CN108645963A - 天然气泄漏检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了天然气泄漏检测系统及方法,涉及天然气泄漏检测设备技术领域;天然气泄漏检测系统包括机箱和设置在机箱上的传感器,以及全部设置在机箱内的微处理器、抽气泵,所述微处理器分别与抽气泵和传感器电连接,其还包括与所述抽气泵连接的交替采样单元;天然气泄漏检测方法包括微处理器控制抽气泵正向或反向工作,抽气泵通过交替采样单元交替采集疑是漏点空间的样气和大气空间的空气,传感器交替获得样气的检测信息和空气的检测信息并发送给微处理器;其通过交替采样、智能检测等技术,实现快速、准确、有效地获得检测数据。

Description

天然气泄漏检测系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及天然气泄漏检测设备技术领域,尤其涉及一种天然气泄漏检测系统及 方法。
背景技术
[0002] 目前CNG工业供气基本上使用20M-60M大型储罐,上百立方球罐等高压容器连 接供气管路与减压装置为主;民用天然气运送以天然气管道为主。因天然气储运设备和管 道泄漏引发的事故给人们的生命和财产带来了巨大的威胁,为了加强燃气系统的安全管 理,预防事故于未然,须配备天然气泄漏报警装置。市场上已有人工携带的自带抽吸泵的便 携式气体检测仪进行气体浓度检测,但现有天然气泄漏报警装置存在以下缺点:传感器长 时间接触泄漏点样气,无法准确判断泄漏点。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种天然气泄漏检测系统及方法,其通过交替 采样、智能检测等技术,实现快速、准确、有效地获得检测数据。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:天然气泄漏检测系统包括机 箱和设置在机箱上的传感器,以及全部设置在机箱内的微处理器、抽气泵,所述微处理器分 别与抽气栗和传感器电连接,其还包括与所述抽气栗连接的交替采样单元。
[0005] 进一步的技术方案在于:所述交替采样单元包括第一采样管路、第二采样管路、设 置在所述第一采样管路上的第一阀门和设置在所述第二采样管路上的第二阀门,所述抽气 泵包括第一通风口和第二通风口,所述第一通风口通过第一采样管路与疑是漏点空间导 通,第一通风口通过第二采样管路与大气空间导通,所述第二通风口经过传感器气连接至 大气空间。
[0006] 进一步的技术方案在于:所述第一阀门为第一电磁阀,所述第二阀门为第二电磁 阀,所述微处理器的控制端分别与第一电磁阀的控制端和第二电磁阀的控制端电连接。
[0007] 进一步的技术方案在于:其还包括无线通信模块,所述微处理器通过无线通信模 块与互联网连接。
[0008] 进一步的技术方案在于:其还包括与互联网连接的智能终端,所述智能终端为手 机或计算机。
[0009] 进一步的技术方案在于:其还包括全部设置在机箱上的显示模块、报警模块,所述 微处理器分别与显示模块和报警模块电连接;所述传感器包括半导体气敏传感器、催化燃 烧传感器和红外吸收传感器,所述微处理器分别与半导体气敏传感器、催化燃烧传感器和 红外吸收传感器电连接。
[0010] 进一步的技术方案在于:其还包括电池充放电模块,所述电池充放电模块分别与 微处理器、抽气泵、传感器、显示模块和报警模块电连接。
[0011] 天然气泄漏检测方法包括微处理器控制抽气栗正向或反向工作,抽气泵通过交替 采样单元交替采集疑是漏点空间的样气和大气空间的空气,传感器交替获得样气的检测佶 息和空气的检测信息并发送给微处理器。
[0012] 进一步的技术方案在于:微处理器将检测信息与设定的阈值比对,当检测信息超 过阈值,其将检测信息发送至显示模块和报警模块,显示模块显示检测信息,报警模块播报 检测信息。
[0013] 进一步的技术方案在于:微处理器通过无线通信模块将检测信息传送至互联网, 智能终端通过互联网获得检测信息并进行统一管理和分析。
