CN109360381A - 一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，包括终端、服务器、网络交换机、中央控制器和监控立杆，终端通过以太网与服务器实现双向连接，服务器通过以太网与网络交换机实现双向连接，网络交换机通过以太网与中央控制器实现双向连接，本发明涉及输气场站可燃气体泄漏监测技术领域。该输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，利用可燃气体对特定波长的探测激光具有吸收效应，判断目标区域内是否发生可燃气体泄漏，通过计算分析探测激光被吸收的强弱比例来判断目标区域内可燃气体的泄漏量，构建出一个完整的监测报警系统，解决了没有形成一套成体系的探测预警系统对输气站监测，影响用户使用的问题。

Description

一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统

技术领域

本发明涉及输气场站可燃气体泄漏监测技术领域，具体为一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统。

背景技术

目前，天然气输气场站对于可燃气体泄漏监测采用的技术主要有催化燃烧式、电化学式、红外式、超声波型等，但由于技术的局限性，无法实现现场气体微泄露的监测，并且使用过程中受到环境因素影响较大。而激光气体探测器可以实现微小泄漏检测，达到超前预警，并且该技术稳定，精度高，受外界因素影响小。

虽然激光类气体探测器目前也在国内部分输气场站进行了应用，但往往是在传感器这个层面对可燃气体进行监测，单纯反映场站内气体浓度的实时变化，没有形成一套成体系的探测预警系统。

随着输气场站区域化管理模式推行，对自动化与智能化要求不断提高，因此在输气场站建立一套可燃气体泄漏激光探测系统对保证天然气管道安全、平稳、可靠运行具有重要的意义。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，解决了没有形成一套成体系的探测预警系统对输气站监测，影响用户使用的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，包括终端、服务器、网络交换机、中央控制器和监控立杆，所述终端通过以太网与服务器实现双向连接，所述服务器通过以太网与网络交换机实现双向连接，所述网络交换机通过以太网与中央控制器实现双向连接，所述中央控制器分别与UPS电源模块、处理单元和数据比较模块实现双向连接，所述处理单元分别与浓度数据单元、硬件控制单元、参数设置单元、探测单元、数据处理模块和检测点布设单元实现双向连接，所述数据比较模块通过导线与声光报警器实现双向连接。

优选的，所述处理单元由N个多功能处理器组成，N个所述多功能处理器均通过光纤信号与中央控制器实现双向连接。

优选的，所述浓度数据单元包括信息转码模块、微型处理器、信息存储器、显示屏、散热风扇和控制开关，所述信息转码模块的输出端与微型处理器的输入端连接，所述微型处理器通过导线分别与信息存储器、显示屏、散热风扇和控制开关实现双向连接，所述信息转码模块通过以太网与中央控制器实现双向连接。

优选的，所述参数设置单元包括预警模块、通信模块和数据存储模块，所述预警模块、通信模块和数据存储模块均与处理单元实现双向连接。

优选的，所述探测单元包括扫描式激光气体探测仪、线束式激光气体探测仪、点测式激光气体探测仪和激光气体遥测仪，所述扫描式激光气体探测仪、线束式激光气体探测仪、点测式激光气体探测仪和激光气体遥测仪均与处理单元实现双向连接。

优选的，所述检测点布设单元包括角度坐标、停留时间和巡航单元，所述角度坐标、停留时间和巡航单元均与处理单元实现双向连接。

优选的，所述硬件控制单元包括运动控制模块和传感器控制模块，所述运动控制模块和传感器控制模块均与处理单元实现双向连接。

优选的，所述监控立杆左侧的顶部通过连接板固定连接有激光探头，所述监控立杆右侧的中部通过连接块固定连接有多功能控制箱，且多功能控制箱的顶部固定连接有防水板，所述激光探头通过第一电缆与多功能控制箱的内部电性连接，且多功能控制箱的底部固定连接有通信光缆和第二电缆，所述多功能控制箱的顶部固定连接有避雷针。

(三)有益效果

本发明提供了一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统。具备以下有益效果：

(1)、该输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，通过终端通过以太网与服务器实现双向连接，服务器通过以太网与网络交换机实现双向连接，网络交换机通过以太网与中央控制器实现双向连接，中央控制器分别与UPS电源模块、处理单元和数据比较模块实现双向连接，处理单元分别与浓度数据单元、硬件控制单元、参数设置单元、探测单元、数据处理模块和检测点布设单元实现双向连接，数据比较模块通过导线与声光报警器实现双向连接，配合终端、服务器、网络交换机、中央控制器、UPS电源模块、处理单元、数据比较模块、浓度数据单元、硬件控制单元、参数设置单元、探测单元、数据处理模块、检测点布设单元和声光报警器的设置，利用可燃气体对特定波长的探测激光具有吸收效应，判断目标区域内是否发生可燃气体泄漏，通过计算分析探测激光被吸收的强弱比例来判断目标区域内可燃气体的泄漏量，构建出一个完整的监测报警系统，方便了用户的使用，解决了没有形成一套成体系的探测预警系统对输气站监测，影响用户使用的问题。

