一種應(yīng)變薄膜的結(jié)構(gòu)及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地下管線測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于應(yīng)變薄膜的結(jié)構(gòu)及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地下管線分布的規(guī)模和種類日益劇增。地下管線包括電纜、供熱管道、供水管道、燃?xì)夤艿赖鹊?，由于其是埋設(shè)在地底下，一旦發(fā)生破裂等無(wú)法立刻即使定位，給管理人員的維修帶來(lái)不便。更甚至是無(wú)法立刻定位后造成更嚴(yán)重的危險(xiǎn)，導(dǎo)致人員財(cái)產(chǎn)的損失。地下管線長(zhǎng)居于黑暗無(wú)光的地下，其即使發(fā)生泄漏等多半是根據(jù)傳感器對(duì)泄漏物體量進(jìn)行測(cè)量來(lái)感應(yīng)的，而處于成本的考慮，傳感器的設(shè)置均是間隔一定距離，無(wú)法遍布整個(gè)管道，其感應(yīng)速度和感應(yīng)效果大大降低，且一些管道上細(xì)小的裂縫就無(wú)法即使感應(yīng)到，而需要泄漏等情況發(fā)生的后才有可能感應(yīng)，而往往細(xì)小的裂縫修補(bǔ)容易簡(jiǎn)單，而一旦造成泄漏后，則很有可能造成財(cái)產(chǎn)的重大損失，甚至造成人員傷亡。因此，如何準(zhǔn)確定位地下管線的微小故障位置，并準(zhǔn)確作出故障反饋，將管線損耗在瑕疵階段就即使避免，最大化地減少財(cái)產(chǎn)和人員損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于北斗定位的地網(wǎng)管線測(cè)試系統(tǒng)，配合貼設(shè)在管道表面的應(yīng)變薄膜，并設(shè)計(jì)一等效電路，檢測(cè)應(yīng)變薄膜對(duì)電路電阻的變化，從而檢測(cè)出故障點(diǎn)的位置，即使將最微小的損耗即使準(zhǔn)確地定位，為管道維護(hù)提供最及時(shí)的檢測(cè)定位功能。
[0004]本發(fā)明還提供了一種基于北斗定位的地網(wǎng)管線測(cè)試方法，通過(guò)在管道表面貼設(shè)應(yīng)變薄膜，并配合相應(yīng)電路對(duì)管道上的裂縫和微小形變進(jìn)行感應(yīng)，從而準(zhǔn)確定位管道表面裂縫和微小形變，給管道維護(hù)提供最大化的時(shí)間保證，并大大降低了管道維護(hù)成本。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于北斗定位的地網(wǎng)管線測(cè)試系統(tǒng)，包括貼設(shè)在管線外表的應(yīng)變薄膜，以及設(shè)置在應(yīng)變薄膜外表的防水薄膜，所述應(yīng)變薄膜為N個(gè)環(huán)狀應(yīng)變薄膜，其中N多2，每一環(huán)狀應(yīng)變薄膜緊貼設(shè)在管道周向環(huán)外壁，相鄰兩個(gè)環(huán)狀應(yīng)變薄膜之間具有絕緣膜隔離，還包括整流電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、主控電路和北斗定位模塊，每η個(gè)環(huán)狀應(yīng)變薄膜之間通過(guò)導(dǎo)線串聯(lián)或并聯(lián)成為應(yīng)變薄膜組，其中I < η < N，應(yīng)變薄膜組與整流電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和主控電路依次電性連接，所述北斗定位模塊與主控電路電性連接，北斗定位模塊通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)及監(jiān)控中心通信。
[0006]進(jìn)一步的，所述整流電路為橋式整流電路，其由電阻町、1?2、1?3、1?4依序頭尾連接構(gòu)成，其中電阻Rl和電阻R2的共同連接端為a端，電阻Rl和電阻R3的共同連接端為b端，電阻R3和電阻R2的共同連接端為c端，電阻R2和電阻R4的共同連接端為d端，a端和c端連接交流電源U1, b端和d端為電壓輸出端U。并與濾波電路輸入端連接，濾波電路輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換電路輸出端與主控電路連接。
[0007]進(jìn)一步的，還包括電源電路，所述電源電路輸入端連接交流電源U1，所述電源電路輸出直流電源分別為濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和主控電路以及北斗定位模塊供電。
[0008]一種基于北斗定位的地網(wǎng)管線測(cè)試方法，包括以下步驟:
在管線外表均勻貼設(shè)N個(gè)環(huán)狀應(yīng)變薄膜，其中N ^ 2，并在每一環(huán)狀應(yīng)變薄膜外表貼設(shè)防水薄膜，
并在相鄰兩個(gè)環(huán)狀應(yīng)變薄膜之間設(shè)置絕緣膜隔離，
每η個(gè)環(huán)狀應(yīng)變薄膜之間通過(guò)導(dǎo)線串聯(lián)或并聯(lián)成為應(yīng)變薄膜組，其中I < η < N，
設(shè)置η個(gè)依序連接的整流電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、主控電路和北斗定位模塊構(gòu)成運(yùn)算電路，
并將每一應(yīng)變薄膜組與每一運(yùn)算電路連接，所有運(yùn)算電路均通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)及監(jiān)控中心通信。
