进水管延伸至

排水管道井内，第一出水管延伸至样品槽内，压水泵与控制单元连接，被设置成在设定时间间隔内开启并抽取当前排水管道内的污水；[0015]所述PH计和溶氧仪安装在样品槽内，与控制单元连接，用于检测样品槽内污水的PH值以及氧含量，并将检测结果反馈给控制单元；[0016]所述排水泵安装在监控箱内，具有第二进水管与第二出水管，第二进水管延伸至样品槽内，第二出水管延伸至排水管道井内，排水泵与控制单元连接，被设置成响应于PH计和溶氧仪将各自的检测结果均已反馈给控制单元，开启并将样品槽内的污水排回至排水管道；

[0017]所述控制单元与无线通信单元连接，使控制单元接入网络，并通过网络与BIM运维控制服务器实现数据交互；

[0018]所述BIM运维控制服务器具有一设定部和一比较部，比较部用于比较相邻窨井之间的流量并得出两者之间的差值，设定部用于设定窨井内的最大允许液位值、以及排水管道的允许温度范围、最大允许流量值、污水允许PH值范围、最大允许氧含量、相邻窨井之间的流量差值；

[0019]所述BIM运维控制服务器被设置成响应于接收到的检测结果和比较部生成的相邻窨井之间的流量差值超出设定部设定的对应允许范围，生成警报信号。[0020]进一步的，所述设定时间间隔为60min。[0021]进一步的，所述设定部针对每种检测结果还各设置有一预警范围，BIM运维控制服务器被设置成响应于接收到的检测结果超出其所对应的预警范围，生成预警信号。[0022]进一步的，每种所述预警范围均小于其对应的允许范围。[0023]进一步的，所述BIM运维控制服务器响应于预警信号，通过无线通信单元发送预警短信至指定手机。[0024]进一步的，所述BIM运维控制服务器具有一显示单元。[0025]进一步的，所述BIM运维控制服务器具有一警报单元，警报单元被设置成响应于警报信号，发出警报。

[0026]由以上本实用新型的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于，能够对城区工业污水、生活污水、雨水管网的液位、流量、流速、温度等多种参数进行在线实时监控，并且利用无线通信网络将现场采集数据远程传送至监控中心，监控人员可在监控中心通过BIM运维控制服务器实时监测现场情况，并根据报警情况和应急预案进行及时处理。[0027]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

[0028]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明

[0029]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组

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成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：[0030]图1是本实用新型的排水管网监测装置的结构示意图。

[0031]图2是本实用新型的排水管网在线监测系统的结构示意图。

具体实施方式

[0032]为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。[0033]在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

[0034]结合图1、图2，本实用新型提及一种排水管网在线监测系统，包括BIM运维控制服务器8和若干个排水管网监测装置100，BIM运维控制服务器8放置在监控中心200内，以供监控人员观察和操控，而若干个排水管网监测装置100则分布在排水管网通过的窨井6中。[0035]通常窨井布置在管道的转弯、分支、跌落等处，目的是便于工作人员检查、疏通，一条管道通常具有多个窨井6。我们将一个窨井6作为一个监测点，每个监测点布置一个排水管网监测装置100，对当前窨井6和排水管道4的多种参数进行实时监测，将监测结果反馈至位于监控中心200的BIM运维控制服务器8，监控人员通过BIM运维控制服务器8实时监测现场情况，当监测到某项参数超标时，BIM运维控制服务器8生成警报信号，通知监控人员及时处理。

[0036]排水管网监测装置100的包括数据采集单元1、控制单元2以及无线通信单元3。[0037]数据采集单元1用来采集窨井6和排水管道4的多种参数，例如窨井6内的水位、排水管道4温度、流量、流速、各种工业有害物质含量等。控制单元2放置在窨井口，外部设置有防护层，一方面确保控制单元2能够不受窨井6内恶劣环境的影响，维持正常工作状态，另一方面，也便于监控人员检修。

[0038]针对以上各项参数的检测，数据采集单元1包括液位计11、流量计12、温度传感器以及污水监测设备13，其中，污水监测设备13的监测项目可以根据当前排水管道4可能会接受的工业有害物质来配置，如果附近没有工业污水能够排放进当前排水管道4，那么这一段的污水监测设备13我们只配置PH计以监测水质的PH值、以及溶氧仪以监测水质的氧含量。如果需要监测更多的参数，可以在数据采集单元1中再另行添加检测设备。[0039]下面分别介绍各检测设备的结构以及作用，此处仅以常规配置的污水监测设备13为例介绍。

[0040]液位计11安装在窨井6底部，与控制单元2连接，用于实时检测窨井6内水位高度，并将检测结果反馈给控制单元2。

[0041]流量计12安装在排水管道井上，与控制单元2连接，流量计用于实时检测所处位置排水管道4的流量，并将检测结果反馈给控制单元2。[0042]温度传感器安装在排水管道上，与控制单元2连接，温度传感器用于实时检测所处

