[发明专利]一种消防管道防冻监测系统

说明书

一种消防管道防冻监测系统，包括消防管道防冻监测终端、网关、云服务器、监控平台，所述消防管道防冻监测终端安装在消防管道监控点位，其MCU微控制器根据预设的采样周期，定时唤醒传感测量单元，采集消防管道液体电导率和温度，其通信模块基于LoRaWAN协议与网关数据交互；网关通过3G/4G或有线网络形式连接云服务器，监控平台远程访问云服务器，对原始采集数据进行滤波，并绘制电导率和温度波形图，设置电导率和温度预警门限值和报警值，当监测点监测数据超过预警门限值时，监控平台发出预警信号。本发明通过监控消防管道液体电导率和温度，对潜在的消防管道冻结提前预警并自动处理，降低消防管道冻坏风险，减少资源浪费。

技术领域

本发明为一种消防管道防冻监测系统，特别涉及一种基于监测消防管道液体电导率的防冻监测系统，属于远程监控技术领域。

背景技术

消防管道主要用于连接消防设备、器材，输送消防灭火用水，是城市安全的重要防线。冬季受极端低温天气影响，消防管道屡遭冻住、冻坏，上冻了的消防管道无法及时投用，给城市的防火安全造成极大威胁。

我国城市消防管道管网线路分布范围广，基于人工手段排查的方式，效率较低，不能满足抢险需求。现有消防管道冻裂监测一般是基于温度传感器或压力传感器、声波探测去排查，是一种事后判断，当抢修人员到达现场时，消防管道已经发生断裂，大量消防用水已经渗透到地下，不仅造成水资源浪费，还可能导致消防救援用不上水，使救火工作无法顺利进行。

我国消防管道内一般为自来水，自来水在液态、固液混合态、固态下均具有导电性质。其在液态状态下，电导率随温度降低而减小；固液混合状态下，电导率随温度降低而升高；在固态状态下，电导率会随温度降低而减小。因此，可以通过监测液体电导率与温度相结合的方式，来判断消防管道液体所处状态，实现消防管道防冻监测。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中，消防管道冻结监测滞后、人工排查效率低的缺陷，提供了一种消防管道防冻监测系统，远程低功耗监测液体电导率与温度，实现对消防管道冻裂的事前预警，降低资源损失，保障消防用水。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种消防管道防冻监测系统，包括消防管道防冻监测终端、网关、云服务器、监控平台。

所述消防管道防冻监测终端包括MCU微控制器、传感测量单元、通信模块、天线、继电器输出模块、液晶显示屏、编码器按钮、RS485转化模块、定时复位看门狗模块、供电模块。

所述MCU微控制器，内置存储空间，根据预设的采样周期，定时唤醒传感测量单元，并对传感测量单元采集的数据进行逻辑判断，下发指令唤醒通信模块、继电器输出模块工作。

所述传感测量单元，包括电导率采集模块和温度采集模块，与所述MCU微处理器连接，用以采集消防管道液体电导率和温度。

所述电导率采集模块包括激励电压发生电路、电流采集电路、电极。

进一步地，所述激励电压发生电路产生精确的方波电压，作为电极的激励电压U。

进一步地，所述电流采集电流可以采集在该激励电压下电导率测量回路电流值I。

进一步地，所述电极采用316不锈钢，采用双电极形式，电极大小A及两电极间距L为特定值。

进一步地，根据公式：R=U/I，R=ρL/A，σ=1/ρ，其中R为电阻，电阻率为ρ，L为电极间距，A为电极大小，电导率为σ，推导出电导率σ=IL/UA，以此采集消防管道液体电导率值。

所述温度采集模块用以采集消防管道液体温度，作为防冻监测的辅助参考指标。

所述通信模块，与所述MCU微处理通过SPI接口连接，进行数据交互，并通过外置天线实现数据收发，与所述网关基于LoRaWAN协议通信。