(2)、该输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，通过浓度数据单元包括信息转码模块、微型处理器、信息存储器、显示屏、散热风扇和控制开关，信息转码模块的输出端与微型处理器的输入端连接，微型处理器通过导线分别与信息存储器、显示屏、散热风扇和控制开关实现双向连接，信息转码模块通过以太网与中央控制器实现双向连接，配合信息转码模块、微型处理器、信息存储器、显示屏、散热风扇和控制开关的设置，将数据引导出来使用专用的显示屏进行实时监控，避免界面在同台终端上显示导致切换时影响观察的情况。

(3)、该输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，通过检测点布设单元包括角度坐标、停留时间和巡航单元，角度坐标、停留时间和巡航单元均与处理单元实现双向连接，配合角度坐标、停留时间和巡航单元的设置，可以有效减少值班人员日常巡检工作量，实现实时监控工艺区可燃气浓度情况，及时准确发现和定位泄漏点的目标，使工作人员可以有目的性去现场泄漏点进行核查和故障处理，提供工作效率，达到事倍功半的效果。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为本发明处理单元的系统原理框图；

图3为本发明浓度数据单元的系统原理框图；

图4为本发明硬件控制单元的系统原理框图；

图5为本发明参数设置单元的系统原理框图；

图6为本发明探测单元的系统原理框图；

图7为本发明检测点布设单元的系统原理框图；

图8为本发明的结构安装示意图。

图中，1—终端、2—服务器、3—网络交换机、4—中央控制器、5—监控立杆、6—UPS电源模块、7—处理单元、8—数据比较模块、9—浓度数据单元、10—硬件控制单元、11—参数设置单元、12—探测单元、13—数据处理模块、14—检测点布设单元、15—声光报警器、16—多功能处理器、17—信息转码模块、18—微型处理器、19—信息存储器、20—显示屏、21—散热风扇、22—控制开关、23—预警模块、24—通信模块、25—数据存储模块、26—扫描式激光气体探测仪、27—线束式激光气体探测仪、28—点测式激光气体探测仪、29—激光气体遥测仪、30—角度坐标、31—停留时间、32—巡航单元、33—运动控制模块、34—传感器控制模块、35—激光探头、36—多功能控制箱、37—防水板、38—第一电缆、39—通信光缆、40—第二电缆、41—避雷针。

具体实施方式

下面将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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

请参阅图1-8，本发明实施例提供一种技术方案：一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，包括终端1、服务器2、网络交换机3、中央控制器4和监控立杆5，终端1通过以太网与服务器2实现双向连接，服务器2通过以太网与网络交换机3实现双向连接，网络交换机3通过以太网与中央控制器4实现双向连接，中央控制器4分别与UPS电源模块6、处理单元7和数据比较模块8实现双向连接，数据比较模块8为LM239型号数据比较器，处理单元7由N个多功能处理器16组成，N个多功能处理器16均通过光纤信号与中央控制器4实现双向连接，处理单元7分别与浓度数据单元9、硬件控制单元10、参数设置单元11、探测单元12、数据处理模块13和检测点布设单元14实现双向连接，浓度数据单元9包括信息转码模块17、微型处理器18、信息存储器19、显示屏20、散热风扇21和控制开关22，信息转码模块17的输出端与微型处理器18的输入端连接，微型处理器18通过导线分别与信息存储器19、显示屏20、散热风扇21和控制开关实现双向连接，信息转码模块17通过以太网与中央控制器4实现双向连接，配合信息转码模块17、微型处理器18、信息存储器19、显示屏20、散热风扇21和控制开关22的设置，将数据引导出来使用专用的显示屏进行实时监控，避免界面在同台终端上显示导致切换时影响观察的情况，参数设置单元11包括预警模块23、通信模块24和数据存储模块25，预警模块23、通信模块24和数据存储模块25均与处理单元7实现双向连接，探测单元12包括扫描式激光气体探测仪26、线束式激光气体探测仪27、点测式激光气体探测仪28和激光气体遥测仪29，扫描式激光气体探测仪26、线束式激光气体探测仪27、点测式激光气体探测仪28和激光气体遥测仪29均与处理单元7实现双向连接，检测点布设单元14包括角度坐标30、停留时间31和巡航单元32，角度坐标30、停留时间31和巡航单元32均与处理单元7实现双向连接，配合角度坐标30、停留时间31和巡航单元32的设置，可以有效减少值班人员日常巡检工作量，实现实时监控工艺区可燃气浓度情况，及时准确发现和定位泄漏点的目标，使工作人员可以有目的性去现场泄漏点进行核查和故障处理，提供工作效率，达到事倍功半的效果，硬件控制单元10包括运动控制模块33和传感器控制模块34，运动控制模块33和传感器控制模块34均与处理单元7实现双向连接，数据比较模块8通过导线与声光报警器15实现双向连接，配合终端1、服务器2、网络交换机3、中央控制器4、UPS电源模块6、处理单元7、数据比较模块8、浓度数据单元9、硬件控制单元10、参数设置单元11、探测单元12、数据处理模块13、检测点布设单元14和声光报警器15的设置，利用可燃气体对特定波长的探测激光具有吸收效应，判断目标区域内是否发生可燃气体泄漏，通过计算分析探测激光被吸收的强弱比例来判断目标区域内可燃气体的泄漏量，构建出一个完整的监测报警系统，方便了用户的使用，解决了没有形成一套成体系的探测预警系统对输气站监测，影响用户使用的问题，监控立杆5左侧的顶部通过连接板固定连接有激光探头35，监控立杆5右侧的中部通过连接块固定连接有多功能控制箱36，且多功能控制箱36的顶部固定连接有防水板37，激光探头35通过第一电缆38与多功能控制箱36的内部电性连接，多功能处理器16设置在多功能控制箱36的内部，且多功能控制箱36的底部固定连接有通信光缆39和第二电缆40，多功能控制箱36的顶部固定连接有避雷针41。

