CN109668607A - 一种燃气表监控微小泄漏的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气表监控微小泄漏的方法，燃气表包含计量电路和处理器，监控微小泄漏的方法包括如下步骤：步骤S1，计量电路每天在设定时间采集用气量，并且处理器根据公式：Q＝△V/△t计算得出一天内的流量值样本{Q1,……,Qn},其中，△V表示设定时间用气量，△t表示设定时间时长，n表示第n个样本，并计算n个样本的方差值S和平均值M；步骤S2，将每天计算出的方差值和平均值保留下来,得到一组数据{(S1,M1),(S2,M2),……,(Sx,Mx)},其中x表示第x天；步骤S3，比较其中任意两天的方差值Sa和Sb，a和b表示具体日期,如果Sa＝Sb，认为用气习惯相同,再比较对应两天的平均值Ma和Mb，如果Ma>Mb且a>b，则说明，用户用气习惯相同的基础上，存在静态偏差，即认为存在微小泄露。本发明可以提高对微小泄露检测的敏感度和准确率。

Description

一种燃气表监控微小泄漏的方法

技术领域

本发明涉及燃气安全技术，具体涉及燃气表监控微小泄漏的方法。

背景技术

用气安全是燃气行业的重中之重，目前针对用户家中的软管老化，松动等原因导致的泄漏，忘记关闭用气设备导致的泄漏，常见的解决方法是通过示数数据来监测流量，实现泄漏检测。但是该方法中存在一个问题，如果用户，维修人员，检测中途将示数数据修改了，这样会造成使用速率计算出错，例如：R(t)＝(v(t)–v(t-Δt))/Δt，计算中途由于人员操作将t时刻的示数数据改为：v(t)+Δt，此时计算出的R(t)错误，容易产生误报警。

现有技术中对于微小流量泄漏的检测，还可以通过统计一段时间内的平均燃气使用率，然后和阈值进行比较，达到检测微小泄漏的目的。或者通过统计燃气使用率落在区间值范围内的时间，然后将时间和阈值进行比较，达到微小泄漏检测的目的。但是这种预设阈值的方法，对燃气微小泄露的检测不敏感不准确，存在漏报误报的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种燃气表监控微小泄漏的方法,解决现有技术存在的对微小泄露检测不敏感不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种燃气表监控微小泄漏的方法，燃气表包含计量电路和处理器，监控微小泄漏的方法包括如下步骤：步骤S1，计量电路每天在设定时间采集用气量，并且处理器根据公式：Q＝△V/△t计算得出一天内的流量值样本{Q1,……,Qn},其中，△V表示设定时间用气量，△t表示设定时间时长，n表示第n个样本，并计算n个样本的方差值S和平均值M；

步骤S2，将每天计算出的方差值和平均值保留下来,得到一组数据{(S1,M1),(S2,M2),……,(Sx,Mx)},其中x表示第x天；

步骤S3，比较其中任意两天的方差值Sa和Sb，a和b表示具体日期,如果Sa＝Sb，认为用气习惯相同,再比较对应两天的平均值Ma和Mb，如果Ma>Mb且a>b，则说明，用户用气习惯相同的基础上，存在静态偏差，即认为存在微小泄露。

可选的，还包括短时间实时检测方法：计量电路采集时间段△t1内的用气量统计，处理器通过公式：流量＝△t1时间内的累积量/△t1，换算出时间段△t1内的流量值Q1，完成一次流量信息的记录,当流量值Q1大于泄漏阈值Qmax时，进行加速检测，计量电路连续采集N次时间段△t2内的用气量，其中△t2小于△t1，处理器计算出时间段△t2内的流量值Q2，并将计算出的流量值Q2再次与泄漏阈值Qmax进行比较；如果流量值Q2依旧大于泄漏阈值Qmax，则记录异常次数，若N次采集中异常次数等于N，则认为当前确实存在泄漏，若过程中，检测到的异常次数小于N，则认为当前不存在泄漏。

