УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ

МПК G01F23/00
Устройство для контроля канализационной сети
Полезная модель относится к области водоотведения и может быть использована для контроля канализационной сети с целью выявления дефектов на исследуемых участках, а именно, для выявления в канализационной сети участков, на которых вследствие нарушения их герметичности происходит инфильтрация грунтовых вод.
Известны устройства для контроля канализационной сети (см., например, CN203148506, GB2500270), позволяющие выявить дефекты на исследуемых участках, которые приводят к работе канализационной сети в режиме полного заполнения живого сечения трубопровода сточной жидкостью.
Рассматриваемые устройства осуществляют мониторинг параметра, по которому судят о состоянии канализационной сети, в качестве которого выбран параметр, характеризующий степень заполнения живого сечения канализационной трубы сточной жидкостью.
В качестве ближайшего аналога заявляемого устройства выбрано устройство для контроля канализационной сети, описанное в [GB2500270],
Рассматриваемое устройство включает блок обработки данных, на вход которого по беспроводным линиям связи поступают сигналы от одного или более датчиков, каждый из которых расположен на одном из исследуемых участков канализационной сети.
Каждый датчик измеряет параметр, характеризующий состояние канализационной сети, а именно, характеризующий степень заполнения живого сечения канализационной трубы, по которому можно судить о возникновении напорного режима в канализационной трубе. В качестве указанных датчиков используют датчики уровня, которые измеряют уровень сточной жидкости в канализационной трубе на ее исследуемых участках, а также обеспечивают запоминание измеренных данных.
Блок обработки данных выполнен с возможностью выработки сигналов, каждый из которых характеризует зависимость для каждого исследуемого участка уровня сточной жидкости от времени.
Полученные с помощью блока обработки данных зависимости позволяют выявить, на каком из исследуемых участков происходит повышение уровня сточной
жидкости выше нормативного, что свидетельствует о нарушении гидравлического режима в канализационной трубе на данном участке.
Задачей заявляемой полезной модели является обеспечение возможности выявления инфильтрации грунтовых вод на исследуемом участке канализационной сети.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в устройстве для контроля канализационной сети, включающем первый блок обработки данных, на вход которого подается, по меньшей мере, один входной сигнал, соответствующий значению параметра, характеризующего состояние канализационной сети, измеряемого с помощью датчика, размещенного на одном из ее исследуемых участков, при этом первый блок обработки данных выполнен с возможностью выработки в соответствии с каждым подаваемым на его вход входным сигналом выходного информационного сигнала, характеризующего зависимость от времени параметра, измеряемого с помощью размещенного на одном из исследуемых участков канализационной сети датчиком, согласно полезной модели каждый подаваемый на вход первого блока обработки данных входной сигнал является сигналом, соответствующим значению температуры сточной жидкости, измеряемой с помощью размещенного на одном из исследуемых участков канализационной сети датчика температуры, каждым выходным информационным сигналом, вырабатываемым первым блоком обработки данных, является сигнал, характеризующий зависимость от времени температуры сточной жидкости, измеряемой размещенным на одном из исследуемых участков канализационной сети датчиком температуры, при этом устройство содержит второй блок обработки данных, на вход которого подается, по меньшей мере, один входной сигнал, соответствующий значению уровня грунтовых вод, измеряемого с помощью уровнемера, размещенного вблизи одного из исследуемых участков канализационной сети, причем второй блок обработки данных выполнен с возможностью выработки в соответствии с каждым подаваемым на его вход входным сигналом выходного информационного сигнала, характеризующего зависимость от времени уровня грунтовых вод, измеряемого расположенным вблизи одного из исследуемых участков канализационной сети уровнемером, а также третий блок обработки данных, вход которого связан с выходом первого блока обработки данных и с выходом второго блока обработки данных, причем третий блок обработки данных выполнен с возможностью выработки для каждой пары входных сигналов, один из которых характеризует зависимость от времени температуры сточной жидкости на одном из исследуемых участков канализационной сети, а второй характеризует зависимость от времени уровня грунтовых вод вблизи того же исследуемого участка канализационной сети, выходного сигнала, несущего информацию о наличии для указанных выше двух зависимостей общего временного участка, на котором наблюдается соответственно понижение температуры сточной жидкости и повышение уровня грунтовых вод.
Уровень грунтовых вод может в значительной степени изменяться в силу различных причин, таких как изменение уровня воды в близлежащих водоемах, ливневые осадки, сезонное изменение уровня грунтовых вод и прочее.