[0014] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于: 第一,其包括机箱和设置在机箱上的传感器,以及全部设置在机箱内的微处理器、抽气 栗,所述微处理器分别与抽气栗和传感器电连接,其还包括与所述抽气栗连接的交替采样 单元。该技术方案,实现快速、准确、有效地获得天然气泄漏点的检测信息,抽气泵交替切换 抽取疑是漏点的样气和机箱周围的空气进行检测,保证具有足够的灵敏度,实现快速响应。 背景信号为无天然气的空气的检测信息,疑是漏点信号为样气的检测信息,两者之间区分 度高,其与现有的单靠泄漏点气体浓度变化来判断泄漏情况相比,其响应更灵敏,反应更 快,检测数据更准确。 >
[0015] 第二,所述交替采样单元包括第一采样管路、第二采样管路、设置在所述第一采样 管路上的第一阀门和设置在所述第二采样管路上的第二阀门,所述抽气栗包括第一通风口 和第二通风口,所述第一通风口通过第一采样管路与疑是漏点空间导通,第一通风口通过 第二采样管路与大气空间导通,所述第二通风口经过传感器气连接至大气空间。该技术方 案,整个系统的工作性能更稳定、更可靠。
[0016] 第三,所述第一阀门为第一电磁阀,所述第二阀门为第二电磁阀,所述微处理器的 控制端分别与第一电磁阀的控制端和第二电磁阀的控制端电连接。该技术方案,整个系统 的工作性能更稳定、更可靠,使用电磁阀进行自动化控制,使用更方便,检测效率更高。
[0017] 第四,其还包括无线通信模块,所述微处理器通过无线通信模块与互联网连接。该 技术方案,微处理器通过无线通信模块将检测信息传送至互联网,其能够对外发送信息,实 现了信息共享,使用更方便。
[0018] 第五,其还包括与互联网连接的智能终端,所述智能终端为手机或计算机。该技术 方案,智能终端通过互联网获得检测信息并进行统一管理和分析,其与智能设备连接后能 实时或事后将检测数据统一管理,进而有利于通过智能终端快速分析确定天然气泄漏分布 点和泄漏扩散情况,进一步提高检测效率。
[0019] 第六,其还包括全部设置在机箱上的显示模块、报警模块,所述微处理器分别与显 示模块和报警模块电连接;所述传感器包括半导体气敏传感器、催化燃烧传感器和红外吸 收传感器,所述微处理器分别与半导体气敏传感器、催化燃烧传感器和红外吸收传感器电 连接。该技术方案,显示模块显示检测信息,报警模块播报检测信息,两者起到提示和报警 的作用,实现更快速、更准确、更有效地检测到天然气泄漏点;三种类型的传感器,检测功能 更完备,更具实用性。
[0020] 第七,其还包括电池充放电模块,所述电池充放电模块分别与微处理器、抽气栗、 传感器、显示模块和报警模块电连接。该技术方案,方便系统蓄电并具有充足的电能,以便 系统长时间连续工作。
[0021] 第八,微处理器控制抽气栗正向或反向工作,抽气泵通过交替采样单元交替采集 疑是漏点空间的样气和大气空间的空气,传感器交替获得样气的检测信息和空气的检测信 息并发送给微处理器。该技术方案,实现快速、准确、有效地检测到天然气泄漏点。抽气泵交 替切换抽取疑是漏点的样气和机箱周围的空气进行检测,保证具有足够的灵敏度,实现快 速响应。背景信号为无天然气的空气的检测信息,疑是漏点信号为样气的检测信息,两者之 间区分度高,其与现有的单靠泄漏点气体浓度变化来判断泄漏情况相比,其响应更灵敏,反 应更快,检测更准确。
[0022] 第九,微处理器将检测信息与设定的阈值比对,当检测信息超过阈值,其将检测信 息发送至显示模块和报警模块,显示模块显示检测信息,报警模块播报检测信息。该技术方 案,可以快速、准确地显示检测信息并播报检测信息,使用更方便。
[0023]第十,微处理器通过无线通信模块将检测信息传送至互联网,智能终端通过互联 网获得检测信息并进行统一管理和分析。该技术方案,通过智能终端快速分析确定天然气 泄漏分布点和泄漏扩散情况,进一步提高检测效率。
附图说明
[0024]图1是本发明的原理框图; 图2是本发明中气路正向流动示意图; 图3是本发明中气路反向流动示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本 发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例,都属于本发明保护的范围。
