CN109580903A - 一种用于地下密闭空间的沼气天然气智能判别系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于地下密闭空间的沼气天然气智能判别系统，包括数据中心以及设置在地下密闭空间内的至少一个多参数监测终端，所述数据中心通过通信网络与每个多参数监测终端通信连接；所述多参数监测终端用于采集地下密闭空间内的环境信息，所述环境信息包括可燃气体浓度、硫化氢浓度、环境温湿度值和天然气管道压力值；所述数据中心通过所述通信网络接收所述环境信息，根据所述环境信息中的可燃气体浓度与硫化氢浓度和/或环境温湿度值是否成正比来判断该可燃气体是否为沼气，并在所述可燃气体不是沼气时根据所述环境信息中的可燃气体浓度和天然气管道压力值是否成正比来判断该可燃气体是否为天然气。
Description
技术领域
本发明涉及地下密闭空间监测领域，具体的说，涉及了一种用于地下密闭空间的沼气天然气智能判别系统。
背景技术
地下密闭空间内环境特殊，燃气泄漏容易积存引起爆炸，是相关管理单位的心头之患。同样地，如果密闭空间内积水、有脏污物品，温度变化会发酵形成沼气，沼气易燃易爆，给城市市政安全管理带来挑战。同样都是作为危险气体，沼气天然气的区分是业界难题。目前成熟的技术是通过痕量分析、色谱分析等技术，但它们不能在线分析，且成本过高，很难大规模推广。由此需要一种可操作性强的技术解决方案。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种用于地下密闭空间的沼气天然气智能判别系统。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于地下密闭空间的沼气天然气智能判别系统，包括数据中心以及设置在地下密闭空间内的至少一个多参数监测终端，所述数据中心通过通信网络与每个多参数监测终端通信连接；
所述多参数监测终端用于采集地下密闭空间内的环境信息，所述环境信息包括可燃气体浓度、硫化氢浓度、环境温湿度值和天然气管道压力值；
所述数据中心通过所述通信网络接收所述环境信息，根据所述环境信息中的可燃气体浓度与硫化氢浓度和/或环境温湿度值是否成正比来判断该可燃气体是否为沼气，并在所述可燃气体不是沼气时根据所述环境信息中的可燃气体浓度和天然气管道压力值是否成正比来判断该可燃气体是否为天然气。
基于上述，所述数据中心还可以根据所述环境信息中的可燃气体浓度和天然气管道压力值是否成正比来判断该可燃气体是否为天然气，并在该可燃气体不是天然气时根据所述环境信息中的可燃气体浓度与硫化氢浓度和/或环境温湿度值是否成正比来判断该可燃气体是否为沼气。
基于上述，判断该可燃气体是否为沼气的具体步骤为：
以连续N天作为判断周期，提取该判断周期内的所有环境信息中的可燃气体浓度、硫化氢浓度和环境温湿度值，并生成可燃气体浓度-时间曲线、硫化氢浓度-时间曲线和环境温湿度值-时间曲线；
根据可燃气体浓度-时间曲线中的可燃气体浓度变化趋势将该判断周期划分为连续时间段，所述连续时间段分为至少一个上升时间段和至少一个下降时间段，其中上升时间段和下降时间段为交替状态；
根据该连续时间段对环境温湿度值-时间曲线进行划分，判断在每个上升时间段内环境温湿度值是否也为上升趋势，如否，则判定该可燃气体不是沼气；若是，则继续判断每个下降时间段内环境温湿度值是否也为下降趋势，若是，则继续下一步，若否，则判定该可燃气体不是沼气；
根据该连续时间段对硫化氢浓度-时间曲线进行划分，判断在每个上升时间段内硫化氢浓度是否也为上升趋势，如否，则判定该可燃气体不是沼气；若是，则继续判断每个下降时间段内硫化氢浓度是否也为下降趋势，若是，则判定该可燃气体为沼气，若否，则判定该可燃气体不是沼气。
基于上述，判断该可燃气体是否为天然气的具体步骤为：
以连续24小时作为判断周期，提取该判断周期内的所有环境信息中的可燃气体浓度和天然气管道压力值，并生成可燃气体浓度-时间曲线和天然气管道压力值-时间曲线；
根据天然气管道压力值-时间曲线中的天然气管道压力值变化趋势将该判断周期划分为连续时间段，所述连续时间段分为至少一个上升时间段和至少一个下降时间段，其中上升时间段和下降时间段为交替状态；
根据该连续时间段对可燃气体浓度-时间曲线进行划分，判断在每个上升时间段内可燃气体浓度是否也为上升趋势，如否，则判定该可燃气体不是天然气；若是，则继续判断每个下降时间段内可燃气体浓度是否也为下降趋势，若是，则判断该可燃气体为天然气，若否，则判定该可燃气体不是沼气。
