一种具有故障自检功能的南水北调调水系统的制作方法

本申请涉及调水工程的领域，尤其是涉及一种具有故障自检功能的南水北调调水系统。

背景技术：

南水北调配套工程自南水北调总干渠引水，主要通过管道、暗涵、结合明渠等形式输水，通过输水管道或结合泵站直接输水到各个供水目标水厂或直供水企业，供水区域主要为河南、河北、北京、天津四个省（市）。

在调水工程中输水环节至关重要，因此对输水管道泄漏及崩裂的监控是工作日常监管工作的重要部分，在管道经过处可能存在某些施工的情况，其施工可能会造成管道连接处的渗漏或者崩裂，而对于一些已经铺设好的、处于投运状态的地下供水管道进行监管时通常采用人工巡检的方式对管道周边的施工情况进行排查，以降低施工对于管道影响，而人工巡检的周期性导致其安全排查效果较差。

技术实现要素：

为了降低可能存在的施工情况对管道的影响，本申请提供一种具有故障自检功能的南水北调调水系统。

本申请提供的一种具有故障自检功能的南水北调调水系统采用如下的技术方案：

一种具有故障自检功能的南水北调调水系统，包括：

漏水检测装置，设置在相邻管道的连接处，用于检测管道连接处是否存在漏水，若存在，则生成提示信号；

无人机，用于采集管道设置位置对应地表处的图像信息；

充电桩，用于为无人机充电；

控制模块，与漏水检测装置和无人机通信，控制模块内存储有管道信息以及充电桩的位置信息，控制模块根据提示信号生成飞行指令，所述飞行指令用于控制无人机按照管道铺设路径飞行至该漏水检测装置对应的位置处。

通过采用上述技术方案，若漏水检测装置检测到管道连接处出现渗水情况，则通过控制模块根据该漏水检测装置的渗水处的位置发出飞行指令，无人机前往渗水管道的连接处，判断管道沿路是否存在施工，若是，则工作人员判断可能为施工造成管道问题，若不存在，则需对管道渗水处进行修补或更换，通过及时对管道旁是否存在施工情况进行排查，能够降低施工对管道造成更加严重损伤的可能性。

另外，由于无人机的飞行速度以及飞行区域，使得其能够快速响应飞行指令并到达管道渗漏处，在某些工作人员不易进入的区域，能够快速到达管道泄漏处，达到快速响应的效果。

可选的，所述调水系统还包括：

振动检测装置，设置于管道设置处，用于采集管道周围环境的振动强度信息；

所述控制模块还用于，接收振动强度信息并将振动强度信息与基准强度信息进行比较，若振动强度信息大于基准强度信息，则生成飞行指令。

通过采用上述技术方案，若管道连接处土壤的振动强度信息大于基准强度信息，则说明此时管道附近可能存在施工，控制模块发出飞行指令，控制无人机飞往至该管道连接处，并对管道沿线图像进行采集，工作人员根据图像判断管道旁是否存在施工导致土壤振动，以在管道可能出现损伤的初期，对施工情况进行有效排查。

可选的，所述漏水检测装置包括：

多个土壤湿度传感器，针对每个土壤湿度传感器，当土壤湿度传感器检测的土壤湿度信息大于基准湿度信息时，则生成第一信号；

处理器，与每个土壤湿度传感器通过无线方式通信，用于获取第一信号的个数，以及判断第一信号的个数是否大于基准个数，若是，则生成无效信号，若第一信号的个数小于基准个数，则生成提示信号。

通过采用上述技术方案，将土壤湿度传感器的探针以及连接线伸入至预先铺设好的管道侧方，若管道出现渗水，则土壤湿度传感器检测到管道旁的土壤湿度较大，若土壤湿度信息大于基准湿度信息，则生成第一信号，说明该处管道连接处可能存在渗水，若同时存在的第一信号的个数大于基准个数，则说明该区域可能存在灌溉或降雨，此时可忽略当前管道附近土壤湿度较大的情况。