可选的，1s<△t1<40s，200ms<△t2<6s。

可选的，N≥3。

可选的，若认为当前确实存在泄漏，进行关阀处理并发出报警，认为当前不存在泄漏，不进行报警。

可选的，步骤S1中每小时至少采集1次流量值样本，一天至少共采集24个样本。

可选的，如果方差值Sa和Sb偏离超过5％，即认为存在微小泄露。

可选的，所述燃气表还包含无线通信模块，若认为当前确实存在泄漏，所述无线通信模块将泄露信息向服务器发送。

可选的，所述泄漏阈值Qmax在燃气表出厂前设定。

可选的，所述泄漏阈值Qmax可以在燃气表出厂后修改设定。

本发明采用的技术方案，每天在设定时间采集用气量并计算流量值，且每天计算方差值和平均值，最后根据累积的方差值和平均值判断是否存在微小泄漏，对燃气微小泄露的监测更敏感更准确。由于采用燃气表即可监控微小泄露，不引入新的传感器件，检测效率高，无需人工检测，因此具有价格低廉的好处。由于每天设定时间均进行燃气计量，燃气计量具有实时性，因此测算也能做到实时，可以实现实时的流量监控，且比引入新器件的方案功耗更低。后期维护内容少，如果检测传感器是独立的电路，则需要对该电路进行维护，而将计量和检测功能合二为一，则能实现减少维护内容的效果。由于不需要设置微小泄漏的阈值，就能检测出微泄漏的可能，能够防止由于维修人员配置示数，而导致的误报警。

每小时至少采集1次流量值样本，一天至少共采集24个样本，既可以保证充足的样本数，又不至于数据量过大，影响效率。

另外，还可以同时结合短时间实时检测方法达到对微小泄露的精准监测。只要任意一种检测方法检测到泄漏，就进行关阀处理并发出报警。由于综合了两种检测方法，可以结合两种检测方法的优点，避免两种检测方法的缺点，这样检测效果更好，安全性更高。

1s<△t1<40s，200ms<△t2<6s，△t1和△t2时间过短会影响流量值计算的精确度，时间过长，会影响检测效率。N≥3，N如果少于3次，影响检测准确度，当然，N数值过大会提升检测准确度，但相应的也会影响效率。

若认为当前确实存在泄漏，可以通过无线通信模块将泄露信息向服务器发送，从而可以及时对泄露进行处理。

泄漏阈值Qmax可以在燃气表出厂前设定，而且可以在燃气表出厂后修改设定。这样，就可以根据实际使用情况调整泄漏阈值Qmax，提高对微小泄露的监测精度。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为计量仪表设置示意图；

图2为本发明实施例一步骤1流程图；

图3为本发明实施例一步骤2、3、4流程图；

图4为本发明实施例二流程图。

具体实施方式

如图1所示,在用户家中计量仪表(燃气表)和各个设备通过管道P-1,P-2,P-3,P-4,P-5连接。而在计量仪表中一般包含两部分，计量电路和MCU(处理器)，通过这两个部分可实现对流量的监控。

实施例一

本实施例采用短时间实时检测方法，将采样统计数据与预设阈值比较来监控是否存在微小泄漏。

一种燃气表监控微小泄漏的方法，包括如下步骤：

步骤1：计量电路采集时间段△t1内的用气量统计，处理器通过公式：流量＝△t1时间内的累积量/△t1，换算出时间段△t1内的流量值Q1，完成一次流量信息的记录，流程如图2所示。

步骤2：将计算出的流量值Q1和泄漏阈值Qmax进行比较，当流量值Q1大于泄漏阈值Qmax时，则进行步骤3。

步骤3：进行加速检测，计量电路连续采集N次时间段△t2内的用气量，其中△t2小于△t1，处理器计算出时间段△t2内的流量值Q2，并将计算出的流量值Q2再次与泄漏阈值Qmax进行比较。

步骤4：如果流量值Q2依旧大于泄漏阈值Qmax，则记录异常次数，若N次采集中异常次数等于N，则认为当前确实存在泄漏，需要进行关阀处理并报警，以保证用气安全。若过程中，检测到的异常次数小于N，则认为是维修造成的异常情况，不进行报警，流程如图3所示。

其中，△t1和△t2代表时间段时长，流量值Q1和Q2以及泄漏阈值Qmax单位是立方米每小时。

本实施例中的方法，步骤1和步骤2可以由人工或者处理器程序控制随机进行，也可以定时进行，因此可以减少采样频率和数据处理量。步骤3和步骤4通过连续采集N次流量值与泄漏阈值Qmax进行比较，数据更具统计学意义，可以准确检测出是否发生泄漏，避免误报警。

