CN108106684A - 一种防燃气微量泄漏的智能燃气表 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防燃气微量泄漏的智能燃气表，其组成部分包括至少一个燃气检测器、控制模块、电磁阀模块、远程通讯模块、声光报警模块和电源模块，还包括燃气计量表，连接于控制模块，控制模块还包含微量泄漏判断模块，监测燃气计量表的计量值，结合燃气检测器信号判断处理燃气泄漏、燃气微量泄漏和用气异常，并主动或用户指令控制电磁阀模块关断燃气进气，控制远程通讯模块和声光报警模块发出提示或警报。本发明还提供了一种燃气泄漏判断方法，基于燃气检测器和燃气计量表，不仅分辨判断处理燃气检测器检出的燃气泄漏，还分辨判断处理单靠外置的燃气检测器难以测出的燃气微量泄漏、用气异常和检测器故障，并相应主动或用户指令控制电磁阀模块关断燃气进气，控制远程通讯模块和声光报警模块发出提示或警报。

Description

一种防燃气微量泄漏的智能燃气表

技术领域

本发明涉及燃气计量表技术领域，尤其涉及一种基于燃气检测器和燃气计量表的判断感知燃气微量泄漏并给出提示、关断进气并报警的方法和智能燃气表。

背景技术

中国专利文件CN205066839U《一种可报警的安全式智能燃气表》、CN205066837U《一种多功能智能燃气表》和CN201926474U《防燃气泄漏的智能燃气表》，所公开的智能燃气表都仅仅依靠燃气计量表外的燃气检测器进行燃气泄漏监测，未让燃气计量表的计量值参与泄漏判断，导致存在许多不足之处，例如，因燃气检测器失灵而失检，因泄漏处距燃气检测器较远而漏检，因泄漏量较少而漏检，因泄漏监测装置失电而失检，等等，这些事故隐患难以及时发现，在某些高危使用场景可能危害巨大，并且还浪费能源、污染空气。另外，当用户忘关燃气时，上述公开的方案没有提供用户远程主动关断进气的手段。因此现存智能燃气表还可以进一步改进。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种智能燃气表，该表依靠燃气计量表和燃气检测器判断感知燃气泄漏、燃气微量泄漏，主动关断进气并报警或者提示用户远程关断进气。本发明要解决的另一个技术问题是提供一种燃气泄漏判断方法，基于燃气检测器和燃气计量表，判断感知燃气泄漏、燃气微量泄漏、检测器故障、正常用气和非正常用气等状态，相应进行主动关断进气并报警或者提示用户远程关断进气等处理。

为了解决上述技术问题，本发明的一个技术方案是提供了一种防燃气微量泄漏的智能燃气表，包括燃气监测报警模组，其组成部分包括至少一个燃气检测器、控制模块、电磁阀模块、远程通讯模块、声光报警模块和电源模块，燃气检测器、电磁阀模块、远程通讯模块、声光报警模块分别连接于控制模块，电源模块为其供电；控制模块包含泄漏报警模块，对燃气检测器输入的信号判断处理泄漏，并分别控制电磁阀模块关断燃气进气、远程通讯模块和声光报警模块发出警报；并且，智能燃气表还包括燃气计量表，连接于燃气监测报警模组中的控制模块，控制模块还包含微量泄漏判断模块，监测燃气计量表的计量值，结合燃气检测器信号判断处理微量泄漏和用气异常，并分别控制电磁阀模块关断燃气进气、远程通讯模块和声光报警模块发出提示或警报。

