[发明专利]连接装置及用于直接监测管道内管水平位移的设备和方法

说明书

本发明公开了连接装置及用于直接监测管道内管水平位移的设备和方法，属于土木工程和供热工程试验技术领域。基于物联网技术，设计一种数据采集系统与供热管道之间的连接装置，实现对直埋供热管道钢内管水平位移的实时监测。该方法包括供电系统、数据采集系统、数据传输系统、数据处理系统和连接装置。该方法不仅能直接监测具有外保温层和保温层的直埋供热管道钢内管的水平方向位移，同时适用于其它材质管道的水平方向位移监测。

技术领域

本发明涉及土木工程和供热工程试验技术领域，特别涉及一种连接装置及用于直接监测管道内管水平位移的设备和方法，尤其是用于直接监测直埋供热管道钢内管水平位移。

背景技术

供热管道在运行中产生的综合位移不仅是管道安全方面的重要数据，也是管道设计中需要考虑的重要参数，位移监测是供热工程管道安全运行中的一项重要内容。随着设计理论和施工技术的进步，供热管道的直径越来越大，铺设方式已基本上完成了由传统的地沟方式向直埋方式的过渡，越来越多的工程采用无补偿冷安装施工方式进行建设。直到19世纪80年代，直埋供热管道铺设技术才取得了新的突破，首先在东北地区推广应用。

直埋无补偿方式通过减少固定墩和补偿器的数量提高了施工效率，降低了施工成本，但同时也对热网设计和管道运行安全带来了新的挑战。欧美国家对供热管道数字化远程安全监测研究较早，更多着眼于管道应变和泄漏安全方面的监控，采用质量或体积平衡法、压力梯度法、声波检测法等。国内的发展处于由综合发展阶段向自动化控制阶段的转型阶段，采用人工检测、声波检测、红外线检测、直埋预警线、分布式光纤检测等方法。在有补偿直埋管道中，管道的变形监测目标主要是垂直方向的变形。但是对于直埋无补偿管道而言，由于锚固段所受的力以及过渡段活动端的位移量都比较大，易出现整体变形破坏；当管线附近平行开沟时，易产生整体水平方向失稳，引起安全事故。因此，水平位移监测是直埋无补偿管道安全监测的重要方面之一。

由于直埋供热管道钢内管工作温度高，设计温度多在130℃左右，导致大部分电子数据采集仪器无法正常工作。此外，内管外部还有一定厚度的保温层和外防护层，这都为直接监测钢内管水平位移带来了困难。如申请号为CN201811610810.3《供热管道位移测量及诊断系统及其工作方法》中水平位移监测是通过供热管道表面的抱箍进行传递，并不是对供热管道内管进行测量，不能用于高温监测。申请号为CN201721127167.X《一种管道变形测量装置》的专利针对无保温层的金属管道局部损伤(凹凸变形)进行测量，无法对有弹性保温层的供热管道进行测量，不能用于高温监测。上述专利所涉及的装置和方法或通过供热管道外防护层外侧进行间接测量，或只能测量管道的轴向变形，均无法实现对供热管道钢内管水平位移进行直接监测。

因此，发明一种可以直接监测直埋供热管道钢内管水平位移的装置和方法尤为重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种连接装置及用于直接监测管道内管水平位移的设备和方法，用于直接监测直埋供热管道钢内管水平位移。

为解决上述技术难题，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种热管道监测用连接装置，其特征在于，该连接装置包括限位环(21)、固定螺钉(22)、连接螺杆(16)、隔热短柱(17)、定位螺杆(18)、底座(19)、支架(20)和高精度水准器(23)；

所述限位环(21)用于通过外护管安装相应的传感器，连接螺杆(16)和隔热短柱(17) 均采用绝缘、耐热和耐腐性材料制成，连接螺杆(16)一方面与限位环(21)固定连接，另一方面与隔热短柱(17)一端固连；

隔热短柱(17)另一端与定位螺杆(18)螺纹连接；

定位螺杆(18)、底座、支架均与管道材质刚度相近，定位螺杆固定在底座(19)中心；高精度水准器(23)固定在底座(19)对称轴上，且高精度水准器(23)的水准面保持水平朝上；