數字化網絡傳輸儀和泄漏監測系統技術方案

本申請提供數字化網絡傳輸儀和泄露監測系統，數字化網絡傳輸儀包括：供電模塊、主控芯片、模擬電路部分、GPS&北斗授時模塊、通信模塊和傳感器接口模塊；供電模塊分別連接主控芯片、模擬電路部分、通信模塊，主控芯片連接時鐘發生器和數模轉換模塊，接收并保存數模轉換模塊傳送來的數字信號數據和時間數據；GPS&北斗授時模塊與主控芯片連接，向主控芯片發送指令和數據，通信模塊與主控芯片連接，用于傳輸主控芯片保存的數據；泄露監測系統包括數字化網絡傳輸儀、傳感器和判斷模塊。利用本實用新型專利技術，精度高、定位準，而且能實時監測管路的狀態。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及管道輸送領域，尤其涉及一種數字化網絡傳輸儀和泄漏監測系統。
技術介紹
管道輸送是與鐵路、公路、水運、航運并列的五大運輸行業之一，它作為一種特殊設備越來越廣泛用于石油、化工化肥、電力、冶金等工業領域和城市燃氣、供熱系統，幾乎一切流體在其生產、加工、運輸及使用過程中都使用壓力管道。截至2013年底，我國已建成油氣管道約11萬多公里，其中天然氣管道6.4萬公里，原油管道2.6萬公里，成品油管道2萬公里，城市內燃氣管道3.5萬公里。隨著我國經濟的持續發展，我國管道擁有量必將大大增加，其安全問題至關重要。我國的城市埋地燃氣輸送管道，其中有40％已運行20年左右，不少管道已進入事故高發階段。由于管線的老化，不可避免的腐蝕、自然或人為損壞等因素，管道泄漏事故頻頻發生。然而，目前，我國的管道監測技術方法非常落后，在泄露監測方面，沒有能夠快速、方便地確定泄露部位的技術和儀器。一旦管道發生泄露，往往需要花費大量的物力、人力和時間來尋找泄露點。因此大力發展和普及管道監測技術十分必要。
技術實現思路
為了克服現有的缺陷，本技術提出一種數字化網絡傳輸儀。根據本技術的一個方面，提出了一種數字化網絡傳輸儀，包括：供電模塊、主控芯片、模擬電路部分、GPS&北斗授時模塊、通信模塊和傳感器接口模塊，其中：供電模塊分別連接主控芯片、模擬電路部分和通信模塊，并給主控芯片供3.3V電壓、給模擬電路部分供5V電壓、給通信模塊供5V電壓，其中模擬電路部分包括時鐘發生器、數模轉換模塊；主控芯片連接時鐘發生器，通過配置時鐘發生器的寄存器對時鐘發生器的主時鐘分頻；主控芯片與數模轉換模塊相連，并接收并保存數模轉換模塊傳送來的數字信號數據和時間數據；優選的，主控芯片連接有0.05ppm的高精度時鐘晶振；時鐘發生器與數模轉換模塊相連，為數模轉換模塊提供可變的主時鐘，從而實現可變的采樣率；調整范圍為200Hz-144KHz，能夠適應不同的應用場合；數模轉換模塊與傳感器相連，并將傳感器的模擬信號轉化為數字信號，并發送給主控芯片；GPS&北斗授時模塊，與主控芯片連接，向主控芯片發送數據，主控芯片通過解析GPS&北斗模塊提供的符合NMEA-0183標準協議數據，得到標準的時鐘數據，并把這個時鐘同步到系統時鐘，使得所有在網的網絡傳輸儀系統時鐘高度同步，時鐘誤差在1ms以內，能夠有效提高判斷泄露位置的精度，縮小誤差范圍；通信模塊，所述供電模塊與通信相連，并給通信模塊供5V電壓，所述通信模塊與主控芯片連接，用于傳輸主控芯片保存的數字信號數據和時間數據；傳感器接口模塊連接模擬傳感器和/或數字傳感器，將采集的模擬信號送入數模轉換模塊，將數字信號發送給主控芯片。進一步的，數字化網絡傳輸儀還包括存儲卡，比如，內置8GTF卡，與主控芯片和通信模塊相連，在網絡不暢的情況下能夠對主控芯片傳送來的數字信號數據和時間數據進行存儲，當網絡恢復后再通過通信模塊進行傳輸，保證了數據的完整性。