优选地，控制模块还包括指令关阀模块，按远程通讯模块接收的关阀指令控制电磁阀模块关断燃气进气。

优选地，控制模块还包括远程抄表模块，通过远程通讯模块接收抄表指令和输出燃气计量表的计量数据，或者定期通过远程通讯模块输出燃气计量表的计量数据。

优选地，控制模块还包括失电处理模块，监测到电源模块失电异常后，分别控制电磁阀模块关断燃气进气、远程通讯模块发出警报。

本发明的另一个技术方案是提供了一种燃气泄漏判断方法，基于燃气检测器和燃气计量表，包括以下步骤：

步骤1、读取燃气计量表的当前时间片的计量值和燃气检测器信号；

步骤2、分辨判断：

a.若连续n个时间片的计量值小于设定的微量泄漏阈值区间的下限值，且燃气检测器探得有燃气，则为故障状态，转步骤4；

b.若连续n个时间片的计量值处于设定的微量泄漏阈值区间，且燃气检测器探得有燃气，则为泄漏状态，转步骤5；

c.若连续n个时间片的计量值大于设定的微量泄漏阈值区间的上限值，且燃气检测器探得有燃气，则为泄漏状态，转步骤5；

d.若连续n个时间片的计量值小于设定的微量泄漏阈值区间的下限值，且燃气检测器探得无燃气，则为正常停用状态，转步骤3；

e.若连续n个时间片的计量值处于设定的微量泄漏阈值区间，且燃气检测器探得无燃气，则为微泄状态，转步骤6；

f.若连续n个时间片的计量值大于设定的微量泄漏阈值区间的上限值，且燃气检测器探得无燃气，则为用气状态，转步骤3；

步骤3、后续处理，然后转步骤1；

步骤4、故障状态处理：向用户提示装置可能故障，由用户做出不予理睬或关断进气的处理；或者向用户提示后，若故障状态持续并超出设定的容忍时间且用户未做任何处理，则自动控制关断进气并报警；转步骤3；

步骤5、泄漏状态处理：提示燃气泄漏，自动控制关断进气并报警；转步骤3；

步骤6、微泄状态处理：向用户提示发生微量泄漏，由用户做出不予理睬或关断进气的处理；或者向用户提示后，若微泄状态持续并超出设定的容忍时间且用户未做任何处理，则自动控制关断进气并报警；转步骤3；

上述微量泄漏阈值区间，其下限值为零或燃气计量表的一个不会产生泄漏不良后果的计量值，其上限值小于正常使用燃气时燃气计量表的最小计量值。

优选地，上述步骤2的f步骤中，判断为用气状态后，增加判断：若上一个状态为微泄状态，则为故障且泄漏状态，转步骤7；若超出设定的用气时长，或在设定的非工作时段用气，则为非正常用气状态，转步骤8；否则为正常用气状态，转步骤3；

步骤7、故障且泄漏状态处理：提示装置故障并且燃气泄漏，自动控制关断进气并报警；转步骤3；

步骤8、非正常用气状态处理：向用户提示发生非正常用气，由用户做出不予理睬或关断进气的处理；或者向用户提示后，若非正常用气状态持续并超出设定的容忍时间且用户未做任何处理，则自动控制关断进气并报警；转步骤3。

本发明的有益效果是：所提供的智能燃气表和燃气泄漏判断方法，监测燃气计量表的计量值和燃气检测器信号，不仅分辨判断处理燃气检测器检出的燃气泄漏，还分辨判断处理单靠外置的燃气检测器难以测出的燃气微量泄漏、用气异常和检测器故障，并相应控制电磁阀模块关断燃气进气、远程通讯模块和声光报警模块发出提示或警报，为解决现存燃气表难以发现和处理的燃气微量泄漏、用气异常和燃气检测器故障的技术问题提供了手段。并且，本发明还包含了指令关阀模块和远程抄表模块，借助远程通讯模块接收的指令，分别解决了用户远程主动关断进气和远程抄表的技术问题。本发明还包含了失电处理模块，为整个装置失电提供了关断进气和报警的功能，预防了燃气监测功能因意外失电而失效的风险隐患。

附图说明

图1为本发明实施例的防燃气微量泄漏的智能燃气表组成示意框图；

图2为本发明实施例的燃气泄漏判断方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选的实施例，并配合附图作说明如下。应注意，在不冲突的情况下，实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本发明实施例的防燃气微量泄漏的智能燃气表组成示意框图。请参见图1，图中除了燃气计量表，其他部分构成燃气监测报警模组。燃气计量表，例如超声波燃气流量计或者涡轮式燃气流量计，通过转换接口（例如RS485）与控制模块连接，向控制模块提供燃气计量值。燃气检测器包含燃气敏感传感器，例如MQ-4天然气传感器，至少一个，可以多个，分别安装于用气场所空间，也连接于控制模块，向控制模块提供周边环境是否有燃气成分的信号。电磁阀模块包含安装于燃气设备进气管道的电磁阀，声光报警模块包含音响或语音和灯光器件，它们都连接于控制模块并由其控制关闭电磁阀和发出音响或语音报警和灯光报警。远程通讯模块也连接于控制模块，可以选择移动通信网络、宽带网络或物联网（例如LoRa），以适配不同的应用场景（例如家庭、饭店、工厂），控制模块通过远程通讯模块输出信息至用户的手机或计算机终端，也接收用户的指令，例如关阀指令、远程抄表指令。控制模块通常使用微处理器及控制程序和附属电路实现，主要包含泄漏报警模块、微量泄漏判断模块、指令关阀模块、远程抄表模块和失电处理模块。泄漏报警模块主要对燃气检测器输入的信号判断处理，若信号为有燃气，则判断为泄漏，分别控制电磁阀模块关断燃气进气、远程通讯模块和声光报警模块发出警报。微量泄漏判断模块，监测燃气计量表的计量值，结合燃气检测器信号，判断处理单靠燃气检测器难以判断的微量泄漏和用气异常（例如非用气时段用气、用气时间超长），并主动或用户指令控制电磁阀模块关断燃气进气，控制远程通讯模块和声光报警模块发出提示或警报。指令关阀模块，按远程通讯模块接收的用户的关阀指令控制电磁阀模块关断燃气进气。远程抄表模块，通过远程通讯模块接收用户的抄表指令，并输出燃气计量表的计量数据；或者通过远程通讯模块定期输出燃气计量表的计量数据。失电处理模块，监测到整个泄漏监测装置的电源模块失电异常后，分别控制电磁阀模块关断燃气进气、远程通讯模块发出警报，以避免高危用气场所因泄漏监测装置失电而失检所隐含的安全事故。当然，电源模块包含一定容量的电容器或电池以支持失电后的操作。