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位置排水管道4的温度，并将检测结果反馈给控制单元2。[0043]污水检测设备13包括压水泵13a、PH计、溶氧仪13b、排水泵13c和监控箱13d。[0044]监控箱13d为一封闭箱体，内部设置有一样品槽，监控箱13d为一能够防水、防雨、甚至信号屏蔽功能的密闭箱体，目的是减少外界环境对放置在其中的设备的影响，使排水管网监测装置100能够正常运行。

[0045]压水泵13a的进水管延伸至排水管道井内，和污水接触，同时压水泵13a与控制单元2连接，在控制单元2的驱动下，每隔一段时间从排水管道井内抽取少量污水至样品槽中，PH计和溶氧仪13b放置在样品槽底部，在压水泵13a工作后跟着启动，检测出样品槽内水质的PH值和氧含量，并将检测结果反馈给控制单元2。

[0046]当控制单元2接收到PH计和溶氧仪13b的反馈信息后，发送一启动指令给排水泵13c，排水泵13c的进水管延伸至样品槽内，出水管通往排水管道井，排水泵13c接收控制单元2的启动指令后，启动并将样品槽内完成检测的污水排放回排水管道4内。[0047]这里的PH计和溶氧仪13b均采用浸入式，在污水处理厂中锁采取的侵入式PH计、溶氧仪由于一直处于被污水冲刷的状态，非常容易损坏，例如溶氧仪的支架，经受一段时间的污水冲刷后，将会变得不再稳固，溶氧仪的测量结果随之变得不再准确。本申请中我们另外设置了一个前述污水监测设备的目的之一正是为了解决PH计和溶氧仪的使用寿命和测量精度问题，样品槽内的污水少，并且在检测完成后就被排水泵排回至排水管道4中，污水对PH计和溶氧仪13b的影响非常小。

[0048]此处将污水检测设备13的工作模式设置成间隔进行，是因为生活污水中的工业有害物质含量通常不会太高，如果让污水检测设备13一直工作的话，虽然可以做到万无一失，但对能源浪费严重。优选的，这一间隔时间为60分钟。[0049]当然，考虑到突发状况的出现，前述的设定时间可以适当缩短，由60分钟改为10分钟。更甚者，在明确获知有可能出现突发状况、或者获知突发状况已经发生时，这一时间间隔可以设定的再短些，加大检测频率。[0050]如前所述，所有检测设备的检测结果都是反馈给控制单元2，在本申请中，排水管道监测装置100还具有一无线通信单元3，无线通信单元3可以采用无线网络接口，控制单元2与无线通信单元3连接，通过无线通信单元3接入布设在管廊内的网络中，与此同时，监控中心200内的BIM运维控制服务器8也是接入网络中的，从而实现所有排水管道监测装置100的控制单元2与BIM运维控制服务器8的数据交互。[0051]设置无线通信单元3的目的还有一个，窨井6内危害气体多，工作环境复杂，如果采用人工操作，在突发状况已经发生、或者即将发生的时候，很容易将工作人员陷入危险境地。

[0052]因此，有必要在监控中心200远程操控各排水管网监测装置100，一方面，排水管网监控装置100的控制单元2将检测结果、以及当前排水管网监控装置100各组成部件的工作状态实时反馈至BIM运维控制服务器8，另一方面，BIM运维控制服务器8将控制指令发送至排水管网监控装置100的控制单元2，再由控制单元2对与其连接的其他部件进行操控，例如污水检测设备13的检测频率、间隔时间等参数的，或者由监控中心200的工作人员远程操控污水检测设备13进行水质检测。

[0053]BIM运维控制服务器8具有一设定部和一比较部，比较部用于比较相邻窨井之间的

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流量并得出两者之间的差值，设定部用于设定窨井6内的最大允许液位值、以及排水管道4的允许温度范围、最大允许流量值、污水允许PH值范围、最大允许氧含量、相邻窨井之间的流量差值。

[00]BIM运维控制服务器8接收到检测结果后，将之与对应的允许范围做比对，如果超出设定部设定的对应允许范围，生成警报信号，提醒监控中心200内的监控人员尽快处理。[0055]为此BIM运维控制服务器8具有一警报单元7，例如信号灯、报警器等，警报单元7响应于警报信号，发出声光警报提示监控人员，甚至告知监控人员是哪个或者哪几个排水管道监控装置100检测到参数出现异常，是何种异常，以便监控人员快速找到事故点。[0056]考虑到当排水管道4内的参数已经超标时再通知监控人员，没有给监控人员留下足够的反应时间和处理问题的时间。控制单元2针对每项参数另设置有一预警值，预警值略低于最大允许浓度值，当数据采集单元1的检测结果已经达到预警值时，BIM运维控制服务器8通过无线通信单元3发送预警短信至指定手机，提前通知监控人员做好准备。[0057]为了让工作人员能够实时监测现场情况，BIM运维控制服务器8具有一显示单元，实时显示各排水管道监控装置100的检测结果以及各部件的工作状态。[0058]从而，本实用新型提出的排水管网在线监测系统，能够对城区工业污水、生活污水、雨水管网的液位、流量、流速、温度等多种参数进行在线实时监控，并且利用无线通信网络将现场采集数据远程传送至监控中心，监控人员可在监控中心通过BIM运维控制服务器实时监测现场情况，并根据报警情况和应急预案进行及时处理。[0059]虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

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图1

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图2

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