一种排水管道检测系统的制作方法

本发明涉及检测，更具体地说，本发明涉及一种排水管道检测系统。

背景技术：

1、排水管道是指用于排放废水、雨水或其他液体的管道系统。它是城市或建筑物基础设施中的重要组成部分，用于将废水从建筑物或城市的内部排出，以确保卫生和环境的良好状态；排水管道通常由各种材料制成，包括塑料、混凝土、金属等。它们的形状可以是圆形、方形或矩形，尺寸和直径也会根据需要而有所不同。排水管道通常埋藏在地下，以便在建筑物内部或城市中的各个地点收集和输送废水。

2、传统的排水管道检测是通过人工检查或使用摄像设备来检查管道的内部情况；这种方法可能需要人员进入管道或使用远程控制的摄像设备。检测人员会检查管道的结构是否完好，是否存在裂缝、腐蚀、积垢等问题，并记录下发现的问题；但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如需要停止排水系统的运行，且无法全面、实时地监测管道的状态，因此无法及时发现问题或准确定位损坏点。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种排水管道检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种排水管道检测系统，所述系统包括排水管道区域划分模块、排水管道传感器安装模块、排水管道数据采集模块、数据处理模块、数据分析计算模块和排水管道报警模块；

3、所述排水管道区域划分模块用于将排水管道按照直管道和弯管道进行划分，再将直管道按照等距离划分为n个监测子区域，并进行编号：1、2、3……n；

4、所述排水管道传感器安装模块用于将各传感器安装在排水管道对应的n个监测子区域，用于采集每个监测子区域的排水管道数据；

5、所述排水管道数据采集模块用于接受安装在排水管道上的传感器中采集排水管道数据，并输送至数据处理模块；

6、所述数据处理模块用于将排水管道数据采集模块中采集到的数据进行数据清洗处理排出异常数据，并将清洗处理后的数据传输至数据分析模块；

7、所述数据分析计算模块用于接收数据处理模块中经过数据清洗处理后的数据，并将清洗处理后的数据进行分析计算出排水管道故障特征值，所述排水管道故障特征值的计算公式如下：

8、

9、其中，g0表示为故障特征值，d 1表示为排水管道损伤值，d2表示为排水管道第一效应值，d3表示为排水管道第二效应值；

10、所述排水管道故障判断模块用于接收排水管道数据分析模块中计算出的排水管道故障特征值，并将计算出的数据与预设的数据进行对比，根据对比结果输出指令；

11、所述排水管道报警模块用于接收排水管道故障判断模块中的输出指令，并进行报警提示。

12、本发明较优的技术方案：所述排水管道区域划分模块在进行区域划分时，在直管道中，以直管道第i个连接处到第i+1个连接处为1个监测子区域。

13、本发明较优的技术方案：所述排水管道传感器安装模块中的传感器包括压力传感器、流速传感器、温度传感器。

14、本发明较优的技术方案：所述排水管道数据采集模块与管道传感器安装模块的各个传感器连接，用于采集不同传感器监测的管道数据，其中管道数据包括排水管道内水流压力、排水管道内水流流速、排水管道内温度。

15、本发明较优的技术方案：所述管道数据采集模块将采集到的排水管道内水流压力、排水管道内水流流速、排水管道内温度传输至数据处理模块，所述数据处理模块中将采集到的排水管道内水流压力、排水管道内水流流速、排水管道内温度进行异常值检查和缺失值补充的处理。

16、本发明进一步的技术方案：所述排水管道损伤值的计算公式如下：

17、

18、其中，其中，d1表示为排水管道损伤值，p表示为排水管道内水流压力，v0表示为排水管道内平均水流流速，t表示为排水管道内温度，α1、α2、α3表示为权重因子，β表示为其他影响因子；

19、所述排水管道第一效应值的计算公式如下：

20、

21、其中，d2表示为排水管道第一效应值，h1表示为排水管道进水的水头高度，h2表示为排水管道出水的水头高度，v1表示为排水管道进水端的流速，v2表示为排水管道出水端的流速，ρ表示为排水管道内液体的密度，g表示为重力加速度。

22、本发明进一步的技术方案：所述排水管道第二效应值的计算公式如下；

23、

24、其中，d3表示为排水管道第二效应值，v0表示为排水管道内平均水流流速，γ表示为排水管道内液体的黏度，d表示为管道的直径。

25、本发明较优的技术方案：所述排水管道故障判断模块，若排水管道数据分析模块中计算出的排水管道故障特征值大于预设的排水管道故障特征阈值，则输出排水管道破裂指令；若排水管道数据分析模块中计算出的排水管道故障特征值小于预设的排水管道故障特征阈值，则输出排水管道堵塞指令；若排水管道数据分析模块中计算出的排水管道故障特征值等于预设的排水管道故障特征阈值，则输出排水管道稳定指令。