图2为本发明实施例的燃气泄漏判断方法的流程图。燃气泄漏判断方法通常使用微处理器及控制程序由控制模块实现，主要以智能燃气表输入的燃气检测器信号和燃气计量表的计量值为判断依据。请参见图2，其中提到的时间片是程序设置的检测、控制处理周期；n个时间片，n大小的设置，通常结合泄漏监测装置的反应速度局限和安全敏感要求，通过实验决定。而阈值区间即微量泄漏阈值区间，通常也由实验测试决定，其下限值为零，或者是燃气计量表的一个较小的计量值，即使产生该计量值的泄漏也不会产生不良后果；其上限值为燃气计量表的一个适当的计量值，该值小于用气设备正常使用燃气时燃气计量表的最小计量值。

请继续参见图2，燃气泄漏判断方法的流程图包括以下步骤：

步骤1、读取燃气计量表的当前时间片的计量值（即当前一小段时间输出燃气的计量值）和燃气检测器信号。

步骤2、分辨判断：

a.若连续n个时间片的计量值小于等于设定的微量泄漏阈值区间的下限值（即计量表基本无燃气输出），且燃气检测器探得有燃气，则为故障状态（可能燃气检测器有故障，或者周边有飘来的燃气），转步骤4；

b.若连续n个时间片的计量值处于设定的微量泄漏阈值区间（即计量表有微量燃气输出），且燃气检测器探得有燃气，则为泄漏状态，转步骤5；

c.若连续n个时间片的计量值大于设定的微量泄漏阈值区间的上限值（即计量表有较大量燃气输出），且燃气检测器探得有燃气，则为泄漏状态，转步骤5；

d.若连续n个时间片的计量值小于等于设定的微量泄漏阈值区间的下限值（即计量表基本无燃气输出），且燃气检测器探得无燃气，则为正常停用状态，转步骤3；

e.若连续n个时间片的计量值处于设定的微量泄漏阈值区间（即计量表有微量燃气输出），且燃气检测器探得无燃气，则为微泄状态，转步骤6；

f.若连续n个时间片的计量值大于设定的微量泄漏阈值区间的上限值（即计量表有较大量燃气输出），且燃气检测器探得无燃气，则为用气状态，转步骤3； 或者，参见图2，不立即判为正常用气转步骤3，而是接着考虑可能的泄漏和用气异常的分辨，即增加判断：若上一个状态为微泄状态，说明不是正常用气状态，而是泄漏趋大，且燃气检测器故障测不到燃气，则应判断为故障且泄漏状态，转步骤7；否则，接着判断，若处于用气状态的时间超出设定的用气时长，或在设定的非用气时段，则应判断为非正常用气状态，转步骤8；都不是，则判断为正常用气状态，转步骤3。

步骤3、后续处理（例如程序状态标志、变量的维护，其他功能处理等等），然后转步骤1。

下面是经分辨判断步骤后，分别转入的对各种状态不同处理的步骤。

步骤4、故障状态处理：向用户提示装置可能故障，由用户做出不予理睬或指令关断进气的处理；或者向用户提示后，若故障状态持续并超出设定的容忍时间且用户未做任何处理，则自动控制关断进气并报警；转步骤3；

步骤5、泄漏状态处理：提示燃气泄漏，自动控制关断进气并报警；转步骤3；

步骤6、微泄状态处理：向用户提示发生微量泄漏，由用户做出不予理睬或指令关断进气的处理；或者向用户提示后，若微泄状态持续并超出设定的容忍时间且用户未做任何处理，则自动控制关断进气并报警；转步骤3；

步骤7、故障且泄漏状态处理：提示装置故障并且燃气泄漏，自动控制关断进气并报警；转步骤3；

步骤8、非正常用气状态处理：向用户提示发生非正常用气，由用户做出不予理睬或指令关断进气的处理；或者向用户提示后，若非正常用气状态持续并超出设定的容忍时间且用户未做任何处理，则自动控制关断进气并报警；转步骤3。