[0026]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的 情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0027] 实施例1: 如图1-图3所示,本发明公开了一种天然气泄漏检测系统,基于互联网,其包括机箱、微 处理器、抽气栗、传感器、显示模块、报警模块、安装在机箱上的交替采样单元、无线通信模 块、电池充放电模块、智能终端和服务器,所述微处理器、抽气栗和无线通信模块安装在机 箱内,所述传感器、显示模块、报警模块镶嵌在机箱上,所述交替采样单元包括固定在机箱 前端的第一采样管路、固定在机箱内的第二采样管路、安装在所述第一采样管路上的第一 电磁阀和安装在所述第二采样管路上的第二电磁阀,第一采样管路的取样口伸到疑是漏点 处,第二采样管路的出^ 口位于机箱前端,所述抽气泵包括第一通风口和第二通风口,所述 第一通风口通过第一采样管路的取样口与疑是漏点空间导通,第一通风口通过第二采样管 路的出风口与大气空间导通,使用通风管路依次将所述第二通风口、传感器和机箱侧部通 风口气连接,第二通风口通过传感器和机箱侧部通风口导通至机箱外部的大气空间。
[0028]所述微处理器的控制端分别与抽气栗的控制端、第一电磁阀的控制端和第二电磁 阀的控制端连接,所述微处理器分别与显示模块和报警模块电连接并单向通信,所述传感 器与微处理器连接并单向通信,所述微处理器通过无线通信模块与互联网连接,智能终端 和服务器通过互联网互联互通。
[0029] 所述电池充放电模块分别与微处理器、抽气栗、传感器、显示模块、报警模块、第一 电磁阀、第二电磁阀和无线通信模块电连接,为用电设备供电。
[0030] 所述传感器包括半导体气敏传感器、催化燃烧传感器、红外吸收传感器、传感器驱 动单元和传感器信号处理单元,所述微处理器分别与半导体气敏传感器、催化燃烧传感器 和红外吸收传感器电连接,所述微处理器通过传感器驱动单元为传感器提供与之匹配的驱 动电信号,从传感器输出的信号通过传感器信号处理单元进行放大和滤波后采样处理。
[0031] 所述微处理器为单片机其型号为stc89c52,所述显示模块为液晶显示模组,所述 智能终端为手机,所述抽气栗、传感器、报警模块、无线通信模块、电池充放电模块均为现有 技术中的常见部件,在此不再赘述。
[0032]使用说明: 系统开机时进行预热和自检,抽取不含天然气的空气进行测量,用于稳定零点值,保证 传感器和抽气泵处于正常工作状态。将第一采样管路的取样口移动到疑是漏点取样,交替 采样得到泄漏点的样气和机箱周围的空气在传感器输出的信号。具体如下: 如图2所示,微处理器控制抽气泵正向工作,微处理器控制第一电磁阀打开,微处理器 控制第二电磁阀关闭,疑是漏点的样气依次经第一采样管路的取样口、抽气栗、传感器和机 箱侧部通风口流动进入大气空间。
[0033] 如图3所示,微处理器控制抽气泵反向工作,微处理器控制第二电磁阀打开,微处 理器控制第一电磁阀关闭,周围无天然气的空气依次经机箱侧部通风口、传感器、抽气泵和 第二采样管路的出风口流动进入大气空间。
[0034]微处理器控制抽气栗正向或反向工作,抽气栗通过交替采样单元交替采集疑是漏 点空间的样气和机箱周围的空气,传感器交替获得样气的检测信息和空气的检测信息并发 送给微处理器。
[0035]抽气泵交替切换抽取疑是漏点的样气和机箱周围的空气进行检测,保证具有足够 的灵敏度,实现快速响应。背景信号为无天然气的空气的检测信息,疑是漏点信号为样气的 检测信息,两者之间区分度高,其与现有的单靠泄漏点气体浓度变化来判断泄漏情况相比, 其响应更灵敏,反应更快,也不容易出现误报或不能准确报警的情况。
[0036]当有天然气泄漏时,泄漏点的样气含天然气。含天然气的样气和空气交替经过传 感器,导致两者在传感器输出的检测信息的差值变大。微处理器将样气的检测信息与空气 的检测信息进行差值计算,然后将差值与设定的报警阈值比对,当其超过设定的报警阈值 时,微处理器将样气的检测信息发送至显示模块和报警模块,显示模块显示样气的检测信 息,报警模块播报样气的检测信息。
[0037]微处理器通过无线通信模块将检测信息传送至互联网,内嵌的无线通信模块为 WIFI模块,其能够对外发送信息,实现了信息共享。
[0038]智能终端通过互联网获得检测信息并进行统一管理和分析,其与智能设备连接后 能实时或事后将检测数据统一管理,进而有利于通过智能终端快速分析确定天然气泄漏分 布点和泄漏扩散情况,进一步提高检测效率。具体如下: 移动第一采样管路的取样口,取样点浓度随之变化,顺着浓度由低到高的变化方向寻 找,即可定位到准确的泄漏位置。通过无线通信模块与智能终端连接,整个寻找过程的数据 都可以上传到智能终端,更方便智能终端做出分析和决策。
