一种多级监测智慧水务管道系统
一种多级监测智慧水务管道系统，与水务管道连接，包括依次连接的管道信息采集处理发送模块、管道信息接收模块、上位机；所述管道信息采集处理发送模块为多组设置，每组都与管道信息接收模块连接，包括管道信息采集处理器、EMAT信号发送单元、EMAT信号接收单元以及通过EMAT信号发送单元、EMAT信号接收单元与管道信息采集处理器连接的EMAT传感器组；所述管道信息采集处理器还包括管道信息发送单元，所述管道信息发送单元与管道信息接收模块连接。本实用新型通过EMAT信号实现对水务管道的实时监测，并通过无线收发将数据传输给上位机，实现了水务管道泄漏的快速定位以及对管道缺陷的提前预测。
实用新型
CN202022689519.9
2020-11-19
CN213840524U
2021-07-30
F17D5/06(2006.01)
海天水务集团股份公司
张慧敏;聂文欢;沈丹杰;钟铭;高亚琳;蒋沛廷;彭玉梅;钟亚萍
610000 四川省成都市天府新区兴隆街道场镇社区正街57号1幢1单元10号
成都君合集专利代理事务所(普通合伙)
尹新路
四川;51
1.一种多级监测智慧水务管道系统，与水务管道连接，其特征在于，包括依次连接的管道信息采集处理发送模块、管道信息接收模块、上位机； 所述管道信息采集处理发送模块为多组设置，每组都与管道信息接收模块连接，包括管道信息采集处理器、EMAT信号发送单元、EMAT信号接收单元以及通过EMAT信号发送单元、EMAT信号接收单元与管道信息采集处理器连接的EMAT传感器组，所述EMAT传感器组安装在水务管道外； 所述管道信息采集处理器内嵌管道信息发送单元，所述管道信息采集处理器通过管道信息发送单元与管道信息接收模块连接。 2.如权利要求1所述的一种多级监测智慧水务管道系统，其特征在于，所述EMAT传感器组包括单一EMAT传感器组、收发EMAT传感器组；所述单一EMAT传感器组包括发送EMAT传感器、接收EMAT传感器；所述收发EMAT传感器组包括两个收发EMAT传感器； 所述管道信息采集处理器依次与EMAT信号发送单元、发送EMAT传感器连接； 所述接收EMAT传感器依次与EMAT信号接收单元、管道信息采集处理器连接； 所述管道信息采集处理器还通过EMAT信号接收单元、EMAT信号发送单元和收发EMAT传感器连接；所述收发EMAT传感器安装在水务管道上。 3.如权利要求1或2所述的一种多级监测智慧水务管道系统，其特征在于，所述EMAT信号接收单元包括依次连接的信号限幅电路、前置放大电路、可控放大电路、缓冲检波电路；所述缓冲检波电路与管道信息采集处理器连接；所述信号限幅电路与EMAT传感器组连接，用于接收EMAT信号。 4.如权利要求3所述的一种多级监测智慧水务管道系统，其特征在于，所述信号限幅电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、二极管D2、二极管D3、电容C5； 所述EMAT传感器组与电阻R9连接，所述电阻R9的输出端与并联且接地的电阻R10、二极管D2、二极管D3连接；所述电阻R9的输出端与电容C5、前置放大电路的输入端连接；所述电阻R11接地后连接在电容C5和前置放大电路的输入端之间。 5.如权利要求3所述的一种多级监测智慧水务管道系统，其特征在于，所述前置放大电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C6、电容C31、电容C32；运算放大器AD797； 所述运算放大器AD797的3号引脚为前置放大电路的输入端；所述电阻R15接地后与运算放大器AD797的2号引脚连接；所述运算放大器AD797的6号引脚与可控放大电路的输入端连接，7号引脚连接电源，并连接一个由电容C1、电容C2并联接地构成的滤波电路；所述电阻R13与串联的电容C6、电阻R12并联后，与运算放大器AD797的2号引脚、6号引脚连接；所述电阻R14接地后连接在运算放大器AD797的6号引脚上。 6.如权利要求3所述的一种多级监测智慧水务管道系统，其特征在于，所述可控放大电路包括电阻R18、可调电阻R17、可调电阻R16、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、放大器AD603； 所述电容C9的输入端为可控放大电路的输入端，电容C9的输出端与放大器AD603的3号VINP引脚连接；所述可调电阻R17连接在放大器AD603的1号GPOS引脚和放大器AD603的6号VENG引脚连接；所述电阻R18接地后连接在放大器AD603的1号GPOS引脚和可调电阻R17之间；所述电容C10接地后与放大器AD603的8号VPOS引脚连接，电容C7接地后与放大器AD603的6号VENG引脚连接；所述放大器AD603的7号VOUT引脚与缓冲检波电路的输入端连接；所述可调电阻R16连接在放大器AD603的5号FDBK引脚和7号VOUT引脚之间；所述电容C8接地后与放大器AD603的5号FDBK引脚连接。 7.如权利要求3所述的一种多级监测智慧水务管道系统，其特征在于，所述缓冲检波电路包括依次连接的同相放大电路、反相放大电路、缓冲电路； 所述同相放大电路为由芯片AD810组成的同相放大器电路；所述反相放大电路为由芯片AD8036组成的反向放大器电路；所述缓冲电路为由芯片LH033和芯片AD810组成的缓冲器电路。 8.如权利要求1或2所述的一种多级监测智慧水务管道系统，其特征在于，所述EMAT信号发送单元包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、三极管Q1 2N3904、三极管Q2 2N3906、三极管Q3 2N3904、三极管Q4 MOSFET-N、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、可调电阻R8； 所述管道信息采集处理器与电容C1的输入端连接，所述电容C1的输出端与三极管Q12N3904的基极连接，所述三极管Q1 2N3904的集电极连接并联的电阻R3、电容C2后与三极管Q2 2N3906的基极连接；所述三极管Q1 2N3904的发射集还通过电阻R2与三极管Q2 2N3906的集电极连接，三极管Q1 2N3904的发射集接地；所述电阻R1接地后连接在三极管Q12N3904的基极上；所述三极管Q1 2N3904的集电极连接并联的电阻R4、电容C3后与三极管Q32N3904的基极连接；所述三极管Q3 2N3904的集电极与三极管Q2 2N3906连接后形成一条支路与三极管Q4 MOSFET-N的栅极连接，三极管Q3 2N3904的源极接地；所述电阻R5接地后与三极管Q4 MOSFET-N的栅极连接；所述电阻R6输入端连接电压Vch，电阻R6的输出端与三极管Q4 MOSFET-N的漏极连接；所述三极管Q4 MOSFET-N的漏极还与电容C4、二极管D1连接；所述二极管D1不与电容C4连接的一端为EMAT信号发送单元的输出端；所述电阻R7接地后连接在电容C4和二极管D1之间；所述可调电阻R8接地后连接在二极管D1的输出端。 9.如权利要求1所述的一种多级监测智慧水务管道系统，其特征在于，所述管道信息采集处理器为第一芯片CC2530，所述管道信息接收模块包括CC2530路由节点、中央处理模块；所述中央处理模块包括第二芯片CC2530、单片机MSP430F149；所述管道信息采集处理器还连接有射频前端CC2591；所述管道信息采集处理器还可以通过射频前端CC2591与管道信息接收模块连接。 10.如权利要求9所述的一种多级监测智慧水务管道系统，其特征在于，中央处理模块还包括USB接口电路，所述USB接口电路连接单片机MSP430F149和上位机。