優選的，供電模塊的按照GB3836.4-2010中的EX(mb)ib〔iaGa〕ⅡbT4Gb的要求設計，并且分三路對不同部分進行供電，從而進行了能量限制。優選的，數模轉換模塊采用德州儀器的24位高精度ADS1274芯片，供電模塊降壓后(如，通過DC-DC芯片)與LDO:TPS7A8001連接，LDO:TPS7A8001向ADS1274提供5V電源。ADS1274實現4路同步采樣，提供極高的分辨率。優選的，通信模塊包括3G模塊、WIFI模塊或ADSL模塊等。傳輸部分硬件采樣模塊化設計，可根據現場情況提供不同的傳輸方式，并且提供RJ45網絡接口，可通過局域網傳輸。進一步的，數字化網絡傳輸儀還包括安全板，所述安全板與供電模塊、數模轉換模塊、傳感器連接，傳感器監測到的信號通過安全板上的隔離柵電路輸入到數模轉換模塊的輸入端；24V供電通過安全板上的另一隔離柵電路對電壓輸出進行限制，然后向傳感器提供符合GB3836.4-2010中的[Exia]ⅡC安全等級的本安電源。優選的，所述數字化網絡傳輸儀具有符合GN420中規定的防護等級為IP66的外殼。優選的，所述數字化網絡傳輸儀通過通信模塊與調度室連接，通過調度室能夠設置數字化網絡傳輸儀的IP地址、采樣率、采集方式。本技術可以根據實際需求配置各模塊，如WIFI模塊、傳感器模塊、3G模塊、定位模塊等。數字化網絡傳輸儀的優勢：1)適合于煤氣管道、石油管道或易燃易爆的化學管道傳輸，滿足國際標準GB3836的防爆及防護要求；2)能夠連接電流型、電壓型、RS485數據輸出三種類型的次聲波傳感器；3)數字化網絡傳輸儀是一款通過采集和數據傳輸為主，可以基于ARM9、RS485的數據采集傳輸設備。滿足低功耗、低價格與高性能的的需求，具備更強大的運算能力、更方便的網絡功能、更先進的遠程監控功能。根據本技術的另一方面，提出一種泄露監測系統，包括上述的數字化網絡傳輸儀、傳感器和判斷模塊，在管道上設置多個與傳感器連接的數字化網絡傳輸儀，數字化網絡傳輸儀實時地將采樣信息傳送給判斷模塊，判斷模塊能夠判斷管道上的泄露點。泄露監測系統基于上述的數字化網絡傳輸儀的精度，能很好地判斷漏點的精度和準確度。附圖說明圖1是數字化網絡傳輸儀結構示意圖；圖2是TPS7A8001芯片的開關頻率和電源抑制比的關系圖，其中，不同顏色曲線代表不同輸出電流下開關頻率和電源抑制比的關系；圖3是數字化網絡傳輸儀與調度室交互的流程示意圖；圖4是數字化網絡傳輸儀監測泄露點的示意圖；和圖5是TPS73028芯片的開關頻率和電源抑制比的關系圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本技術提供的網絡傳輸儀和泄漏監測系統進行詳細描述。在以下的描述中，將描述本技術的多個不同的方面，然而，對于本領域內的普通技術人員而言，可以僅僅利用本技術的一些或者全部結構或者流程來實施本技術。為了解釋的明確性而言，闡述了特定的數目、配置和順序，但是很明顯，在沒有這些特定細節的情況下也可以實施本技術。在其他情況下，為了不混淆本技術，對于一些眾所周知的特征將不再進行詳細闡述。圖1所示為數字化傳輸儀的結構圖，包括以下模塊：一種數字化網絡傳輸儀，包括供電模塊、主控芯片、模擬電路部分、GPS&北斗授時模塊、通信模塊和傳感器接口模塊。供電模塊分別連接主控芯片、模擬電路部分和通信模塊，并給主控芯片供3.3V電壓、給模擬電路部分供5V電壓、給通信模塊供5V電壓，其中模擬電路部分包括時鐘發生器和與之相連的數模轉換模塊。主控芯片連接時鐘發生器，通過配置時鐘發生器的寄存器對時鐘發生器的主時鐘分頻；主控芯片與數模轉換模塊相連，并接收并保存數模轉換模塊傳送來的數字信號數據和時間數據。主控芯片連接數模轉換模塊相連，通過芯片上的SPI接口讀取數模轉換采集到的數據；與主控芯片相連的還有0.05ppm的高精度時鐘晶振。