专利名称：一种暖气管道泄漏的检测与定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及检测设备，特别涉及到一种在暖气管道泄漏时用作检测和定位的
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背景技术：
随着人民生活水平的提高，暖气已成为过冬的必备品，而暖气的管道输送已成为一种方便经济的运输方式，但是由于管道设备老化和人为破坏经常会造成暖气管道泄漏， 严重地影响了采暖供热。因此，对管道进行泄漏检测与定位是非常必要的。目前对自来水管道、天然气管道、输油管道的泄漏检测与定位方法的研究已经比较成熟。但对于暖气管道相应的研究还比较少，还停留在依靠技术工人的经验人工找位置， 工作效率低，且不能准确定位。本文从实际出发，设计了一种便携式暖气管道泄漏检测定位仪。该系统具有成本低、体积小、使用方便的特点。由于现有的暖气设备不仅外有隔热层，而且还有循环泵，用现有的自来水管道、输油管道的泄漏检测方法——声发射检测，不能达到预期的效果。温度是工业控制中常有的物理量，而暖气管道在流体泄漏时必然有热量散失，传到地表，通过检测地表温度来断定此处暖气管道是否漏水或漏气。系统选用管道沿线的地表温度作为被测参数。利用智能型数字温度传感器 DS18B20实时检测暖气管道上的不同地方的地表温度，通过与环境温度的比较，来断定此处是否漏水。并且当检测到温度过高时自动报警，且报警线可以根据环境通过按键调整。这样就会大量节省由于暖气管道漏水找不到位置而造成的供暖不热、能源浪费，同时也大大提高了工作效率，降低工人的劳动强度和维修成本。
发明内容本实用新型的目的是提供一种用于暖气管道泄漏的检测和定位装置。本实用新型的检测和定位装置要能够实时准确地测知暖气管道的泄漏位置，便于及时采取治理措施， 防止泄漏进一步恶化。为了达到上述发明目的，本实用新型提供的技术方案如下一种暖气管道泄漏的检测与定位装置，其特征在于，该检测和定位装置包括有温度传感器、单片机和主机，所述的温度传感器设有多个并分布于暖气管道的沿线，多个温度传感器单线连接至一根总线，该总线通过串口连接至单片机，所述的单片机上还分别连接有电源、键盘、报警系统和数码显示，该单片机通过RS232接口连接主机以保持通信，所述的主机内设有保存温度传感器采集的各点温度值的存储设备，还设有并对各点温度值的变化规律统计分析以准确定位的分析模块。在本实用新型的检测和定位装置中，所述的温度传感器设有八个，该温度传感器为一线式数字温度传感器，八个温度传感器采用一线总线的方式数据传输至单片机。在本实用新型的检测和定位装置中，所述的单片机上还连接有数据存储单元和复位电路。基于上述技术方案，本实用新型在暖气管道的泄漏检测和定位中具有如下技术效果1.本实用新型沿着暖气管路布置多个温度传感器，并在主机内实时显示出各个温度传感器的温度值变化曲线，可以随时了解温度变化动态，及时准确地掌握哪个温度传感器位置发生暖气泄漏。2.本实用新型结构简单且易于实现，克服了以往暖气管道漏水漏气时难以找到泄漏位置的缺陷，可以有些地降低成本，提高生产效率，在暖气管道检测定位方面具有极为广泛的应用前景。

图1是本实用新型暖气管道泄漏的检测与定位装置的硬件连接示意图。图2是本实用新型暖气管道泄漏的检测与定位装置检测流程示意图。图3是本实用新型暖气管道泄漏检测时温度转换流程图。图4是本实用新型暖气管道泄漏的检测与定位装置测量时地表温度参考分布曲线图。
具体实施方式
下面我们结合附图和具体的实施例来对本实用新型的暖气管道泄漏的检测与定位装置做进一步的阐述，以求更为清楚明白地理解其结构特征和工作过程，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。本实用新型的暖气管道泄漏的检测与定位装置在结构上包括有温度传感器、单片机和主机。所述的温度传感器设有多个并分布于暖气管道的沿线，多个温度传感器单线连接至一根总线，该总线通过串口连接至单片机。在单片机上还分别连接有电源、键盘、报警系统和数码显示，该单片机通过RS232接口连主机以保持通信。在主机内设有保存温度传感器采集的各点温度值的存储设备，还设有并对各点温度值的变化规律统计分析以准确定位的分析模块。在单片机上还连接有数据存储单元和复位电路。实施例1本实施例的暖气管道泄漏的检测与定位装置的硬件主要分为三部分单片机 AT89C51、温度传感器DS18B20和键盘显示电路。其硬件电路简图如图1所示。根据暖气管道泄漏的检测与定位装置的控制要求和以后的扩展需要，我们选择以 AT89C51单片机为核心。AT89C51单片机是一种低功耗/低电压/高性能的8位单片机，片内有4K字节的Flash存储器，可用来存放系统的初始化程序，完成现场采集数据的快速处理、存储，并输出相应的控制信号——数码显示和驱动报警电路。本实施例中通过DS18B20单总线数字式温度传感器进行温度采集，采集的温度数据以串行通信的方式传送给单片机。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，DS18B20温度传感器芯片能够直接读出被测温度，在一 20°C + 100°C范围内，精度为士0. 1°C。CPU对DS18B20读出或写入数据仅需一根I/O 口线，以串行通信的方式与微控制器进行数据通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。