CN107035972B - 一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统 - Google Patents

一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统，包括车顶燃气遥测装置、车前端开路燃气监测装置、智能车载终端、车载电源和云端燃气管网监测平台，所述车顶燃气遥测装置和车前端开路燃气监测装置分别与智能车载终端电连接，所述车载电源分别与车顶燃气遥测装置、车前端开路燃气监测装置和智能车载终端电连接，所述智能车载终端与云端燃气管网监测平台通过无线信号连接。本发明的优点：易于进行二次开发，集成度好，成本低，适用性强，且功能人性化。

Description

一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统
技术领域
本发明涉及燃气监测，尤其涉及一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统。
背景技术
天然气作为一种清洁环保的燃料被广泛使用，城市燃气管路需要进行定期的巡检，现有技术中有采用巡检车进行监测的，其虽然具有较好的性能，但价格昂贵，同时由于其集成程度普遍较低，无法对产品进行二次开发，数据读取实时性差，难以集成到其他系统中，并且现有技术中的燃气管路巡检车的适用性较差，功能涉及不够人性化。
发明内容
针对现有技术的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种适用性好、成本低、人性化的城市燃气管巡检车用智能巡检系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统，其创新点在于：包括车顶燃气遥测装置，用于监测非车道下的燃气管路；车前端开路燃气监测装置，用于监测监测车道下方的燃气管路；智能车载终端，用于和云端燃气管网监测平台进行数据交互、处理数据、显示数据、对车顶燃气遥测装置和车前端开路燃气监测装置进行控制；车载电源，用于为车顶燃气遥测装置、车前端开路燃气监测装置和智能车载终端供电；云端燃气管网监测平台，用于和智能车载终端进行数据交互，统计收集到的监测数据并进行展示；所述车顶燃气遥测装置和车前端开路燃气监测装置分别与智能车载终端电连接，所述车载电源分别与车顶燃气遥测装置、车前端开路燃气监测装置和智能车载终端电连接，所述智能车载终端与云端燃气管网监测平台通过无线信号连接。
进一步的，所述车顶燃气遥测装置包括激光气体传感器、高清摄像机和车载云台，所述激光气体传感器和高清摄像机位于车载云台的上方并与其固定连接，所述激光气体传感器、高清摄像机和车载云台分别与智能车载终端电连接，所述车载云台能够进行360°旋转，所述激光气体传感器的上方设置有距离传感器。
进一步的，所述车前端开路燃气监测装置包括圆管、开路激光传感器和防反面，所述开路激光传感器和防反面封装在圆管内部两侧，所述开路激光传感器和防反面各占圆管的一半，所述开路激光传感器与智能车载终端电连接。
进一步的，所述智能车载终端包括外围部分、主机和电源接口部分，所述外围部分和电源接口部分分别与主机电连接。
进一步的，所述外围部分包括GPS天线、USB接口、网口、串口、触屏显示屏和无线天线。
进一步的，所述主机包括GPS模块、主板、无线模块和终端电源模块，所述GPS模块、无线模块和终端电源模块分别与主板电连接。
进一步的，所述电源接口部分包括UPS电源接口、稳压电源接口和24V供电电源，所述UPS电源接口、稳压电源接口和24V供电电源分别与主机电连接，所述UPS电源接口和稳压电源接口分别与车载电源电连接。
进一步的，所述主机电连接有报警模块。
采用上述结构后，本发明有益效果为：
(1)本发明采用TDLAS激光遥测技术，开路设计，可在巡检车辆正常的行驶状态下，快速精确的探测燃气泄露，检测精度达到PPM级，且不受其他气体成分以及温度、湿度的影响，准确性高，反应速度快，极大的提高了燃气管网的巡检效率和巡检质量。
(2)本发明采用车顶遥测与车前端开路监测的方式进行监测，既适合车道下的管路巡检，同时对于非车道下的管路也可进行监测，适应性广。
(3)本发明的车顶燃气遥测装置包括激光气体传感器、高清摄像机和车载云台，可在车内对遥测设备进行操作，方便快捷，遥测装置在遥测气体浓度的同时进行距离测量，装置所发出的光线对人畜无害。
(4)本发明的车前端开路燃气监测装置依照TDLAS监测技术特性以及气体流动特征进行了独特的的开路结构设计，在提高了检测准确性的同时，又简单耐用。
(5)本发明的智能车载终端采用触屏显示屏，操作方便快捷，终端接口丰富，易于扩展。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中的智能车载终端的结构示意图；