時鐘發生器與數模轉換模塊相連，為數模轉換模塊提供可變的主時鐘，從而實現可變的采樣率。數模轉換模塊與傳感器接口模塊相連，并將從傳感器采集的模擬信號轉化為數字信號，并發送給主控芯片。GPS&北斗授時模塊，與主控芯片連接，向主控芯片發送pps指令和數據。通信模塊，與主控芯片連接，用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種數字化網絡傳輸儀，包括供電模塊、主控芯片、模擬電路部分、GPS&北斗授時模塊、傳感器接口模塊和通信模塊，其特征在于：所述供電模塊分別連接到所述主控芯片、所述模擬電路部分、所述通信模塊，以給所述主控芯片提供3.3V電壓、給所述模擬電路部分提供5V電壓、給所述通信模塊提供5V電壓，其中所述模擬電路部分包括時鐘發生器和與所述時鐘發生器相連的數模轉換模塊；所述主控芯片連接所述時鐘發生器，通過配置所述時鐘發生器的寄存器對所述時鐘發生器的主時鐘分頻，所述主控芯片與所述數模轉換模塊相連，接收并保存所述數模轉換模塊傳送來的數字信號數據和時間數據；所述時鐘發生器為所述數模轉換模塊提供可變的主時鐘，從而實現可變的采樣率，并且所述時鐘發生器為所述主控芯片提供主時鐘；所述數模轉換模塊與所述傳感器接口模塊相連，以將從所述傳感器接口傳送來的模擬信號轉化為數字信號并發送給所述主控芯片；所述GPS&北斗授時模塊與所述主控芯片連接，向主控芯片發送指令和數據；所述通信模塊與所述主控芯片連接，以用于傳輸所述主控芯片保存的數據；以及所述傳感器接口模塊連接模擬傳感器和/或數字傳感器，以將采集的模擬信號送入所述數模轉換模塊并將數字信號發送給所述主控芯片。...

【技術特征摘要】
1.一種數字化網絡傳輸儀，包括供電模塊、主控芯片、模擬電路部分、GPS&北斗授時模塊、傳感器接口模塊和通信模塊，其特征在于：所述供電模塊分別連接到所述主控芯片、所述模擬電路部分、所述通信模塊，以給所述主控芯片提供3.3V電壓、給所述模擬電路部分提供5V電壓、給所述通信模塊提供5V電壓，其中所述模擬電路部分包括時鐘發生器和與所述時鐘發生器相連的數模轉換模塊；所述主控芯片連接所述時鐘發生器，通過配置所述時鐘發生器的寄存器對所述時鐘發生器的主時鐘分頻，所述主控芯片與所述數模轉換模塊相連，接收并保存所述數模轉換模塊傳送來的數字信號數據和時間數據；所述時鐘發生器為所述數模轉換模塊提供可變的主時鐘，從而實現可變的采樣率，并且所述時鐘發生器為所述主控芯片提供主時鐘；所述數模轉換模塊與所述傳感器接口模塊相連，以將從所述傳感器接口傳送來的模擬信號轉化為數字信號并發送給所述主控芯片；所述GPS&北斗授時模塊與所述主控芯片連接，向主控芯片發送指令和數據；所述通信模塊與所述主控芯片連接，以用于傳輸所述主控芯片保存的數據；以及所述傳感器接口模塊連接模擬傳感器和/或數字傳感器，以將采集的模擬信號送入所述數模轉換模塊并將數字信號發送給所述主控芯片。2.根據權利要求1所述的數字化網絡傳輸儀，其特征在于，還包括：存儲卡，所述存儲卡與所述主控芯片和所述通信模塊相連，以用于保存所述主控芯片傳送來的數字信號數據和時間數據，通過所述通信模塊傳送所述數字信號數據和所述時間數據。3.根據權利要求1所述的數字化網絡傳輸儀，其特征在于，所述主控芯片還連接有高精度時鐘晶振，以用于為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：占海濤，蔣楊定興，朱楓，劉志平，唐毓虎，柯慧敏，
申請(專利權)人：深圳市哲揚科技有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44