——基于4G/LoRawan压力变送器的喷淋管网末端压力远程监控设计
一. 喷淋系统末端压力监测的规范要求与现实困境
喷淋系统末端试水装置是检验喷淋管网是否通畅、压力是否达标的关键点位。根据《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB 50261-2017要求，每个报警阀组控制的最不利点喷头处应设置末端试水装置，并应具有压力显示功能。
然而在实际运行中，喷淋系统末端压力监测存在几个普遍问题：
问题一：末端压力仅现场读取，无法远程掌握
绝大多数建筑的末端试水装置仅配置普通压力表，需要物业人员到现场打开试水阀才能读取动压值，或平时仅能查看静压值。值班人员无法在中控室实时掌握最不利点的压力状态。
问题二：末端压力被忽视，隐患难以发现
喷淋管网中间环节众多（报警阀、水流指示器、信号阀等），任何一处阀门误关或管道堵塞，都会影响末端压力。但由于末端位置分散、检查不便，往往是整个系统中被忽视的环节。
问题三：定期试水依赖人工，无法替代连续监测
规范要求末端试水装置需定期进行放水试验，检查水流指示器、报警阀等是否正常动作。但人工试水只能反映试验时刻的状态，无法替代连续监测发现缓慢变化的隐患。
问题四：多个末端分散布置，集中管理困难
大型建筑可能有数十个末端试水装置，分布在各个防火分区、各个楼层。逐一巡查工作量大，且无法在同一时间点掌握整个系统的压力分布状况。
二. 方案设计：无线压力变送器监测系统
针对上述问题，本方案采用无线压力变送器，实现对喷淋系统末端压力的远程实时监测。设备集成压力测量与无线传输功能，无需额外配置传输模块。
2.1 系统架构
| 组成部分 | 设备名称 | 功能说明 |
| 现场采集层 | 无线压力变送器 | 安装于末端试水装置或附近管道，内置4G/LoRa模块直接上传数据 |
| 网络传输层 | 4G基站 / LoRa网关 | 将数据从现场传至云端服务器 |
| 平台应用层 | 监测云平台 | 数据展示、报警推送、历史查询、试水记录管理 |
2.2 设备选型
无线压力变送器（CIP系列）
| 参数 | 说明 |
| 测量原理 | 压阻式或扩散硅传感器，感知介质压力转换为电信号 |
| 测量范围 | 常规0-1.6MPa（喷淋系统工作压力通常为0.4-1.2MPa） |
| 传输方式 | 内置4G或LoRaWAN模块，数据直接上传 |
| 供电方式 | 内置锂电池，低功耗设计，续航3-5年（视上报频率而定） |
| 防护等级 | IP65以上，适应管道间、管井等环境 |
| 安装接口 | M20×1.5或G1/2螺纹，可直接替换或并联原有压力表 |
2.3 监测点位设置原则
| 点位类型 | 安装位置 | 选点说明 | 监测目的 |
| 最不利点末端 | 每个报警阀组最远端末端试水装置 | 必须监测，是整个系统的代表性点位 | 掌握系统最薄弱环节的压力状态 |
| 关键区域末端 | 重要保护区域（机房、档案室等）的末端 | 选择性加装，提高重点区域监测密度 | 确保重要区域喷淋压力达标 |
| 分区交界处 | 不同防火分区交界附近管道 | 辅助点位，用于判断分区阀门状态 | 发现误关的分区控制阀 |
三. 安装方案
3.1 末端试水装置安装方式
| 安装要点 | 说明 |
| 取压位置 | 末端试水装置的压力表接口，通常为标准螺纹接口 |
| 安装方式 | 拆除原压力表，直接安装无线压力变送器；或加装三通，同时保留原压力表 |
| 试水功能保留 | 安装后不得影响末端试水装置的正常试水功能，试水阀仍可正常操作 |
| 空间考虑 | 末端试水装置通常安装在吊顶内或管道井，需确认安装空间是否足够 |
3.2 管道直装方式（无末端试水装置场景）
部分老旧建筑可能未按规范设置末端试水装置，仅有喷淋管道。此时可在管道上直接取压。
| 安装要点 | 说明 |
| 取压位置 | 选择喷淋管道末端或分支末端，靠近最不利点喷头位置 |
| 安装方式 | 在管道上开孔焊接短管，安装球阀后连接无线压力变送器 |
| 注意事项 | 开孔焊接需排空管道、停水作业，建议在系统维修时同步实施 |
3.3 多末端集中管理方案