图3是本发明中的智能车载终端的软件流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参看图1，本具体实施方式披露了一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统，包括车顶燃气遥测装置，用于监测非车道下的燃气管路；车前端开路燃气监测装置，用于监测监测车道下方的燃气管路；智能车载终端，用于和云端燃气管网监测平台进行数据交互、处理数据、显示数据、对车顶燃气遥测装置和车前端开路燃气监测装置进行控制；车载电源，用于为车顶燃气遥测装置、车前端开路燃气监测装置和智能车载终端供电；云端燃气管网监测平台，用于和智能车载终端进行数据交互，统计收集到的监测数据并进行展示。
车顶燃气遥测装置和车前端开路燃气监测装置分别与智能车载终端电连接，可行的，具体的通过数据接口进行连接，以完成数据交互。车载电源分别与车顶燃气遥测装置、车前端开路燃气监测装置和智能车载终端电连接，通过车载电源进行供电。智能车载终端与云端燃气管网监测平台通过无线信号连接，智能车载终端与云端燃气管网监测平台进行数据交互，智能车载终端将监测到的数据传输给云端燃气管网监测平台，云端燃气管网监测平台将统计的数据进行保存展示。
具体的，车顶燃气遥测装置包括激光气体传感器、高清摄像机和车载云台，激光气体传感器和高清摄像机位于车载云台的上方并与其固定连接，激光气体传感器、高清摄像机和车载云台分别与智能车载终端电连接，车载云台能够进行360°旋转，激光气体传感器的上方设置有距离传感器，在激光气体传感器检测气体浓度的同时，距离传感器检测巡检车与检测物的距离，并将数据通过数据串口传输给智能车载终端。其中，激光气体传感器为红外激光气体传感器，其发出的红外激光在穿过待检气体时，一部分被甲烷气体吸收，另一部分光经反射面(如：砖、混凝土、路面、草地等)反射回，激光气体传感器上设置有光强接收装置。可行的，激光气体传感器可以包括气室、光学镜片、平凸透镜、激光发射器、测距激光器和光强检测单元，其中激光发射器和测距激光器位于平凸透镜的上方，气室位于激光发射器测距激光器的外侧，光学镜片位于平凸透镜的前端，光强检测单元位于平凸透镜的内侧。其中，光强检测单元与车顶燃气遥测装置的数据接口连接，其能够将检测到的光强信号直接传输给智能车载终端。智能车载终端通过检测到的光强信号，经过数据处理得到检测的气体浓度。具体的，可以通过标准参数对比法来进行计算处理，即预先将多组固定浓度、固定距离的气体检测结果进行存储，并通过计算机绘制三维或者二维的标准曲线，从而根据光强检测结果在曲线上自动找到气体浓度的点或者范围。可行的，在本发明的另一个具体实施方式中还可以通过预存计算公式的方法来计算出气体浓度，具体的可以采用基于TDLAS的激光甲烷遥测技术监测处理，采用该技术的激光气体传感器对燃气选择性高，不受其他气体、水蒸气和粉尘的影响，且传感器的功耗低，可靠性好、稳定性高。可行的，车顶燃气遥测装置可以采用一体封装的方式进行装配，防尘防水效果好。并且通过数据接收端口将智能车载终端的操作指令传输给车载云台，控制车载云台进行旋转，监测多个方位。操作人员可以直接在车内进行操作，操作方便。
此外，车前端开路燃气监测装置包括圆管、开路激光传感器和防反面，开路激光传感器和防反面封装在圆管内部两侧，开路激光传感器和防反面各占圆管的一半，开路激光传感器与智能车载终端电连接。采用开路检测的方法不受其他气体、水蒸气和粉尘的影响，具有较好的自恢复功能，并且检测精度高，响应快。
此外，智能车载终端包括外围部分、主机和电源接口部分，外围部分和电源接口部分分别与主机电连接。外围部分包括GPS天线、USB接口、网口、串口、触屏显示屏和无线天线。主机包括GPS模块、主板、无线模块和终端电源模块，GPS模块、无线模块和终端电源模块分别与主板电连接。电源接口部分包括UPS电源接口、稳压电源接口和24V供电电源，UPS电源接口、稳压电源接口和24V供电电源分别与主机电连接，UPS电源接口和稳压电源接口分别与车载电源电连接。其中，GPS天线与GPS模块电连接，通过GPS模块能够实时的确定巡检车的位置信息，在进行数据检测时能够将检测到的数据和位置信息同时进行存储并发送给云端燃气管网监测平台。USB接口、网口和串口与主板电连接，多种接口可以用于扩展设备，并且适用性强。触屏显示屏用于显示操作界面和监测到的数据，触屏显示屏可以采用10寸的显示屏，大小合适，操作方便，此外触屏显示屏显示的操作界面采用多界面可切换的界面设置。可行的，触屏显示屏的侧边可以为操作部分，剩下的大部分为显示部分，可以用于曲线显示、巡检路线显示和图像显示，三种显示界面可以通过滑动切换。无线天线与无线模块电连接，无线模块可以是4G通信装置或者WIFI通信装置，可行的，无线模块还可以设置有语音通信装置，用于提供语音对讲功能。终端电源模块与UPS电源接口、稳压电源接口和24V供电电源电连接，终端电源模块将接入的电源进行分配输送给需要的部分进行使用。UPS电源接口和稳压电源接口分别与车载电源电连接，通过车载电源为UPS电源接口和稳压电源接口供电，通过终端电源模块进行转换电压供电。优选的，车载电源采用军工级车载电源，采用隔离式设计，能够有效的进行输入过压、过流和欠压保护。可行的，智能车载终端可以搭载安卓操作系统，其可以通过无线模块接通网络，进行获取网络时间，在进行数据存储时将时间数据与其他数据进行一同存储，与网络时间同步，时间数据精确。