以上所述并非用以限定本发明，任何不脱离本发明的精神和范围所作的修改，仍包括在本发明的专利保护范围内。本发明的保护范围以权利要求书所界定的创新性特征的最大范围为准。

Claims (6)

1.一种防燃气微量泄漏的智能燃气表，包括燃气监测报警模组，其组成部分包括至少一个燃气检测器、控制模块、电磁阀模块、远程通讯模块、声光报警模块和电源模块，燃气检测器、电磁阀模块、远程通讯模块、声光报警模块分别连接于控制模块，电源模块为其供电；控制模块包含泄漏报警模块，对燃气检测器输入的信号判断处理泄漏，并分别控制电磁阀模块关断燃气进气、远程通讯模块和声光报警模块发出警报；

其特征在于：还包括燃气计量表，连接于燃气监测报警模组中的控制模块，控制模块还包含微量泄漏判断模块，监测燃气计量表的计量值，结合燃气检测器信号判断处理微量泄漏和用气异常，并分别控制电磁阀模块关断燃气进气、远程通讯模块和声光报警模块发出提示或警报。

2.如权利要求1所述的防燃气微量泄漏的智能燃气表，其特征在于：所述控制模块还包括指令关阀模块，按所述远程通讯模块接收的关阀指令控制电磁阀模块关断燃气进气。

3.如权利要求1所述的防燃气微量泄漏的智能燃气表，其特征在于：所述控制模块还包括远程抄表模块，通过所述远程通讯模块接收抄表指令和输出燃气计量表的计量数据，或者定期通过远程通讯模块输出燃气计量表的计量数据。

4.如权利要求1所述的防燃气微量泄漏的智能燃气表，其特征在于：所述控制模块还包括失电处理模块，监测到所述电源模块失电异常后，分别控制电磁阀模块关断燃气进气、远程通讯模块发出警报。

5.一种燃气泄漏判断方法，其特征在于，基于燃气检测器和燃气计量表，包括以下步骤：

步骤1、读取燃气计量表的当前时间片的计量值和燃气检测器信号；

步骤2、分辨判断：

a.若连续n个时间片的计量值小于设定的微量泄漏阈值区间的下限值，且燃气检测器探得有燃气，则为故障状态，转步骤4；

b.若连续n个时间片的计量值处于设定的微量泄漏阈值区间，且燃气检测器探得有燃气，则为泄漏状态，转步骤5；

c.若连续n个时间片的计量值大于设定的微量泄漏阈值区间的上限值，且燃气检测器探得有燃气，则为泄漏状态，转步骤5；

d.若连续n个时间片的计量值小于设定的微量泄漏阈值区间的下限值，且燃气检测器探得无燃气，则为正常停用状态，转步骤3；

e.若连续n个时间片的计量值处于设定的微量泄漏阈值区间，且燃气检测器探得无燃气，则为微泄状态，转步骤6；

f.若连续n个时间片的计量值大于设定的微量泄漏阈值区间的上限值，且燃气检测器探得无燃气，则为用气状态，转步骤3；

步骤3、后续处理，然后转步骤1；

步骤4、故障状态处理：向用户提示装置可能故障，由用户做出不予理睬或关断进气的处理；或者向用户提示后，若故障状态持续并超出设定的容忍时间且用户未做任何处理，则自动控制关断进气并报警；转步骤3；

步骤5、泄漏状态处理：提示燃气泄漏，自动控制关断进气并报警；转步骤3；

步骤6、微泄状态处理：向用户提示发生微量泄漏，由用户做出不予理睬或关断进气的处理；或者向用户提示后，若微泄状态持续并超出设定的容忍时间且用户未做任何处理，则自动控制关断进气并报警；转步骤3；

所述微量泄漏阈值区间，其下限值为零或所述燃气计量表的一个不会产生泄漏不良后果的计量值，其上限值小于正常使用燃气时燃气计量表的最小计量值。

6.如权利要求5所述的燃气泄漏判断方法，其特征在于，所述步骤2的f步骤中，判断为用气状态后，增加判断：若上一个状态为微泄状态，则为故障且泄漏状态，转步骤7；若超出设定的用气时长，或在设定的非工作时段用气，则为非正常用气状态，转步骤8；否则为正常用气状态，转步骤3；

步骤7、故障且泄漏状态处理：提示装置故障并且燃气泄漏，自动控制关断进气并报警；转步骤3；

步骤8、非正常用气状态处理：向用户提示发生非正常用气，由用户做出不予理睬或关断进气的处理；或者向用户提示后，若非正常用气状态持续并超出设定的容忍时间且用户未做任何处理，则自动控制关断进气并报警；转步骤3。