基于上述，所述通信网络包括GSM网络，GPRS网络,3G/4G/5G网络， NB-IoT网络，LoRA网络以及有线通信网络。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明通过多参数监测终端、通信网络和数据中心构建了一种用于地下密闭空间的沼气天然气智能判别系统，其中多参数监测终端负责采集地下密闭空间内的环境信息，如可燃气体浓度、硫化氢浓度、环境温湿度和天然气管道压力，并通过通信网络上传至数据中心，数据中心通过对环境信息进行在线分析比较处理，以达到智能区分沼气和天然气的目的，解决燃气公司、市政管理单位的痛点问题；同时该过程不需要痕量分析、色谱分析等技术，因而成本更低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是沼气判别流程示意图。
图3是天然气判别流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
沼气由50%-80%甲烷（CH4）、20%-40%二氧化碳（CO2）、0%-5%氮气（N2）、小于1%的氢气（H2）、小于0.4%的氧气（O2）与0.1%-3%硫化氢（H2S）等气体组成。天然气由大量甲烷、少量的乙烷、丙烷和丁烷组成，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。
从上述描述可知，沼气和天然气均是多组分的混合气体，其二者的主要成分均是甲烷；由于二者的组成成分类似，且均是危险气体，故而沼气天然气的区分是业界难题。目前成熟的技术是通过痕量分析、色谱分析等技术，但它们即不能在线分析，且成本过高，很难大规模推广。
然而，地下密闭空间内存在沼气和天然气的条件不同，存在沼气的条件为现场有积水或潮湿、存在有机废弃物、且有适合发酵的温度；其中，温度越高发酵程度越高，有机物发酵会产生沼气和硫化氢气体；因而若城市地下密闭空间内存在沼气，则沼气浓度的高低和环境温湿度值、硫化氢浓度有关。
地下密闭空间内存在天然气的条件为城市埋地地下密闭空间内的天然气管道存在泄漏的情况。且通常情况下天然气管道压力在24小时内呈周期性变化，因而若地下密闭空间内内内存在天然气，则其浓度高低必然和天然气管道的压力密切相关。
基于上述地下密闭空间内存在沼气或天然气的先决条件，如图1所示，本发明提供了一种用于地下密闭空间的沼气天然气智能判别系统，包括数据中心以及设置在地下密闭空间内的至少一个多参数监测终端，所述数据中心通过通信网络与每个多参数监测终端通信连接，优选的，所述通信网络包括GSM网络，GPRS网络,3G/4G/5G网络，NB-IoT网络，LoRA网络以及有线通信网络。
所述多参数监测终端用于采集地下密闭空间内的环境信息，所述环境信息包括可燃气体浓度、硫化氢浓度、环境温湿度值和天然气管道压力值；具体的，所述参数监测终端包括多种传感器，分别为可燃气体传感器、硫化氢传感器、温湿度传感器和压力传感器，其中，所述压力传感器用于检测天然气管道压力值；所述可燃气体传感器用于检测地下密闭空间内的可燃气体浓度；所述硫化氢传感器用于检测地下密闭空间内的硫化氢浓度，所述温湿度传感器用于检测地下密闭空间内的环境温湿度值。
所述数据中心通过所述通信网络接收所述环境信息，根据所述环境信息中的可燃气体浓度与硫化氢浓度和/或环境温湿度值是否成正比来判断该可燃气体是否为沼气，并在所述可燃气体不是沼气时根据所述环境信息中的可燃气体浓度和天然气管道压力值是否成正比来判断该可燃气体是否为天然气。
在其他实施例中，所述数据中心还可以根据所述环境信息中的可燃气体浓度和天然气管道压力值是否成正比来判断该可燃气体是否为天然气，并在该可燃气体不是天然气时根据所述环境信息中的可燃气体浓度与硫化氢浓度和/或环境温湿度值是否成正比来判断该可燃气体是否为沼气。
需要注意的是：天然气和沼气的判别顺序并不会影响可燃气体的判别结果。
具体的，如图2所示，判断该可燃气体是否为沼气的具体步骤为：
以连续N天作为判断周期，提取该判断周期内的所有环境信息中的可燃气体浓度、硫化氢浓度和环境温湿度值，并生成可燃气体浓度-时间曲线、硫化氢浓度-时间曲线和环境温湿度值-时间曲线；
根据可燃气体浓度-时间曲线中的可燃气体浓度变化趋势将该判断周期划分为连续时间段，所述连续时间段分为至少一个上升时间段和至少一个下降时间段，其中上升时间段和下降时间段为交替状态；
根据该连续时间段对环境温湿度值-时间曲线进行划分，判断在每个上升时间段内环境温湿度值是否也为上升趋势，如否，则判定该可燃气体不是沼气；若是，则继续判断每个下降时间段内环境温湿度值是否也为下降趋势，若是，则继续下一步，若否，则判定该可燃气体不是沼气；
根据该连续时间段对硫化氢浓度-时间曲线进行划分，判断在每个上升时间段内硫化氢浓度是否也为上升趋势，如否，则判定该可燃气体不是沼气；若是，则继续判断每个下降时间段内硫化氢浓度是否也为下降趋势，若是，则判定该可燃气体为沼气，若否，则判定该可燃气体不是沼气。
具体的，如图3所示，判断该可燃气体是否为天然气的具体步骤为：
以连续24小时作为判断周期，提取该判断周期内的所有环境信息中的可燃气体浓度和天然气管道压力值，并生成可燃气体浓度-时间曲线和天然气管道压力值-时间曲线；