26、本发明较优的技术方案：所述排水管道报警模块中，若接收到的指令为排水管道破裂指令，则将报警信号发送至控制端，并发出声音“管道破裂”；若接收到的指令为排水管道堵塞指令，则将报警信号发送至控制端，并发出声音“排水管道堵塞”；若接收到的指令为排水管道稳定指令，则不发送至控制端。

27、本发明进一步的技术方案：所述数据处理模块进行异常值检查的过程如下：将采集到的数据数值进行从大到小排序，查询最大值是否大于数值的最大阈值，若最大值大于数值的最大阈值，则被判定为异常值；查询最小值是否小于最小数值的阈值，若最小值小于最小数值的阈值，则被判定为异常值；并将被判定为异常值的数据进行剔除；

28、所述数据处理模块进行缺失值补充的处理过程如下：将剔除异常值的数据数值进行从大到小排序，将中位数作为标准值填入缺失数据的位置中。

29、本发明的技术效果和优点：

30、本发明通过将各传感器安装在管道上进行采集排水管道数据，并将排水管道数据进行数据清洗，经过数据清洗后的排水管道数据进行计算，得出排水管道损伤值、排水管道第一效应值、排水管道第二效应值，再根据排水管道损伤值、排水管道第一效应值、排水管道第二效应值计算得出排水管道故障特征值，故障特征值与预设的阈值进行对比输出指令，根据输出指令触发报警系统；可以全面、实时地检测管道的状态，并及时发现问题进行触发报警系统。

技术特征：

1.一种排水管道检测系统，其特征在于：所述系统包括排水管道区域划分模块、排水管道传感器安装模块、排水管道数据采集模块、数据处理模块、数据分析计算模块和排水管道报警模块；

2.根据权利要求1所述的一种排水管道检测系统，其特征在于：所述排水管道区域划分模块在进行区域划分时，在直管道中，以直管道第i个连接处到第i+1个连接处为1个监测子区域。

3.根据权利要求1所述的一种排水管道检测系统，其特征在于：所述排水管道传感器安装模块中的传感器包括压力传感器、流速传感器、温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种排水管道检测系统，其特征在于：所述排水管道数据采集模块与管道传感器安装模块的各个传感器连接，用于采集不同传感器监测的管道数据，其中管道数据包括排水管道内水流压力、排水管道内水流流速、排水管道内温度。

5.根据权利要求1所述的一种排水管道检测系统，其特征在于：所述管道数据采集模块将采集到的排水管道内水流压力、排水管道内水流流速、排水管道内温度传输至数据处理模块，所述数据处理模块中将采集到的排水管道内水流压力、排水管道内水流流速、排水管道内温度进行异常值检查和缺失值补充的处理。

6.根据权利要求1所述的一种排水管道检测系统，其特征在于，所述排水管道损伤值的计算公式如下：

7.根据权利要求6所述的一种排水管道检测系统，其特征在于，所述排水管道第二效应值的计算公式如下：

8.根据权利要求1所述的一种排水管道检测系统，其特征在于：所述排水管道故障判断模块的判断过程如下：若排水管道数据分析模块中计算出的排水管道故障特征值大于预设的排水管道故障特征阈值，则输出排水管道破裂指令；若排水管道数据分析模块中计算出的排水管道故障特征值小于预设的排水管道故障特征阈值，则输出排水管道堵塞指令；若排水管道数据分析模块中计算出的排水管道故障特征值等于预设的排水管道故障特征阈值，则输出排水管道稳定指令。

9.根据权利要求1所述的一种排水管道检测系统，其特征在于：所述排水管道报警模块中，若接收到的指令为排水管道破裂指令，则将报警信号发送至控制端，并发出声音“管道破裂”；若接收到的指令为排水管道堵塞指令，则将报警信号发送至控制端，并发出声音“排水管道堵塞”；若接收到的指令为排水管道稳定指令，则不发送至控制端。

10.根据权利要求5所述的一种排水管道检测系统，其特征在于：所述数据处理模块进行异常值检查的过程如下：将采集到的数据数值进行从大到小排序，查询最大值是否大于数值的最大阈值，若最大值大于数值的最大阈值，则被判定为异常值；查询最小值是否小于最小数值的阈值，若最小值小于最小数值的阈值，则被判定为异常值；并将被判定为异常值的数据进行剔除；

技术总结本发明公开了一种排水管道检测系统，具体涉及检测领域。所述检测系统包括排水管道区域划分模块、排水管道传感器安装模块、排水管道数据采集模块、数据处理模块、数据分析计算模块、排水管道故障判断模块、排水管道报警模块，本发明通过将各传感器安装在管道上进行采集排水管道数据，并将排水管道数据进行数据清洗，经过数据清洗后的排水管道数据进行计算，得出排水管道损伤值、排水管道第一效应值、排水管道第二效应值，再计算得出排水管道故障特征值，故障特征值与预设的阈值进行对比输出指令，根据输出指令触发报警系统，可以全面、实时地检测管道的状态，并及时发现问题进行触发报警系统。技术研发人员：姚兴胜,郑杰,雷佳欣,任建平,张伟,丁文韬,盛旭东受保护的技术使用者：中冶武勘工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2