CN105371111A - 楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及公共安全领域的管道泄漏检测识别技术，是一种涉及楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统，主要解决目前从地下管道输出到达用户的这段管道的泄漏检测鲜有研究的问题。楼宇间管道泄漏监测及排气系统包括：监测设备、关断装置、排气装置、通信模块、显示模块和数据处理单元。通过次声波分析楼宇管道气体排放量、排放时间，确定其泄漏点。并在管井低端安装气体传感器检测其浓度，检测超过一定阈值后，启动排气装置，排出危险气体，同时切断电磁阀，避免危险气体继续集聚。本发明能够实时监测管道泄漏并及时排出危险气体，能够对管道燃气供给类型的所有楼宇实施预警安全管理，适应城市安民需求，系统切实可行，具有很好的推广价值。

Description

楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统
技术领域
本发明涉及公共安全领域的管道泄漏检测识别技术，是一种涉及楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统。
背景技术
在当今人们生活中，煤制气、天然气产品，由于它的方便使用、经济、卫生等优点，已经成为城乡居民生活中不可缺的普及使用产品，特别是管道供给的煤制气天然气产品，由于它直接向居民家庭供气，给居民生活带来了极大的便利。但是，任何事物都有它的两面性，管道供给的煤制气天然气产品，在为居民带来便利和经济实惠的同时，由于它的不间断供给功能，一旦操作不当，不单是损失的问题，还会威胁到人民生命安全、影响到社会稳定，对社会的危害是极其严重的。如何在遵守事物规律的前提下，用科学的方法让其更好的为社会服务造福于民。为此，对楼宇内煤制气天然气输送管道冒漏时泄漏浓度预定值检测，建立自动报警和系统功能自动排气处置，预防气体泄漏进入空气后浓度升高时发生自爆现象等问题就显得尤其重要。
目前，市面上已经出现家用煤制气天然气泄漏检测及报警装置产品，可以监测厨房天然气泄漏，在天然气浓度到达一定值后，气体检测器件将会及时做出反应，发出报警信号，提醒用户尽快处理；科技工作者对楼宇外煤制气天然气管道在长输和短输管网监测方面的单项研究，也取得了一定的进展。然而，从进入楼宇开始的输气管道至进入各楼层用户以外的管道冒漏监测管理，却鲜有人研究，由于这段管网为了居民使用气体而铺设，从技术层面难以区分住户用气和管道漏气的关系，这段管道与居住用户交替在一起，稍有问题发生，后果将不堪设想。这个问题的解决将从根上解决输气管网安防智能化全流程无缝衔接。
发明内容
本发明的目的在于对目前天然气泄漏检测研究做进一步补充，提供一种楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统，具体技术方案为：
楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统包括：
监测设备，安装于管道上，对泄漏信号进行检测；
关断装置，用于切断管道通路；
排气装置，用于在泄漏气体浓度达到一定范围时排出危险气体；
通信模块，用于跟上位机通信，传送数据或接受指令；
显示模块，用于显示当前是否有泄漏点及泄漏点位置；
和数据处理单元，用于处理传感器探测的数据并控制各模块动作；
监测设备、关断装置、排气装置、通信模块和显示模块分别于数据处理单元连接。
进一步地，所述监测设备包括：
次声波传感器，安装于管道底端和顶端，对管道内次声波信号进行检测；
和气体传感器，安装于管道底端，用于检测泄漏的天然气。
进一步地，所述次声波传感器接收的声波频率为0～20Hz。
进一步地，所述气体传感器为半导气体传感器、电化学气体传感器、红外线气体传感器和激光气体传感器中的一种。
进一步地，所述关断装置为电磁阀。
进一步地，所述关断装置安装于楼宇间总管道上或通往住户的管道上。
进一步地，所述排气装置为排气扇。
进一步地，所述通信模块为有线通讯方式或无线通讯方式。
进一步地，所述数据处理单元包括FPGA或DSP。
进一步地，还包括蜂鸣器或声光报警器，当出现泄漏时，发出鸣响或声光报警信号。
用户使用天然气的时间是间断的，而天然气管道若是出现泄漏，则是连续的。利用这种间断性和连续性的区别，通过次声波分析楼宇管道气体排放量、排放时间，确定其泄漏点。某个点的漏气时间超过预设时间后，可将其判定为是泄漏点。天然气泄漏后，会在管井内下沉，此时，通过气体传感器检测其浓度，超过一定阈值后，启动排气装置，排出危险气体，同时关闭电磁阀，切断主管道气体供给。避免危险气体继续集聚。
本发明能够实时监测管道泄漏并及时排出危险气体，与现有技术相比，本发明泄漏检测系统简单、易行，能够适应城市管道结构；且填补了目前天然气监测系统的空白，使从地上到地下、从输送端到用户端连接成监控网络；该系统能够快速、灵敏、准确的确定泄漏点，方便安装，具有很好的推广价值。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明原理示意图。
图中，1次声波传感器，2气体传感器，3排气装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明。
如图1-2所示，楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统包括：
监测设备、关断装置、排气装置3、通信模块、显示模块和数据处理单元，监测设备、关断装置、排气装置3、通信模块和显示模块分别于数据处理单元连接。其中，监测设备包括次声波传感器1和气体传感器2。
实施例一
次声波传感器1安装于管道底端和顶端，对管道内次声波信号进行检测；红外气体传感器安装于管道底端，用于检测泄漏的天然气；电磁阀安装通往该栋建筑物的总管路上，检测到天然气泄漏时，直接切断总管路；通信模块为有线通讯方式，通过数据线与上位机连接，传送传感器数据以及泄漏信息，同时接受上位机指令；显示模块可以实时显示当前是否有泄漏点及泄漏点位置。
使用时，首先预设一个时间阈值，次声波传感器1监测漏气信号及泄漏位置信息。当某个点的漏气时间超过预设时间后，可将其判定为是泄漏点。天然气泄漏后，由于比重较大，会在管井内下沉，此时，通过红外气体传感器检测其浓度，当检测到浓度超过一定阈值后，数据处理单元的主控芯片发出信号，控制启动排气装置3，排出危险气体，同时切断电磁阀，避免危险气体继续集聚。
实施例二
电磁阀安装在通往住户的管道上，判定泄漏点位置后，切断该处以及相关位置的用户管道通路。其余同实施例一。
实施例三
通信模块为无线通信方式，通过ZigBee或者WiFi等方式将数据传输给上位机，并接收上位机指令。其余同实施例一。
实施例四
楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统还包括蜂鸣器或声光报警器，当出现泄漏时，发出鸣响或声光报警信号。用以提醒用户，发出报警信号2分钟后，切断电磁阀，以给用户留出足够的反应及处理时间。其余同实施例一。
实施例五
气体传感器2采用激光气体传感器，其余同实施例一。
上面结合附图对本发明的实施例做了详细说明，但本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化，均应归属于本发明专利涵盖范围。