可选的，所述处理器还用于，判断是否存在灌溉指令，若存在，则根据灌溉指令确定灌溉区域，判断属于灌溉区域内的土壤湿度传感器并将该土壤湿度传感器作为无效传感器；

所述无效传感器在阈值时间段内检测到漏水时生成第二信号。

通过采用上述技术方案，若存在灌溉指令，则使得灌溉区域内的土壤湿度传感器输出的土壤湿度信息均大于基准湿度信息，而不位于灌溉指令内的土壤湿度传感器，则可继续检测管道是否存在渗水情况。

可选的，

所述调水系统还包括插接杆，插接杆内部中空，土壤湿度传感器的检测线置于插接杆内，插接杆插设于管道连接处的地面内，土壤湿度传感器的检测端固定设置在插接杆上且位于地面上方。

通过采用上述技术方案，将插接杆插入管道埋设的深度，使得管道连接处在渗水初期即能快速感应到管道周围土壤湿度的变化，另外，将土壤湿度传感器的连接线置于插接杆内，土壤湿度传感器的探针伸出插接杆，达到了便于安装土壤湿度传感器的效果。

可选的，

插接杆上设置有第一太阳能充电模块，第一太阳能充电模块为土壤湿度传感器提供电能。

通过采用上述技术方案，第一太阳能充电模块为土壤湿度传感器供电，通过能源的转换，达到了节能的效果。

通过采用上述技术方案，第一太阳能充电模块为土壤湿度传感器供电，通过能源的转换，达到了节能的效果。

可选的，

所述漏水检测装置的检测端以预设频率向控制模块发射待机信号。

通过采用上述技术方案，漏水检测装置以预设频率间隔发送待机信号，便于控制模块判断其是否处于正常工作状态，还可对其电源供电情况进行判断。

可选的，

所述充电桩为太阳能充电桩，用于将太阳能转换为无人机所需电能。

通过采用上述技术方案，采用太阳能充电桩为无人机续航供电，达到了能源转换与能源利用的效果。

可选的，

所述漏水检测装置包括防水层、检测线和漏水检测模块，防水层固定设置在管道连接处的外周壁上，检测线为双股绝缘电线，检测线的检测端设置在防水层内，检测线的外端伸出地面与漏水检测模块连接，防水层为防水材质。

通过采用上述技术方案，在铺设管道前，首先将防水层围设在管道的外周，防水层的两端密封，检测线的检测端伸入防水层内壁与管道外壁形成的密封空间内，当管道出现渗漏时，渗漏的液体沿管道与防水层之间的间隙流动，当液体与检测线的检测端接触时，检测线的两股绝缘电线之间短路通电，控制模块检测到导通信号，即可得知该段管道出现渗漏情况。

可选的，

所述检测线的检测端包括第一检测线和第二检测线，第一检测线伸入防水层的长度大于第二检测线伸入防水层的长度，第一检测线包括第一金属线和包裹在第一金属线外侧的第一绝缘层，第一检测线包括第一金属线和第一绝缘层，第一检测线包括第二金属线和包裹在第二金属线外侧的第二绝缘层，第一金属线与第二绝缘层相对。

通过采用上述技术方案，第一金属线只能与第二检测线的绝缘处相对，而第二检测线的金属导线超出第一金属线，因此使得第一金属线和第二金属线在防水层内不易发生触碰而短路，进而降低了误判率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过漏水检测装置、无人机、充电桩和控制模块，实现了在管道出现渗水的初期及时对管道周边的施工情况进行排查的功能；

2.通过的振动传感器，实现了在管道可能出现渗漏或者损伤的初期对管道附近的施工情况进行有效排查的功能；

3.通过采用插接杆和第一充电模块，实现了便于将漏水检测装置安装于已铺设好的管道附近的功能。

附图说明

图1是本申请实施例1的系统框图；

图2是本申请实施例1突出土壤湿度传感器、插接杆与管道位置关系的示意图；

图3是本申请实施例2突出防水层与管道位置关系的示意图；

图4是本申请实施例2突出检测线结构的局部三维示意图。

附图标记说明：1、管道；2、漏水检测装置；21、土壤湿度传感器；211、连接线；2111、探针；212、太阳能充电模块；22、插接杆；3、检测线；31、第一检测线；311、第一金属线；312、第一绝缘层；32、第二检测线；321、第二金属线；322、第二绝缘层；4、振动传感器；5、无人机；6、充电桩；7、防水层。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