[0039]相对于实施例1,所述无线通信模块可为但不限于WIFI模块、蓝牙模块或其他类型 模块,所述电池充放电模块通过外部电源插孔对内置电池进行充电并由电池对整个装置供 电。
[0040]抽气泵的第一通风口可通过外接抽气软管和采样杆扩大其使用范围,用于从不易 伸到的地方取样,经过微孔过滤装置去除超过10UM的颗粒物后接入抽气泵进气口。
[0041]机箱配备肩带,非常便携。
[00«]进气配备扩展使用采样杆和延长取样管以替换可弯曲的的抽气管,更方便使用。 [0043] 实施例2: 本发明公开了 一种天然气泄漏检测方法,其基于实施例1,具体步骤如下: 微处理器控制抽气泵正向或反向工作,抽气泵通过交替采样单元交替采集疑是漏点空 间的样气和大气空间的空气,传感器交替获得样气的检测信息和空气的检测信息并发送给 微处理器。
[0044]微处理器将检测信息与设定的阈值比对,当检测信息超过阈值,其将检测信息发 送至显示模块和报警模块,显示模块显示检测信息,报警模块播报检测信息。
[0045]微处理器通过无线通信模块将检测信息传送至互联网,智能终端通过互联网获得 检测信息并进行统一管理和分析。 _
[0046]移动第一采样管路的取样口,取样点浓度随之变化,顺着浓度由低到高的变化方 向寻找,即可定位到准确的泄漏位置。通过无线通信模块与智能终端连接,整个寻找过程的 数据都可以上传到智能终端,进而有利于通过智能终端快速分析确定天然气泄漏分布点和 泄漏扩散情况,进一步提高检测效率。

Claims (10)

1. 一种天然气泄漏检测系统,其包括机箱和设置在机箱上的传感器,以及全部设置在 机箱内的微处理器、抽气栗,所述微处理器分别与抽气栗和传感器电连接,其特征在于:其 还包括与所述抽气泵连接的交替采样单元。
2. 根据权利要求1所述的天然气泄漏检测系统,其特征在于:所述交替采样单元包括第 一采样管路、第二采样管路、设置在所述第一采样管路上的第一阀门和设置在所述第二采 样管路上的第二阀门,所述抽气泵包括第一通风口和第二通风口,所述第一通风口通过第 一采样管路与疑是漏点空间导通,第一通风口通过第二采样管路与大气空间导通,所述第 二通风口经过传感器气连接至大气空间。
3. 根据权利要求2所述的天然气泄漏检测系统,其特征在于:所述第一阀门为第一电磁 阀,所述第二阀门为第二电磁阀,所述微处理器的控制端分别与第一电磁阀的控制端和第 二电磁阀的控制端电连接。
4. 根据权利要求3所述的天然气泄漏检测系统,其特征在于:其还包括无线通信模块, 所述微处理器通过无线通信模块与互联网连接。
5. 根据权利要求4所述的天然气泄漏检测系统,其特征在于:其还包括与互联网连接的 智能终端,所述智能终端为手机或计算机。
6. 根据权利要求1-5中任意一项所述的天然气泄漏检测系统,其特征在于:其还包括全 部设置在机箱上的显示模块、报警模块,所述微处理器分别与显示模块和报警模块电连接; 所述传感器包括半导体气敏传感器、催化燃烧传感器和红外吸收传感器,所述微处理器分 别与半导体气敏传感器、催化燃烧传感器和红外吸收传感器电连接。
7. 根据权利要求6所述的天然气泄漏检测系统,其特征在于:其还包括电池充放电模 块,所述电池充放电模块分别与微处理器、抽气栗、传感器、显示模块和报警模块电连接。
8. 权利要求1所述系统的天然气泄漏检测方法,其特征在于:微处理器控制抽气泵正向 或反向工作,抽气泵通过交替采样单元交替采集疑是漏点空间的样气和大气空间的空气, 传感器交替获得样气的检测信息和空气的检测信息并发送给微处理器。
9. 根据权利要求8所述的天然气泄漏检测方法,其特征在于:微处理器将检测信息与设 定的阈值比对,当检测信息超过阈值,其将检测信息发送至显示模块和报警模块,显示模块 显示检测信息,报警模块播报检测信息。
10. 根据权利要求8-9中任意一项所述的天然气泄漏检测方法,其特征在于:微处理器 通过无线通信模块将检测信息传送至互联网,智能终端通过互联网获得检测信息并进行统 一管理和分析。
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