[0009]進(jìn)一步的，所述整流電路為橋式整流電路，其由電阻町、1?2、1?3、1?4依序頭尾連接構(gòu)成，其中電阻Rl和電阻R2的共同連接端為a端，電阻Rl和電阻R3的共同連接端為b端，電阻R3和電阻R2的共同連接端為c端，電阻R2和電阻R4的共同連接端為d端，a端和c端連接交流電源U1, b端和d端為電壓輸出端U。并與濾波電路輸入端連接，濾波電路輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換電路輸出端與主控電路連接。
[0010]進(jìn)一步的，還設(shè)置有電源電路，所述電源電路輸入端連接交流電源U1，所述電源電路輸出直流電源分別為濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和主控電路以及北斗定位模塊供電。
[0011]應(yīng)變薄膜的結(jié)構(gòu)包括硅基底，所述硅基底上形成有溝道，所述溝道上覆設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)壓敏電阻，復(fù)數(shù)個(gè)壓敏電阻分成兩排排列，并形成惠斯通電橋橋臂，所述復(fù)數(shù)個(gè)壓敏電阻將所述溝道密封，形成真空溝道，所述復(fù)數(shù)個(gè)壓敏電阻對(duì)應(yīng)于所述真空溝道的部分為應(yīng)力集中區(qū)，所述硅基底上還形成有源區(qū)、漏區(qū)和漂移區(qū)，所述溝道設(shè)置在源區(qū)和漂移區(qū)之間，且溝道與源區(qū)和漂移區(qū)之間通過(guò)保護(hù)層隔離。
[0012]應(yīng)變薄膜的制備方法如下:
A、在硅基底上形成溝道，并在該溝道上覆設(shè)復(fù)數(shù)個(gè)壓敏電阻，
B、復(fù)數(shù)個(gè)壓敏電阻分成兩排排列，并形成惠斯通電橋橋臂，
C、所述復(fù)數(shù)個(gè)壓敏電阻將所述溝道密封，形成真空溝道，
D、所述復(fù)數(shù)個(gè)壓敏電阻對(duì)應(yīng)于所述真空溝道的部分為應(yīng)力集中區(qū)，
F、在硅基底上形成漏區(qū)，
G、在硅基底上溝道兩側(cè)形成源區(qū)和漂移區(qū)，且溝道與源區(qū)和漂移區(qū)之間設(shè)置保護(hù)層隔離。
[0013]所述應(yīng)變薄膜的尺寸為寬度:l-10cm，相鄰兩應(yīng)變薄膜之間的距離為10-20cm。
[0014]本發(fā)明通過(guò)采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明的基于北斗定位的地網(wǎng)管線測(cè)試系統(tǒng)，配合貼設(shè)在管道表面的應(yīng)變薄膜，并設(shè)計(jì)一等效電路，檢測(cè)應(yīng)變薄膜對(duì)電路電阻的變化，從而檢測(cè)出故障點(diǎn)的位置，即使將最微小的損耗即使準(zhǔn)確地定位，為管道維護(hù)提供最及時(shí)的檢測(cè)定位功能。
[0015]本發(fā)明的一種基于北斗定位的地網(wǎng)管線測(cè)試方法，通過(guò)在管道表面貼設(shè)應(yīng)變薄膜，并配合相應(yīng)電路對(duì)管道上的裂縫和微小形變進(jìn)行感應(yīng)，從而準(zhǔn)確定位管道表面裂縫和微小形變，給管道維護(hù)提供最大化的時(shí)間保證，并大大降低了管道維護(hù)成本。
[0016]本發(fā)明的應(yīng)變薄膜靈敏度高。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是圖1的A部放大示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1的電路等效不意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]作為一個(gè)具體的實(shí)施例，如圖1至圖3所示，本發(fā)明的一種基于北斗定位的地網(wǎng)管線測(cè)試系統(tǒng)，包括貼設(shè)在管線I外表的應(yīng)變薄膜，以及設(shè)置在應(yīng)變薄膜外表的防水薄膜3，所述應(yīng)變薄膜為N個(gè)環(huán)狀應(yīng)變薄膜2，即防水薄膜3可以設(shè)置為N個(gè)，分別設(shè)置在N個(gè)環(huán)狀應(yīng)變薄膜2表面，也可以設(shè)置一個(gè)，包覆在所有環(huán)狀應(yīng)變薄膜2表面，其中N多2，且N為正整數(shù)。每一環(huán)狀應(yīng)變薄膜2緊貼設(shè)在管道周向環(huán)外壁，相鄰兩個(gè)環(huán)狀應(yīng)變薄膜2之間具有絕緣膜4隔離，還包括整流電路5、濾波電路6、A/D轉(zhuǎn)換電路7、主控電路8和北斗定位模塊9，每η個(gè)環(huán)狀應(yīng)變薄膜2之間通過(guò)導(dǎo)線10串聯(lián)成為應(yīng)變薄膜組B，其中KnS N，本實(shí)施例中η取16。應(yīng)變薄膜組與整流電路5、濾波電路6、A/D轉(zhuǎn)換電路7和主控電路8依次電性連接，所述北斗定位模塊9與主控電路8電性連接，北斗定位模塊9通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)及監(jiān)控中心通信。所述主控電路8包括DSP芯片及其輔助電路。
[0023]具體參考圖3所示，所述整流電路5為橋式整流電路，其由電阻町、1?2、1?3、1?4依序頭尾連接構(gòu)成，其中電阻Rl和電阻R2的共同連接端為a端，電阻Rl和電阻R3的共同連接端為b端，電阻R3和電阻R2的共同連接端為c端，電阻R2和電阻R4的共同連接端為d端，a端和