В этой связи в канализационной сети, конструктивные элементы которой при монтаже располагаются выше уровня грунтовых вод, могут частично или полностью оказаться расположенными ниже уровня грунтовых вод, что, в случае возникновения на некотором участке канализационной сети нарушения герметичности конструктивного элемента или узла соединения конструктивных элементов канализационной сети, может привести к инфильтрации в нее грунтовых вод.
Особенностью заявляемого устройства является наличие в нем описанных выше первого блока обработки данных, на вход которого поступает входной сигнал от одного или более датчиков температуры сточной жидкости, второго блока обработки данных, на вход которого поступает входной сигнал от одного или более датчиков уровня, и третьего блока обработки данных, являющегося, по сути, компаратором, позволяющим в автоматическом режиме произвести для каждого исследуемого участка сравнительный анализ зависимостей, получаемых с помощью первого и второго блоков обработки данных, с выявлением временного интервала, на котором одновременно с повышением уровня грунтовых вод вблизи исследуемого участка канализационной сети наблюдается снижение температуры сточной жидкости.
Каждая получаемая с помощью первого блока обработки данных зависимость позволяет выявить, на каком временном интервале (интервалах) на конкретном исследуемом участке происходит существенное изменение температуры сточной жидкости, которым является заметное снижение температуры сточной жидкости (на несколько градусов). При этом выявленное понижение температуры сточной жидкости не может однозначно свидетельствовать о попадании холодной
грунтовой воды в канализационную сеть на данном участке, так как температура сточной жидкости может существенно понизиться и в силу других причин, таких как авария в системе водоснабжения и водоотведения, отключение горячей воды и прочее.
Каждая получаемая с помощью второго блока обработки данных зависимость позволяет выявить, на каком временном интервале (интервалах) происходит существенное изменение уровня грунтовых вод вблизи конкретного исследуемого участка канализационной сети до или выше отметки (геодезической) расположения элементов канализационной сети, в частности, до или выше отметки расположения днища канализационного колодца или узла ввода в канализационный колодец канализационной трубы. При этом выявленное повышение уровня грунтовых вод в зоне, прилежащей к какому - либо исследуемому участку канализационной сети, свидетельствует о возможности проникновения грунтовых вод в канализационную сеть на данном участке при условии нарушения герметичности входящих в её состав конструктивных элементов, но не может однозначно свидетельствовать о факте такого проникновения.
За счет наличия в заявляемом устройстве третьего блока обработки данных, оказывается возможным в ходе сравнительного анализа выявить такой временной интервал, на котором одновременно с повышением уровня грунтовых вод вблизи исследуемого участка канализационной сети на нем наблюдается снижение температуры сточной жидкости. Совпадение двух указанных событий во времени свидетельствует о проникновении в канализационную сеть на исследуемом участке грунтовых вод, что, в свою очередь, указывает на наличие дефекта, которым является нарушение герметичности канализационной сети на исследуемом участке.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемой полезной модели, является возможность в автоматическом режиме выявить временной интервал, на котором одновременно с повышением уровня грунтовых вод вблизи исследуемого участка канализационной сети наблюдается снижение температуры сточной жидкости. Это позволяет решить поставленную задачу - выявление инфильтрации грунтовых вод в канализационную сеть на исследуемом участке.
Заявляемое устройство может быть выполнено на базе ЭВМ, микропроцессора, персонального компьютера, а его работа осуществляется с помощью специального программного обеспечения. При этом выходной сигналустройства, являющийся выходным сигналом третьего блока обработки данных, может быть представлен в графической, табличной и иной форме и может быть, в частности, визуализирован на экране индикатора (монитора) или отражен на бумажном носителе с помощью печатающего устройства.
На фигуре схематично представлено заявляемое устройство.
Устройство содержит первый блок 1 обработки данных и второй блок 2 обработки данных, входные сигналы которых являются входными сигналами устройства.
На каждый вход первого блока 1 обработки данных подается входной сигнал 3 от одного из датчиков 4 температуры сточной жидкости, каждый из которых размещен на одном из исследуемых участков 5 канализационной сети (на фигуре изображены два входных сигнала 3, подаваемых на вход первого блока 1 обработки данных, а также один исследуемый участок 5 канализационной сети и один размещенный на указанном участке 5 датчик 4).
Под канализационной сетью здесь и далее понимается как вся канализационная сеть населенного пункта (города), так и ее часть, территориально расположенная в границах области контроля.
В качестве исследуемого участка 5 канализационной сети выбирают конструктивный элемент канализационной сети или узел соединения ее конструктивных элементов, в частности, канализационный колодец.
В качестве датчика 4 температуры сточной жидкости в заявляемом устройстве может быть, в частности, использован температурный даталоггер, который обеспечивает измерение температуры сточной жидкости - с заданным изменяемым интервалом времени - и запоминание полученных в течение заданного периода наблюдения данных.