在本实施例中△t1是36秒，△t2是6秒，N是3，泄漏阈值Qmax是7.2立方米每小时。一般来说，1s<△t1<40s，200ms<△t2<6s。△t1和△t2时间过短会影响流量值计算的精确度，时间过长，会影响检测效率，当然并不排除在上述时间范围外进行增减的可能。加速检测次数N也可以大于3次，如果少于3次，影响检测准确度，当然，N数值过大会提升检测准确度，但相应的也会影响效率。泄漏阈值7.2立方米每小时是根据经验确定，在燃气表出厂前进行设定，方便后期安装。当然，不同的厂家根据燃气表性能以及经验数据会有所不同，因此并不排除进行增减的可能。泄漏阈值Qmax也可以在燃气表出厂后修改设定，这样，就可以根据实际使用情况调整泄漏阈值Qmax，提高对微小泄露的监测精度。

具体来说，本实施例中，处理器采用瑞萨单片机，计量电路为磁阻计量电路，进行累积用气量的统计，并使其每36秒进行一次，流量值的计算，利用“(第36秒累积量–第0秒累积量)/36秒”得到流量值，并且转换单位成立方米每小时。将计算出的流量值和7.2立方米每小时进行对比，当流量值大于7.2立方米每小时时，进行加速检测，每6秒进行一次流量值计算，加速检测一共检测6次，若6次检测都存在流量值大于7.2立方米每小时的情况，则认为是存在泄漏，进行报警，并进行关阀处理，同时将时间，流量值等错误日志存储在eeprom中。

其中，采用磁阻计量电路采样功耗低、技术成熟。瑞萨单片机价格低廉。当然，本领域技术人员可以理解的是，计量电路也可以使用光电采样、电感式传感器采样、电容式传感器采样，处理器也可以采用ST平台或者飞思卡尔平台。

可以选择的，燃气表还包含无线通信模块，在监控到燃气泄漏后，无线通信模块将泄露信息向服务器发送，能实时通知服务器或者直接发送至用户手机，有效做到及时反馈信息。

实施例二，参考图4所示，本实施例采用方差值和平均值比价法，利用燃气表实时监控流量来提高安全性和检测效率。

一种燃气表监控微小泄漏的方法，包括如下步骤：

步骤S1，计量电路每天在设定时间采集用气量，并且处理器根据公式：Q＝△V/△t计算得出一天内的流量值样本{Q1,……,Qn},其中，△V表示设定时间用气量，△t表示设定时间时长，n表示第n个样本，并计算n个样本的方差值S和平均值M；

步骤S2，将每天计算出的方差值和平均值保留下来,得到一组数据{(S1,M1),(S2,M2),……,(Sx,Mx)},其中x表示第x天；

步骤S3，比较其中任意两天的方差值Sa和Sb，a和b表示具体日期,如果Sa＝Sb，认为用气习惯相同,再比较对应两天的平均值Ma和Mb，如果Ma>Mb且a>b，则说明，用户用气习惯相同的基础上，存在静态偏差，即认为存在微小泄露。

当然，本领域技术人员可以理解的是，如果方差值相等或者方差值偏离为0，可以认为不存在微小泄露。如果方差值Sa和Sb偏离5％或者更大，即认为存在微小泄露可能。

其中，△t代表时间段时长，△V代表时间段△t内的用气量。a和b代表具体日期,a>b即a相对于b日期靠后。

在本实施例中，每小时采集1次流量值样本，一天共采集24个样本。每天0点，开始进行统计，每隔一小时进行流量值的换算，重复该动作，一直到当天24点结束，将换算出的24个流量值数据进行方差计算和平均值计算，得出方差值S和平均值M，并将这两个值和日期存在eeprom中。每两天将eeprom中的数据读出，两两比较，当出现S1＝S2，M1<M2，且S1对应的日期小于S2对应的日期时，认为是存在微泄漏的可能，将进行报警并进行服务器通信，以保证及时检修。

当然，每天也可以采集多于24个样本，且采集时间的间隔相等。

本实施例中的方法与实施例一和现有技术相比，不需要设置微小泄漏的阈值，就能检测出微泄漏的可能，能够防止由于维修人员配置示数，而导致的误报警。由于每天设定时间均进行燃气计量，燃气计量具有实时性，因此测算也能做到实时，可以实现实时的流量监控，且比引入新器件的方案功耗更低。