Claims (10)

1.一种楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统，其特征在于，包括：
监测设备，安装于管道上，对泄漏信号进行检测；
关断装置，用于切断管道通路；
排气装置，用于在泄漏气体浓度达到一定范围时排出危险气体；
通信模块，用于跟上位机通信，传送数据或接受指令；
显示模块，用于显示当前是否有泄漏点及泄漏点位置；
和数据处理单元，用于处理传感器探测的数据并控制各模块动作；
监测设备、关断装置、排气装置、通信模块和显示模块分别于数据处理单元连接。
2.根据权利要求1所述的楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统，其特征在于，所述监测设备包括：
次声波传感器，安装于管道底端和顶端，对管道内次声波信号进行检测；
和气体传感器，安装于管道底端，用于检测泄漏的天然气。
3.根据权利要求2所述的楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统，其特征在于，所述次声波传感器接收的声波频率为0～20Hz。
4.根据权利要求2所述的楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统，其特征在于，所述气体传感器为半导气体传感器、电化学气体传感器、红外线气体传感器和激光气体传感器中的一种。
5.根据权利要求1所述的楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统，其特征在于，所述关断装置为电磁阀。
6.根据权利要求1所述的楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统，其特征在于，所述关断装置安装于楼宇间总管道上或通往住户的管道上。
7.根据权利要求1所述的楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统，其特征在于，所述排气装置为排气扇。
8.根据权利要求1所述的楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统，其特征在于，所述通信模块为有线通讯方式或无线通讯方式。
9.根据权利要求1所述的楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统，其特征在于，所述数据处理单元包括FPGA或DSP。
10.根据权利要求1所述的楼宇内运行管道的监测预警及排气管理系统，其特征在于，还包括蜂鸣器或声光报警器，当出现泄漏时，发出鸣响或声光报警信号。
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