多个DS18B20数字温度传感器测量的现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，提高了系统的抗干扰性，适合于各种恶劣环境的现场温度测量。分辨率参数和报警温度参数可设定存储在DS18B20的E2PR0M中，调电后依然保存，并能在主机上显示异常温度的地点。温度测量值的显示采用动态LED扫描方式，单片机AT89C51按一定的时间间隔接收DS18B20转换的数据，实现数码管的动态温度显示。RS232接口的主要功能是保持单片机与主机之间的通信，将实时采集的各点温度值保存下来，便于对历史数据查阅和绘制出实时或历史温度值变化曲线，同时也便于将历史测量温度值传送给主机，由主机来完成各点温度值的变化规律统计分析，达到准确定位的目的。为了达到精确定位的目的，温度传感器共设有八个，该温度传感器为一线式数字温度传感器，八个温度传感器采用一线总线的方式数据传输至单片机。采用了八路温度采集，取其最大值共阴极显示。有五个共阴极LED动态显示，分别显示路数，正负和温度。运用本实用新型暖气管道泄漏的检测与定位装置的前提是要明确管道位置，将温度传感器尽可能地放在管道正上方。将本实用新型中八位温度传感器安装到一个检测杆上，通过检测杆在管道上方沿着管道勻速移动，可以读出该处的地表温度，根据温度高度和变化幅度来判断给出是否漏水。本实用新型的暖气管道泄漏的检测与定位装置的软件程序设计可分为主程序、 温度采集子程序、显示子程序。其主程序流程图如图2所示，温度转换子程序如图3所示。主程序的主要功能是负责温度的实时显示，读出并处理DS18B20测量当前温度值，温度测量每1秒进行一次，这样可以在一秒之内测量一次被测物体。系统上电后开始巡检八路温度点，并显示温度的最大值，然后等待巡检下一测试点。单片机访问DS18B20必须严格遵循单总线命令序列，即初始化、ROM操作、存储器功能命令，即单片机首先发出跳过 DS18B20匹配命令对所有传感器进行操作，随后发出温度转换命令，传感器开始进行温度转换。由于传感器有唯一的序号，所以在温度值读取时，可通过匹配DS18B20命令，逐一读取各测温点的温度值。主程序开始以后，调用温度转换子程序，找出所查处温度的最大值传输至显示器显示出来。并发出报警搜索命令，查知DS18B20所显示的温度是否超出限制，若超限则发出报警命令至报警系统，若未超限则再查询下一个新的测试点。若有测试点则循环至调用温度转换子程序，若没有测试点则主程序结束。在温度转换子程序中，如图3所示，程序开始时，同样先进行初始化，然后跳过存储器rom，温度转换后延时1秒，再进行DS18B20的复位，以匹配DS18B20，读取温度值。若八个温度传感器都读取出来，则找出其中的最大值后结束，若不足8个温度值，则重新复位 DS18B20。利用本实用新型暖气管道泄漏的检测与定位装置对长达500米的暖气管道检测。 顺着管道走向，在管道的正上方勻速测量。所选管道为我国中原地带12月中旬的某日凌晨 2 2 :30，在这段时间内，环境温度对测量的影响最小。地表温度测量数据如图4所示。在确定地下管道没有泄漏的情况下的地表处放置温度计，测出参考地表温度为一 2。C且在测量时间段内保持不变。[0035] 本实用新型的硬件电路简单，易于实现，克服了以往暖气管道漏水而难以找到地方的缺陷，有效地降低成本，提高了生产效率，降低了劳动强度。在暖气管道检测定位方面有极为广泛的应用前景，为暖气管道泄漏的自动化检测定位奠定了良好的基础。
权利要求1.一种暖气管道泄漏的检测与定位装置，其特征在于，该检测和定位装置包括有温度传感器、单片机和主机，所述的温度传感器设有多个并分布于暖气管道的沿线，多个温度传感器单线连接至一根总线，该总线通过串口连接至单片机，所述的单片机上还分别连接有电源、键盘、报警系统和数码显示，该单片机通过RS232接口连接主机以保持通信，所述的主机内设有保存温度传感器采集的各点温度值的存储设备，还设有并对各点温度值的变化规律统计分析以准确定位的分析模块。
2.根据权利要求1所述的一种暖气管道泄漏的检测与定位装置，其特征在于，所述的温度传感器设有八个，该温度传感器为一线式数字温度传感器，八个温度传感器采用一线总线的方式数据传输至单片机。
3.根据权利要求1所述的一种暖气管道泄漏的检测与定位装置，其特征在于，所述的单片机上还连接有数据存储单元和复位电路。
专利摘要本实用新型涉及到一种暖气管道泄漏的检测与定位装置，该检测和定位装置包括有温度传感器、单片机和主机，多个所述的温度传感器分布于暖气管道的沿线，多个温度传感器单线连接至一根总线，该总线通过串口连接至单片机，所述的单片机上还分别连接有电源、键盘、报警系统和数码显示，该单片机通过RS232接口连接主机以保持通信，所述的主机内设有保存温度传感器采集的各点温度值的存储设备，还设有并对各点温度值的变化规律统计分析以准确定位的分析模块。本实用新型的检测和定位装置可以随时了解温度变化动态，及时准确地掌握哪个温度传感器位置发生暖气泄漏。
文档编号G01M3/00GK202255773SQ20112040382
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者党建军, 朱瑞卿 申请人:党建军, 朱瑞卿