Данные, измеренные датчиком 4 температуры, могут поступать на первый блок 1 обработки данных по проводным или беспроводным каналам связи, или заводиться в указанный блок с носителя информации (флэш - памяти и прочее), на котором они были записаны.
Первый блок 1 обработки данных выполнен с возможностью выработки (для каждого исследуемого участка 5) выходного информационного сигнала 6, характеризующего зависимость от времени температуры сточной жидкости, измеренной на данном участке 5 (на фигуре показаны два выходных сигнала 6,
каждый из которых вырабатывается в первом блоке 1 обработки данных в соответствии с одним из подаваемых на его вход входных сигналов 3).
На каждый вход второго блока 2 обработки данных подается входной сигнал 7 от одного из датчиков 8, каждый из которых выполнен и установлен с возможностью определения уровня грунтовых вод вблизи одного из исследуемых участков 5. В качестве каждого датчика 8 использован уровнемер.
При этом на вход блока 2 обработки данных может подаваться один (общий для нескольких участков 5) входной сигнал 7 или несколько входных сигналов 7, каждый из которых несет информацию об уровне грунтовых вод вблизи одного из исследуемых участков 5, измеряемом с помощью одного из уровнемеров 8, размещаемых в примыкающей к данному исследуемому участку 5 зоне (на фигуре изображены два входных сигнала 7, подаваемых на вход второго блока 2 обработки данных).
В частности, каждый из датчиков 8 прикрепляют к корпусу одного из канализационных колодцев 5 вблизи его днища или вблизи узла ввода в него канализационной трубы.
В случае, когда канализационная сеть расположена вблизи водоема или реки, в качестве входного сигнала 7 может быть использован один сигнал, поступающий от уровнемера 8, измеряющего уровень воды в указанном водоеме или реке, по показаниям которого судят об уровне грунтовых вод на нескольких близ лежащих участках 5 канализационной сети.
В качестве уровнемера 8 может быть использован уровнемер, обеспечивающий измерение уровня грунтовых вод с заданным изменяемым интервалом времени и запоминание полученных в течение заданного периода наблюдения данных.
Данные, измеренные уровнемером 8, могут поступать на второй блок 2 обработки данных по проводным или беспроводным каналам связи, или заводиться в указанный блок с носителя информации (флэш - памяти и прочее), на котором они были записаны.
Второй блок 2 обработки данных выполнен с возможностью выработки (для каждого исследуемого участка 5) выходного информационного сигнала 9, характеризующего зависимость от времени уровня грунтовых вод вблизи данного участка 5 (на фигуре показаны два выходных сигнала 9, каждый из которых
вырабатывается во втором блоке 2 обработки данных в соответствии с одним из подаваемых на его вход входных сигналов 7).
Устройство также содержит третий блок 10 обработки данных, на вход которого поступают сигналы 6 с выхода первого блока 1 обработки данных и сигналы 9 с выхода второго блока 2 обработки данных.
Третий блок 10 обработки данных выполнен с возможностью выработки для каждой пары входных сигналов 6 и 9 , один из которых характеризует зависимость от времени температуры сточной жидкости на одном из исследуемых участков 5, а второй характеризует зависимость от времени уровня грунтовых вод вблизи того же исследуемого участка 5, выходного сигнала 11, несущего информацию о наличии для указанных выше двух зависимостей общего временного участка, на котором наблюдается соответственно понижение температуры сточной жидкости и повышение уровня грунтовых вод.
Устройство работает следующим образом.
На основании измерений, осуществляемых датчиком 4 (датчиками 4) и уровнемером 8 (уровнемерами 8) в течение заданного периода наблюдения первый блок 1 и второй блок 2 обработки данных вырабатывают (для каждого исследуемого участка 5) соответственно выходные информационные сигналы 6 и 9, характеризующие зависимости от времени температуры сточной жидкости на конкретном исследуемом участке 5 и уровня грунтовых вод вблизи того же исследуемого участка 5.
В третьем блоке 10 обработки осуществляется сравнительный анализ каждой пары сигналов 6 и 9, и, если выявляется общий временной интервал, на котором наблюдается понижение температуры сточной воды и повышение уровня грунтовых вод на указанных выше зависимостях, полученных для одного и того же участка исследуемого 5, вырабатывается сигнал 11, по которому судят о возникновении дефекта - о нарушении герметизации конструктивных элементов канализационной сети на данном исследуемом участке 5.
Таким образом, с помощью заявляемого устройства осуществляется контроль канализационной сети в течение периода наблюдения, который служит для выработки практических решений для устранения выявленных дефектов в канализационной сети.