使用时，现场安装分为输气场站工艺区与站控室两部分，工艺区内安装的部件为各式激光探测设备与多功能处理器16，激光探测设备安装在监控立杆5上方，多功能处理器16固定在多功能控制箱36中，其中图中示意的为系统中各式激光探测设备的一种，采用专用监控立杆安装，但安装方法并不限于此种方法，需要根据激光探测设备的类型在现场灵活布置，站控室内安装的部件为中央控制器4、网络交换机3、服务器2、终端1、声光报警器15，其中中央控制器4、网络交换机3与服务器2安装在标准机柜内，终端1放置在站控室操作台上，声光报警器15根据室内环境进行设置，可安装在机柜上方，也可固定在墙壁，系统供电采用站控室集中供电，通过电力电缆将场区内激光探头35与站控室内的UPS电源模块6相连，设备额定工作电压为220V，安装完成后，可以根据具体需要进行操作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，包括终端(1)、服务器(2)、网络交换机(3)、中央控制器(4)和监控立杆(5)，所述终端(1)通过以太网与服务器(2)实现双向连接，所述服务器(2)通过以太网与网络交换机(3)实现双向连接，所述网络交换机(3)通过以太网与中央控制器(4)实现双向连接，其特征在于：所述中央控制器(4)分别与UPS电源模块(6)、处理单元(7)和数据比较模块(8)实现双向连接，所述处理单元(7)分别与浓度数据单元(9)、硬件控制单元(10)、参数设置单元(11)、探测单元(12)、数据处理模块(13)和检测点布设单元(14)实现双向连接，所述数据比较模块(8)通过导线与声光报警器(15)实现双向连接。

2.根据权利要求1所述的一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，其特征在于：所述处理单元(7)由N个多功能处理器(16)组成，N个所述多功能处理器(16)均通过光纤信号与中央控制器(4)实现双向连接。

3.根据权利要求1所述的一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，其特征在于：所述浓度数据单元(9)包括信息转码模块(17)、微型处理器(18)、信息存储器(19)、显示屏(20)、散热风扇(21)和控制开关(22)，所述信息转码模块(17)的输出端与微型处理器(18)的输入端连接，所述微型处理器(18)通过导线分别与信息存储器(19)、显示屏(20)、散热风扇(21)和控制开关实现双向连接，所述信息转码模块(17)通过以太网与中央控制器(4)实现双向连接。

4.根据权利要求1所述的一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，其特征在于：所述参数设置单元(11)包括预警模块(23)、通信模块(24)和数据存储模块(25)，所述预警模块(23)、通信模块(24)和数据存储模块(25)均与处理单元(7)实现双向连接。

5.根据权利要求1所述的一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，其特征在于：所述探测单元(12)包括扫描式激光气体探测仪(26)、线束式激光气体探测仪(27)、点测式激光气体探测仪(28)和激光气体遥测仪(29)，所述扫描式激光气体探测仪(26)、线束式激光气体探测仪(27)、点测式激光气体探测仪(28)和激光气体遥测仪(29)均与处理单元(7)实现双向连接。

6.根据权利要求1所述的一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，其特征在于：所述检测点布设单元(14)包括角度坐标(30)、停留时间(31)和巡航单元(32)，所述角度坐标(30)、停留时间(31)和巡航单元(32)均与处理单元(7)实现双向连接。

7.根据权利要求1所述的一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，其特征在于：所述硬件控制单元(10)包括运动控制模块(33)和传感器控制模块(34)，所述运动控制模块(33)和传感器控制模块(34)均与处理单元(7)实现双向连接。

8.根据权利要求1所述的一种输气场站可燃气体泄漏激光探测预警系统，其特征在于：所述监控立杆(5)左侧的顶部通过连接板固定连接有激光探头(35)，所述监控立杆(5)右侧的中部通过连接块固定连接有多功能控制箱(36)，且多功能控制箱(36)的顶部固定连接有防水板(37)，所述激光探头(35)通过第一电缆(38)与多功能控制箱(36)的内部电性连接，且多功能控制箱(36)的底部固定连接有通信光缆(39)和第二电缆(40)，所述多功能控制箱(36)的顶部固定连接有避雷针(41)。