道连接处在渗水初期由于渗水量较少，在管道1压力信息以及管道1流量信息上的反馈数据变化较小，因此不易被发现，而渗水有可能因为管道1自身承压能力的不足，还有可能因为管道1旁施工导致土壤下沉进而造成管道1沉降而引起渗水，在某些农田/耕地，工作人员需要定时对管道1进行巡检，由于作物种类的不同，以及作物在不同生长期的高度变化，给工作人员进入农田巡检的工作带来了不便，同时若管道1旁存在施工情况，如非法掏沙可能在夜间施工，而工作人员巡检的不便性，也导致施工情况不易被及时发现和制止。

本申请实施例公开一种具有故障自检功能的南水北调调水系统。

实施例1

参照图1，一种具有故障自检功能的南水北调调水系统包括漏水检测装置2、无人机5、充电桩6和控制模块，漏水检测装置2设置在相邻管道1的连接处，用于检测管道1连接处是否存在漏水，若存在，则生成提示信号，无人机5用于采集管道1设置位置对应地表处的图像信息，充电桩6用于为无人机5充电；控制模块与漏水检测装置2和无人机5通信，控制模块内存储有管道1信息以及充电桩6的位置信息，控制模块根据提示信号生成飞行指令，飞行指令用于控制无人机5按照管道1铺设路径飞行至该漏水检测装置2对应的位置处。若漏水检测装置2检测到管道1连接处出现渗水情况，则控制模块根据该漏水检测装置2的位置发出飞行指令，无人机5前往渗水管道1的连接处，判断管道1沿路是否存在施工；无人机5能够保持全天制的工作状态，即能够随时响应，通过及时对管道1旁是否存在施工情况进行排查，能够降低施工对管道1造成更加严重损伤的可能性；另外，无人机5的飞行高度使得其能穿越农作物的上方，以代替人工巡检方式的不便。

参照图2，由于部分输水管道1为预先铺设好的管道1，通常埋设于地面下方2-3米处，而重新挖开而安装管道1检测装置其工程量巨大，为了便于对已铺设好的管道1连接处的渗水情况进行有效检测，本申请实施例设置的漏水检测装置2包括多个土壤湿度传感器21和处理器，土壤湿度传感器21采用fdr频域反射原理，频域反射仪是一种用于测量土壤水分的仪器，它利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数，从而得到土壤相对含水量，土壤湿度传感器21包括连接线211和探针2111，探针2111的检测区域为以中央探针2111为中心，半径为7cm的圆柱体内，每个相邻管道1的连接处可设置一个或多个探针2111和连接线211，当土壤湿度传感器21检测的土壤湿度信息大于基准湿度信息时，则生成第一信号。

处理器用于与每个土壤湿度传感器21通过无线方式通信，用于获取第一信号的个数，以及判断第一信号的个数是否大于基准个数，若是，则生成无效信号，若第一信号的个数小于基准个数，则生成提示信号。由于在降雨情况或者是灌溉时期，多个土壤湿度传感器21可能在同一时间或者同一时间段内均检测到渗水情况，此时可对该区域进行无响应处理，即该区域存在第一信号时，无人机5不执行飞行指令。

处理器还用于判断是否存在灌溉指令，若存在，则根据灌溉指令确定灌溉区域，判断属于灌溉区域内的土壤湿度传感器21并将该土壤湿度传感器21作为无效传感器；无效传感器在阈值时间段内检测到漏水时生成第二信号。若存在灌溉指令，则使得灌溉区域内的土壤湿度传感器21输出的土壤湿度信息均大于基准湿度信息，而不位于灌溉指令内的土壤湿度传感器21，则可继续检测管道1是否存在渗水情况。