根据天然气管道压力值-时间曲线中的天然气管道压力值变化趋势将该判断周期划分为连续时间段，所述连续时间段分为至少一个上升时间段和至少一个下降时间段，其中上升时间段和下降时间段为交替状态；
根据该连续时间段对可燃气体浓度-时间曲线进行划分，判断在每个上升时间段内可燃气体浓度是否也为上升趋势，如否，则判定该可燃气体不是天然气；若是，则继续判断每个下降时间段内可燃气体浓度是否也为下降趋势，若是，则判断该可燃气体为天然气，若否，则判定该可燃气体不是沼气。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (5)
1.一种用于地下密闭空间的沼气天然气智能判别系统，其特征在于：包括数据中心以及设置在地下密闭空间内的至少一个多参数监测终端，所述数据中心通过通信网络与每个多参数监测终端通信连接；
所述多参数监测终端用于采集地下密闭空间内的环境信息，所述环境信息包括可燃气体浓度、硫化氢浓度、环境温湿度值和天然气管道压力值；
所述数据中心通过所述通信网络接收所述环境信息，根据所述环境信息中的可燃气体浓度与硫化氢浓度和/或环境温湿度值是否成正比来判断该可燃气体是否为沼气，并在所述可燃气体不是沼气时根据所述环境信息中的可燃气体浓度和天然气管道压力值是否成正比来判断该可燃气体是否为天然气。
2.根据权利要求1所述的用于地下密闭空间的沼气天然气智能判别系统，其特征在于：所述数据中心还可以根据所述环境信息中的可燃气体浓度和天然气管道压力值是否成正比来判断该可燃气体是否为天然气，并在该可燃气体不是天然气时根据所述环境信息中的可燃气体浓度与硫化氢浓度和/或环境温湿度值是否成正比来判断该可燃气体是否为沼气。
3.根据权利要求1或2所述的用于地下密闭空间的沼气天然气智能判别系统，其特征在于，判断该可燃气体是否为沼气的具体步骤为：
以连续N天作为判断周期，提取该判断周期内的所有环境信息中的可燃气体浓度、硫化氢浓度和环境温湿度值，并生成可燃气体浓度-时间曲线、硫化氢浓度-时间曲线和环境温湿度值-时间曲线；
根据可燃气体浓度-时间曲线中的可燃气体浓度变化趋势将该判断周期划分为连续时间段，所述连续时间段分为至少一个上升时间段和至少一个下降时间段，其中上升时间段和下降时间段为交替状态；
根据该连续时间段对环境温湿度值-时间曲线进行划分，判断在每个上升时间段内环境温湿度值是否也为上升趋势，如否，则判定该可燃气体不是沼气；若是，则继续判断每个下降时间段内环境温湿度值是否也为下降趋势，若是，则继续下一步，若否，则判定该可燃气体不是沼气；
根据该连续时间段对硫化氢浓度-时间曲线进行划分，判断在每个上升时间段内硫化氢浓度是否也为上升趋势，如否，则判定该可燃气体不是沼气；若是，则继续判断每个下降时间段内硫化氢浓度是否也为下降趋势，若是，则判定该可燃气体为沼气，若否，则判定该可燃气体不是沼气。
4.根据权利要求1或2所述的用于地下密闭空间的沼气天然气智能判别系统，其特征在于，判断该可燃气体是否为天然气的具体步骤为：
以连续24小时作为判断周期，提取该判断周期内的所有环境信息中的可燃气体浓度和天然气管道压力值，并生成可燃气体浓度-时间曲线和天然气管道压力值-时间曲线；
根据天然气管道压力值-时间曲线中的天然气管道压力值变化趋势将该判断周期划分为连续时间段，所述连续时间段分为至少一个上升时间段和至少一个下降时间段，其中上升时间段和下降时间段为交替状态；
根据该连续时间段对可燃气体浓度-时间曲线进行划分，判断在每个上升时间段内可燃气体浓度是否也为上升趋势，如否，则判定该可燃气体不是天然气；若是，则继续判断每个下降时间段内可燃气体浓度是否也为下降趋势，若是，则判断该可燃气体为天然气，若否，则判定该可燃气体不是沼气。
5.根据权利要求1或2所述的用于地下密闭空间的沼气天然气智能判别系统，其特征在于：所述通信网络包括GSM网络，GPRS网络,3G/4G/5G网络， NB-IoT网络，LoRA网络以及有线通信网络。
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| CN (1) | CN109580903B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110319982A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-10-11 | 清华大学合肥公共安全研究院 | 基于机器学习的埋地式燃气管线泄漏判断方法 |
| CN110630910A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-12-31 | 安徽理工大学 | 一种城市地下燃气管道监测系统 |