实施例三，本实施例将实施例一和实施例二结合，即同时进行实施例一和实施例二中的两种检测方法，只要任意一种检测方法检测到泄漏，就进行关阀处理并发出报警。由于综合了两种检测方法，可以结合两种检测方法的优点，避免两种检测方法的缺点，这样检测效果更好，安全性更高。

本发明的上述实施例，均采用燃气表即可监控微小泄露，不引入新的传感器件，检测效率高，无需人工检测，因此具有价格低廉的好处。另外，后期维护内容少，如果检测传感器是独立的电路，则需要对该电路进行维护，而将计量和检测功能合二为一，则能实现减少维护内容的效果。

本领域技术人员可以理解的是，上述监控微小泄露的方法，如果监控到微小泄露，需要进行关阀处理并报警，以避免出现安全隐患。当然，这只是说明微小泄露的可能性非常大，并非绝对会存在微小泄露，因此，报警后由燃气维护人员现场最终确认是否存在微小泄露。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种燃气表监控微小泄漏的方法，燃气表包含计量电路和处理器，其特征在于监控微小泄漏的方法包括如下步骤：

步骤S1，计量电路每天在设定时间采集用气量，并且处理器根据公式：Q＝△V/△t计算得出一天内的流量值样本{Q1,……,Qn},其中，△V表示设定时间用气量，△t表示设定时间时长，n表示第n个样本，并计算n个样本的方差值S和平均值M；

步骤S2，将每天计算出的方差值和平均值保留下来,得到一组数据{(S1,M1),(S2,M2),……,(Sx,Mx)},其中x表示第x天；

步骤S3，比较其中任意两天的方差值Sa和Sb，a和b表示具体日期,如果Sa＝Sb，认为用气习惯相同,再比较对应两天的平均值Ma和Mb，如果Ma>Mb且a>b，则说明，用户用气习惯相同的基础上，存在静态偏差，即认为存在微小泄露。

2.根据权利要求1所述的一种燃气表监控微小泄漏的方法，其特征在于：还包括短时间实时检测方法：计量电路采集时间段△t1内的用气量统计，处理器通过公式：流量＝△t1时间内的累积量/△t1，换算出时间段△t1内的流量值Q1，完成一次流量信息的记录,当流量值Q1大于泄漏阈值Qmax时，进行加速检测，计量电路连续采集N次时间段△t2内的用气量，其中△t2小于△t1，处理器计算出时间段△t2内的流量值Q2，并将计算出的流量值Q2再次与泄漏阈值Qmax进行比较；如果流量值Q2依旧大于泄漏阈值Qmax，则记录异常次数，若N次采集中异常次数等于N，则认为当前确实存在泄漏，若过程中，检测到的异常次数小于N，则认为当前不存在泄漏。

3.根据权利要求2所述的一种燃气表监控微小泄漏的方法，其特征在于：1s<△t1<40s，200ms<△t2<6s。

4.根据权利要求2所述的一种燃气表监控微小泄漏的方法，其特征在于：N≥3。

5.根据权利要求2所述的一种燃气表监控微小泄漏的方法，其特征在于：若认为当前确实存在泄漏，进行关阀处理并发出报警，认为当前不存在泄漏，不进行报警。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种燃气表监控微小泄漏的方法，其特征在于：步骤S1中每小时至少采集1次流量值样本，一天至少共采集24个样本。

7.根据权利要求6所述的一种燃气表监控微小泄漏的方法，其特征在于：如果方差值Sa和Sb偏离超过5％，即认为存在微小泄露。

8.根据权利要求6所述的一种燃气表监控微小泄漏的方法，其特征在于：所述燃气表还包含无线通信模块，若认为当前确实存在泄漏，所述无线通信模块将泄露信息向服务器发送。

9.根据权利要求6所述的一种燃气表监控微小泄漏的方法，其特征在于：所述泄漏阈值Qmax在燃气表出厂前设定。

10.根据权利要求9所述的一种燃气表监控微小泄漏的方法，其特征在于：所述泄漏阈值Qmax可以在燃气表出厂后修改设定。