参照图2，由于管道1连接处埋设于地面下方2-3米处，工作人员可通过钻孔、而后埋入探针2111和连接线211的方式，而为了便于工作人员能够随检测数据调整探针2111的位置，本申请实施例设置的调水系统还包括插接杆22，插接杆22内部中空，土壤湿度传感器21的检测线3置于插接杆22内，插接杆22插设于管道1连接处的地面内，土壤湿度传感器21的检测端固定设置在插接杆22上且位于地面上方，在插接杆22上方设置有第一太阳能充电模块212，第一太阳能充电模块212为土壤湿度传感器21提供电能。将插接杆22插入管道1埋设的深度，插接杆22可采用斜插的方向插入管道1连接处下方的土壤内，可使得管道1连接处在渗水初期即能快速感应到管道1周围土壤湿度的变化，土壤湿度传感器21的探针2111伸出插接杆22与土壤接触；第一太阳能充电模块212为土壤湿度传感器21供电，通过能源的转换，达到了节能的效果。

由于太阳能供电方式可能受天气影响而存在供电不稳定的情况，因此本申请实施例设置的漏水检测装置2以预设频率向控制模块发射待机信号，漏水检测装置2以预设频率间隔发送待机信号，便于控制模块判断其是否处于正常工作状态，还可对其电源供电情况进行判断。

参照图2，为了进一步对施工情况造成的影响进行预防，本申请实施例设置的调水系统还包括振动检测装置，设置于管道1设置处，用于采集管道1周围环境的振动强度信息；控制模块还用于，接收振动强度信息并将振动强度信息与基准强度信息进行比较，若振动强度信息大于基准强度信息，则生成飞行指令。若管道1连接处土壤的振动强度信息大于基准强度信息，则说明此时管道1附近可能存在施工，控制模块发出飞行指令，控制无人机5飞往至该管道1连接处，并对管道1沿线图像进行采集，工作人员根据图像判断管道1旁是否存在施工导致土壤振动，以在管道1可能出现损伤的初期，对施工情况进行有效排查。

本申请实施例1的实施原理为：在非雨水天气和非灌溉时期，土壤湿度传感器21检测的管道1连接处旁的土壤湿度信息大于基准湿度信息时，或者振动检测装置检测到管道1附近土壤的振动强度信息大于基准强度信息时，说明该管道1处可能存在渗水或可能受到损伤，此时无人机5根据飞行指令飞往该管道1连接处判断管道1沿线的图像，工作人员判断采集到的图像中若存在施工情况，则可对施工情况进行及时制止，并及时对管道1进行修补；在雨水天气时，则无需根据降雨区域和灌溉区域内的漏水检测装置2启动无人机5。

实施例2

参照图3，本申请实施例与实施例1的不同之处在于，漏水检测装置2包括防水层7、检测线3和漏水检测模块，防水层7固定设置在管道1连接处的外周壁上，检测线3为双股绝缘电线，检测线3的检测端设置在防水层7内，检测线3的外端伸出地面与漏水检测模块连接，防水层7为防水材质。在铺设管道1前，首先将防水层7围设在管道1的外周，防水层7的两端密封，检测线3的检测端伸入防水层7内壁与管道1外壁形成的密封空间内，当管道1出现渗漏时，渗漏的液体沿管道1与防水层7之间的间隙流动，当液体与检测线3的检测端接触时，检测线3的两股绝缘电线之间短路通电，控制模块检测到导通信号，即可得知该段管道1出现渗漏情况。

参照图4，检测线3的检测端包括第一检测线313和第二检测线323，第一检测线313伸入防水层7的长度大于第二检测线323伸入防水层7的长度，第一检测线313包括第一金属线311和包裹在第一金属线311外侧的第一绝缘层312，第一检测线313包括第一金属线311和第一绝缘层312，第一检测线313包括第二金属线321和包裹在第二金属线321外侧的第二绝缘层322，第一金属线311与第二绝缘层322相对。第一金属线311只能与第二检测线323的绝缘处相对，而第二检测线323的金属导线超出第一金属线311，因此使得第一金属线311和第二金属线321在防水层7内不易发生触碰而短路，进而降低了误判率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。