基于计算机控制的窨井管网探测系统的研究

基于计算机控制的窨井管网探测系统的研究摘要：城市地下管网是城市运行的大动脉，直接关系到人们正常的生活。当前窨井管网的维护普遍采用人工检测的方式，维护不便、效率低、危险系数高。文章针对现有窨井管网探测采用的方式进行分析，提出了一种新的窨井管网探测技术，并对其进行阐述。关键词：计算机控制；窨井；探测系统；上位机中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：2095-0438（2019）09-0138-05（1.淮南联合大学计算机系；2.淮南联合大学机电系安徽淮南232001）吕东芳1宋雷震2伴随着城市中污水排放量的不断递增，道路上污水溢流的现象时有发生，甚至已经成了城市环境污染源的一分子，尤其在夏季，溢流现象尤为突出。在多雨的长江、黄淮一带，每逢多雨季节，河道水位急速上升，不但对城市道路造成影响，也严重困扰了人们正常的工作、生活，因此针对地下管网检测技术的研究是非常有必要的，对城市排水系统的健康、稳定发展有着十分积极的意义。城市中各类管网为维修方便，都会留置窨井，方便在使用过程中对管网维护。窨井通常置于地表以下，以城市污水管网为例，污水中含有各类生活垃圾，容易导致管道淤塞，形成道路积水、内涝，且随着时间的增长出现事故的可能性不断增加，若不能及时采取有效措施，会造成严重的安全隐患。目前检测堵塞位置的方式是利用人工作业，由专业工作人员携带工具深入到窨井下进行实地查看解决，因窨井内环境极度恶劣，所以一方面影响人工作业的准确性，维修困难；另一方面也会给工作人员带来人身伤害，增加维修成本。基于窨井及管网的运行特点，设计出一种代替人为工作的探测手段是符合当前的实际需要并在一定程度上可以提高运行、维修效率。一、现有检测方式现有窨井检测方式效率低，不能准确辨别窨井故障位置，常用检测方式如下：（一）观察法。维护人员通过对窨井内的液位高度的观察判断管线是否堵塞，通过窨井内部污水状态判断管线中间是否有塌陷、断裂等。该种方式需要维修人员具有丰富的现场作业经验，失误率高。现有液位检测技术有以下几类：1.差压式液位检测技术。在这种检测方法中需要差压∗∗∗第39卷第9期绥化学院学报2019年9月Vol.39No.9JournalofSuihuaUniversitySep.2019收稿日期：2018-12-10作者简介：吕东芳（1982-），女，黑龙江佳木斯人，淮南联合大学计算机系副教授，硕士，研究方向：嵌入式应用技术；宋雷震（1980-），男，黑龙江双鸭山人，淮南联合大学机电系讲师，硕士，研究方向：电气自动化。基金项目：安徽省自然科学重点项目“基于现实增强（AR）的地下管网应用研究”（KJ2018A0718）；淮南联合大学校级自然科学项目“基于蓝牙的指纹定位技术的核心算法研究”（LYB1701）。138传感器获得液体压强，将其与标准大气压的压强进行对比，利用对比值判断实际情况。近年来由于半导体技术的迅猛发展，压差式传感器中平衡电桥部件的制作技术也逐步成熟，该部件利用被检测污水底部压强引起传感器电桥不平衡，水位高度与电路输出相对应的高度来获得信号。2.浮球式液位检测技术。这种检测技术最常见，是使用最多的一种检测技术，其基本原理是：在固定好的钢管中放置一个具有强磁性的浮球，在钢管的外壁设置传感器，当浮球随着水面高度上下变化时，外壁的传感器就可以获得当前液位的高度。浮球式液位检测技术虽然简单但适用于水质较为清洁的环境，否则由于垃圾较多，势必会影响浮球的上下移动从而导致检测的结果不够准确。3.声波液位检测技术。该技术利用了声波反射的特性，所以在真空环境中该技术无法使用，因为不具备声波传播的条件。该技术的原理将声波从发射到被检测水面所随用的时间利用算法进行分析，得到声波发射源与被检测水面的距离，适用于水中垃圾较多的检测。4.光纤液位检测技术。这种检测技术是近几年新兴的技术，目前国外针对光线液位检测技术开展了一些研究，并应用到实际产品当中。主要原理是利用光导纤维中光在不同介质中传输特性的不同对水面高度进行检测。这种技术的优点是：重量轻、携带方便、体积小，适用各种类型的水质检测。缺点是目前我国的光纤液位检测技术发展的还不够成熟，希望在我国科技创新的大潮下，该技术能很快应用在各个领域。5.直流电极式液位检测技术。这种检测技术中当液位与电极相通时即为电路闭合态，因此液位的升高能够被间接的反映出来，以便后续电路完成进一步的处理。由于在空心棒内纵向放置的电极是由金属材料制成的，所以其放置状态直接影响测量精度，准确度有待提高。（二）维修人员实地检查。当观察法不能确定具体故障原因，就需要维修人员实地察看故障原因，首先要确保人身安全，采取必要的安全措施，且管线内部环境恶劣、效率低，其存在的问题如下：（1）城市污水管网的分布主要是沿道路分布，路网分散、延伸遍布主城区的各个角落，人工巡检则需