| CN113658413A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-16 | 成都千嘉科技有限公司 | 城市地下密闭空间区分沼气和燃气泄漏的方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4507558A (en) * | 1983-02-22 | 1985-03-26 | Honeywell Inc. | Selective leak-detector for natural gas |
| CN103512988A (zh) * | 2012-06-25 | 2014-01-15 | 合肥朗伯光电传感技术有限公司 | 便携式天然气、沼气光学检测装置及其鉴别方法 |
| CN106715998A (zh) * | 2014-07-29 | 2017-05-24 | 因菲肯有限公司 | 用于区分天然气和沼气的方法和装置 |
| CN207894812U (zh) * | 2018-02-06 | 2018-09-21 | 西安管畅环保科技有限公司 | 一种区分沼气与天然气的激光检测装置 |
| CN108680708A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-19 | 北京理工大学 | 一种甲烷来源预测方法及装置 |
| CN108692192A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-23 | 北京理工大学 | 燃气管网相邻地下空间安全监测方法及系统 |
-
2018
- 2018-11-21 CN CN201811389232.5A patent/CN109580903B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4507558A (en) * | 1983-02-22 | 1985-03-26 | Honeywell Inc. | Selective leak-detector for natural gas |
| CN103512988A (zh) * | 2012-06-25 | 2014-01-15 | 合肥朗伯光电传感技术有限公司 | 便携式天然气、沼气光学检测装置及其鉴别方法 |
| CN106715998A (zh) * | 2014-07-29 | 2017-05-24 | 因菲肯有限公司 | 用于区分天然气和沼气的方法和装置 |
| CN207894812U (zh) * | 2018-02-06 | 2018-09-21 | 西安管畅环保科技有限公司 | 一种区分沼气与天然气的激光检测装置 |
| CN108680708A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-19 | 北京理工大学 | 一种甲烷来源预测方法及装置 |
| CN108692192A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-23 | 北京理工大学 | 燃气管网相邻地下空间安全监测方法及系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ABDEL-HADI, M. A.: "A SIMPLE APPARATUS FOR BIOGAS QUALITY DETERMINATION", 《MISR J. AG. ENG.》 * |
| 肖晋予等: "燃气管网检漏中天然气与沼气的区分", 《煤气与热力》 * |
| 郝英杰等: "气相色谱仪PGC在鉴别天然气与地下沼气中的应用", 《城市燃气》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110319982A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-10-11 | 清华大学合肥公共安全研究院 | 基于机器学习的埋地式燃气管线泄漏判断方法 |
| CN110319982B (zh) * | 2019-06-03 | 2021-03-30 | 清华大学合肥公共安全研究院 | 基于机器学习的埋地式燃气管线泄漏判断方法 |
| CN110630910A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-12-31 | 安徽理工大学 | 一种城市地下燃气管道监测系统 |
| CN113658413A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-16 | 成都千嘉科技有限公司 | 城市地下密闭空间区分沼气和燃气泄漏的方法 |
Also Published As
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|---|---|
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