对于有多个末端的大型建筑，可采用分区网关集中管理。
| 安装要点 | 说明 |
| 组网方式 | 每个末端安装LoRawan无线压力变送器，每层或每区设置LoRawan网关 |
| 网关位置 | 安装在管道井、弱电间等便于取电且信号覆盖良好的位置 |
| 数据汇聚 | 所有网关通过4G或以太网上传数据至同一平台，实现统一管理 |
四. 监测内容与报警策略
4.1 监测参数
| 参数 | 说明 | 作用 |
| 静压值 | 无用水状态下的稳定压力 | 判断管网是否保压正常 |
| 动压值 | 试水阀开启后的流动压力 | 判断管道是否通畅、供水能力是否充足 |
| 压力波动 | 日常压力变化情况 | 发现缓慢泄漏或稳压系统异常 |
| 试水事件 | 试水阀开启导致的压力下降 | 记录人工试水操作时间和时长 |
| 电池电量 | 设备剩余电量 | 及时提醒更换电池 |
4.2 报警阈值设置（参考）
| 报警类型 | 阈值设置 | 处理建议 |
| 静压低报警 | 低于设定值（如0.4MPa） | 检查稳压泵、补压装置，查找泄漏点 |
| 静压持续下降 | 24小时内静压下降超过0.1MPa | 可能存在缓慢泄漏，安排巡检 |
| 动压不足 | 试水时动压低于设定值（如0.2MPa） | 检查该支路管道是否堵塞、阀门是否未全开 |
| 阀门误关报警 | 压力突降后未恢复，且无试水记录 | 可能分区控制阀被误关闭 |
| 试水超时 | 试水阀开启时间超过设定值 | 提醒操作人员及时关闭试水阀 |
| 低电量报警 | 电池电压低于阈值 | 安排更换电池 |
4.3 数据上报策略
| 上报模式 | 设置建议 | 目的 |
| 定时上报 | 1次/30分钟或1次/小时 | 常规监测，记录历史数据 |
| 报警上报 | 触发报警阈值时立即上报 | 第一时间发现隐患 |
五. 方案优势
优势一：最不利点压力实时掌握
末端试水装置是最不利点的代表，其压力值直接反映整个喷淋系统的供水能力。通过无线监测，可在中控室随时掌握系统最薄弱环节的状态。
优势二：静压动压双重监测
日常监测静压值，判断系统保压能力；试水时监测动压值，判断管道通畅性和供水能力。两种数据相互印证，全面评估系统健康度。
优势三：自动记录试水操作
每次人工试水操作导致的压力下降事件会被自动记录，包括试水时间、时长、动压值。这些数据可作为规范要求的定期试验记录存档。
优势四：分区压力分布可视化
多个末端同时监测，可在平台上一键查看整个建筑各区域的末端压力分布图，快速定位压力异常区域，判断问题源头。
优势五：无需布线，安装简便
末端试水装置通常位于管道井、吊顶内，布线困难。无线安装无需敷设线缆，单点安装可在30分钟内完成。
优势六：预防性维护有据可依
通过长期压力趋势分析，可发现缓慢变化的隐患，在故障发生前安排维护。例如静压持续下降可提前排查泄漏点。
六. 选型与安装注意事项
第一，量程选择。
喷淋系统工作压力通常为0.4-1.2MPa，建议选用0-1.6MPa量程，预留余量。动压测试时压力会低于静压，量程下限应能覆盖0MPa。
第二，取压位置选择。
优先选择末端试水装置原有压力表接口。若无压力表，可选择试水装置前的管道取压，但需确保能同时监测静压和动压。
第三，试水功能保留。
安装后必须确保试水阀仍可正常开启，不得因安装变送器而影响试水操作。建议加装三通，保留原压力表位置供现场巡查使用。
第四，防冻考虑。
末端试水装置可能位于不采暖区域（如车库、屋顶设备层），北方地区需确认设备工作温度范围，选用耐低温型号。
第五，信号测试。
管道井、吊顶内信号可能较弱，安装前需测试4G信号强度。弱信号区域可选用LoRa方案加装网关，或加外置天线引至信号较好位置。
第六，定期巡检。
虽为无线监测，建议每半年进行一次现场巡检，检查设备外观、电池电量，并进行一次人工试水，验证报警功能正常。
七. 适用场景
- 高层建筑：住宅、写字楼喷淋系统末端压力监测
- 商业综合体：大型商场、酒店多个末端集中监测
- 地下车库：不采暖区域末端防冻监测
- 工业厂房：大面积厂房喷淋系统压力监测
- 数据中心：重要机房区域喷淋末端重点监测
- 老旧建筑改造：无需布线即可增加末端压力监测