此外，智能车载终端还可以设置有用户登陆模块，用户只有通过用户名和秘钥进行登陆之后才可以进行操作，登陆之后用户可以通过录入界面输入巡检车的车牌号、设置信息和巡检人员信息等，这些信息将与巡检过程中的监测数据进行绑定反馈给云端燃气管网监测平台。
此外，主机还可以电连接有报警模块，报警模块可以通过触屏显示屏进行报警警示，具体的，当报警模块接收到报警信号时，报警模块向触屏显示屏发出闪烁指令，触屏显示屏通过闪烁方式进行报警。在本发明的其他具体实施方式中还可以通过切换到具体的报警界面进行报警警示。在本发明的其他具体实施方式中，还可以通过声音报警的方式进行报警警示，可行的，消除报警可以通过点击触摸屏的方式进行消除，并且可以分为永久消除和临时消除两种方式。当车顶燃气遥测装置或者车前端开路燃气监测装置出现故障时，报警模块即发出报警信号。
在本具体实施方式中，智能车载终端可以通过搭载如下流程方式的软件进行工作运行，参看图3是该软件的流程图，开始运行后首先进行人员登陆信息验证过程，若验证通过则进行设备自检，若未通过则返回开始步骤。设备自检步骤若检测出故障则通过报警模块发出报警，若设备自检步骤没有检测出故障则设备正常运行，进行接收车顶设备数据、接收车前端设备数据、接收定位数据和通过网络确定设备的系统时间，进而根据收集到的数据进行数据处理，最终将处理过的数据进行显示和与云端燃气管网监测平台进行对传，如果此步骤中的数据发生异常则通过报警模块发出报警。
工作原理：燃气巡检车载在行驶过程中，通过安装在车顶端的遥测型燃气检测装置以及安装在车辆前端的开路型激光检测装置，实时检测行驶路面上方以及车辆周边的空气中的甲烷含量，并通过232接口，实时发送至车载终端。车载终端接收到数据后进行分析计算，通过甲烷含量值，判读当前是否存在泄露隐患；同时将位置信息(通过外接的GPS模块)，时间信息与当前甲烷含量值进行绑定，形成监测曲线。终端同时可将采集到的信息通过4G网络上发至管理中心，供调度人员进行查看。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统，其特征在于：包括车顶燃气遥测装置，用于监测非车道下的燃气管路；车前端开路燃气监测装置，用于监测车道下方的燃气管路；智能车载终端，用于和云端燃气管网监测平台进行数据交互、处理数据、显示数据、对车顶燃气遥测装置和车前端开路燃气监测装置进行控制；车载电源，用于为车顶燃气遥测装置、车前端开路燃气监测装置和智能车载终端供电；云端燃气管网监测平台，用于和智能车载终端进行数据交互，统计收集到的监测数据并进行展示；所述车顶燃气遥测装置和车前端开路燃气监测装置分别与智能车载终端电连接，所述车载电源分别与车顶燃气遥测装置、车前端开路燃气监测装置和智能车载终端电连接，所述智能车载终端与云端燃气管网监测平台通过无线信号连接；所述车顶燃气遥测装置包括激光气体传感器、高清摄像机和车载云台，所述激光气体传感器和高清摄像机位于车载云台的上方并与其固定连接，所述激光气体传感器、高清摄像机和车载云台分别与智能车载终端电连接，所述车载云台能够进行360°旋转，所述激光气体传感器的上方设置有距离传感器；所述激光气体传感器包括气室、光学镜片、平凸透镜、激光发射器、测距激光器和光强检测单元，所述激光发射器和测距激光器位于平凸透镜的上方，所述气室位于激光发射器测距激光器的外侧，所述光学镜片位于平凸透镜的前端，所述光强检测单元位于平凸透镜的内侧。
2.根据权利要求1所述的一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统，其特征在于：所述车前端开路燃气监测装置包括圆管、开路激光传感器和防反面，所述开路激光传感器和防反面封装在圆管内部两侧，所述开路激光传感器和防反面各占圆管的一半，所述开路激光传感器与智能车载终端电连接。
3.根据权利要求1所述的一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统，其特征在于：所述智能车载终端包括外围部分、主机和电源接口部分，所述外围部分和电源接口部分分别与主机电连接。
4.根据权利要求3所述的一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统，其特征在于：所述外围部分包括GPS天线、USB接口、网口、串口、触屏显示屏和无线天线。
5.根据权利要求3所述的一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统，其特征在于：所述主机包括GPS模块、主板、无线模块和终端电源模块，所述GPS模块、无线模块和终端电源模块分别与主板电连接。
6.根据权利要求3所述的一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统，其特征在于：所述电源接口部分包括UPS电源接口、稳压电源接口和24V供电电源，所述UPS电源接口、稳压电源接口和24V供电电源分别与主机电连接，所述UPS电源接口和稳压电源接口分别与车载电源电连接。
7.根据权利要求3-6中任意一项所述的一种城市燃气管巡检车用智能巡检系统，其特征在于：所述主机电连接有报警模块。
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