CN110260168A - 燃气管道安全预警系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气管道监测领域，具体位置燃气管道安全预警系统；包括主站系统和分站系统，主站系统包括相互连接的数据处理系统和波形显示终端，分站系统包括数据采集系统，数据采集系统与所述数据处理系统相连接。数据采集系统包括声波传感部、压力传感器、气体检测传感器，声波传感部包括声波传感器和次声波传感器；本发明提供的一种燃气管道安全预警系统，利用声波传感和压力、气体传感多种方式的结合，能够较为准确和及时的判断出是否产生泄露以及产生泄露气体的类型及产生泄露的位置信息，为安全监控人员提供了较为准确地判断基础和安全预警。

Description

燃气管道安全预警系统及其方法

技术领域

本发明涉及燃气管道监测领域，具体位置燃气管道安全预警系统及其方法。

背景技术

近年来，燃气管网发展迅速，燃气管网的已经在城市地下密集布置，在城市建设过程中，地下挖掘，地下施工等原因造成地下燃气管网的破坏频有发生，因此，管道的安全预警就显得尤其重要。特别是一些老旧的管道多采用金属材质进行传输，由于长时间埋设于地下，管道容易受到腐蚀管壁变薄或者穿孔，进而导致管道破裂泄漏，甚至引发燃爆等事故，给国家和人民造成了巨大的生命财产损失。特别是对于应用区输送阶段的管道来说，地下管道铺设密度大，环境复杂，安全标准要求高，因此针对应用区输送阶段的管道监测需求尤为迫切。现有技术中，针对已埋设好的燃气管道长传输阶段和应用区输送阶段，没有很好的、综合的，能够兼顾长传输阶段和应用区输送阶段的安全预警系统。

发明内容

为了解决以上的技术问题，本发明提供一种燃气管道预警系统，

本发明是这样实现的：

燃气管道预警系统，包括主站系统和分站系统，主站系统包括相互连接的数据处理系统和波形显示终端，分站系统包括数据采集系统，数据采集系统与所述数据处理系统相连接。数据采集系统包括声波传感部、压力传感器、气体检测传感器，声波传感部包括声波传感器和次声波传感器，次声波传感器设置于长输管道外部，声波传感器嵌设于长输管道内，压力传感器嵌设在长输管道上，气体检测传感器设置于输气管道的窖井内。

进一步的，分站系统还包括与前置放大器和GPS授时模块，前置放大器与声波传感部连接。

进一步的，前置放大器通过数据通讯模块与数据处理系统连接。

进一步的，压力传感器、气体检测传感器分别通过数据通讯模块与数据处理系统连接。

进一步的，次声波传感器用于检测长距离传输的次声波信号，所述声波传感器用于检测关岛附近的声波信号。

进一步的，声波传感器沿管道外壁呈阵列排布。

进一步的，压力传感器为光纤光栅压力传感器。

进一步的，气体检测传感器为红外线气体检测传感器、激光气体检测传感器、热导式气体检测传感器、电化学式气体检测传感器中的一种或多种。

本发明专利还提供了一种燃气管道预警方法，基于上述预警系统，在被监测管道的两端分别设置有所述分站系统，数据处理系统接收多个数据采集系统发送的数据，运用信号处理和是被算法对数据进行处理和综合分析，判断是是否存在泄露事件以及泄露气体类型，并确定泄漏发生的位置。

进一步的，信号处理和识别算法中包括神经网络深度学习算法。

上述方案的有益效果：

本发明提供的一种燃气管道安全预警系统，利用声波传感和压力、气体传感多种方式的结合，能够较为准确和及时的判断出是否产生泄露以及产生泄露气体的类型及产生泄露的位置信息，为安全监控人员提供了较为准确地判断基础和安全预警。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明过程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

本发明公开的燃气管道安全预警系统，包括主站系统和分站系统；本实施例中的主站系统包括数据处理系统和波形显示终端，分站系统包括数据采集系统、前置放大器和GPS授时模块，其中数据采集系统与数据处理系统相连接。在本实施例中数据采集系统包括声波传感部、压力传感器和气体检测传感器。

在本实施例中，声波传感部所述传感器分为两部分，次声波传感器和声波传感器，次声波传感器用于接收管道内部声波信号，声波传感器用于接收管道外部声波信号，并将以上的声波信号转化为电信号。

次声波传感器与声波传感器分别与前置放大器连接，前置放大器用于将电信号经过放大滤波处理后转换为数据，并通过数据通讯模块把采集到的次声波数据发送到数据处理系统。

在本实施例中，数据通讯模块为无线通讯模块，具体包括无线信号发射器、通信链路，实现无线通讯的需求。

压力传感器和气体检测传感器将采集的电信号转换为数据，数据处理系统通过分析处理出具采集系统发送的数据，来判断管道周围是否有威胁，严重时判断管道是否发生泄漏。

在本实施例中，气体检测传感器为红外线气体检测传感器、激光气体检测传感器、热导式气体检测传感器、电化学式气体检测传感器中的一种或多种，压力传感器为光纤光栅压力传感器。

本实施例中，次声波传感器安装在管内部，声波传感器安装在管道上，两种传感器同时采集现场声波信号，用于管道泄漏监测预警，次声波传感器检测长距离传输的次声波信号，声波传感器检测管道附近的声信号，两种传感器信号数据共同融合，综合分析，针对管道状况进行监测。

本实施例中，声波传感器用于管道内状况进行监测，压力传感器通过检测管道内压力情况进行分析判断，当压力在瞬间大于正常压力范围，并且后续压力逐渐降低，则判断为出现泄漏情况。

通过气体检测传感器，识别气体的泄露，并且判断泄漏气体的体积和泄露速度。

在本实施例中，在应用输气管道上，还设置有窖井，窖井内设置有气体检测传感器，用于检测到窖井内的泄漏燃气后进行报警信号的发送，并通过排气泵控制装置，激活窖井附近的排气泵，将泄漏燃气排出，降低窖井内的燃气密度，降低燃爆的可能性，提供安全保障。

本实施例中所用的分析方法为神经网络深度学习算法。

所述声波传感器采用阵列布置，对管道周围的声波信号进行定位。

在本实施例中，被监测管道的两端分别设有所述分站系统，所述数据处理系统接收多个所述分站系统的数据采集系统发送的数据，运用信号处理和识别算法对数据进行处理和综合分析，判断是否存在泄漏事件并确定泄露发生的位置。

本实施例中的GPS授时模块对系统时间进行校准，用于解决不同监测点之间的时间同步问题，所述GPS授时模块的授时精度在纳秒级别，提高了系统的定位精度。现场设备采用备份设计，即使某一部分发生故障也能保证正常工作。本发明采用专用高灵敏度声波传感器和专用收据识别算法，并通过高精度GPS授时模块保证不同监测点的系统时间同步精度，在有威胁管道的行为或者管道发生泄漏时，能够及时、有效、准确的报警。

本发明的燃气管道安全预警系统，利用多种手段的监测，能够实现在燃气管道发生泄漏时，能及时快速的发出报警提示，使得相关部门能够及时采取措施，减少事故造成的危害。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.燃气管道安全预警系统，其特征在于，包括主站系统和分站系统，所述主站系统包括相互连接的数据处理系统和波形显示终端，所述分站系统包括数据采集系统，所述数据采集系统与所述数据处理系统相连接；所述数据采集系统包括声波传感部、压力传感器、气体检测传感器，所述声波传感部包括声波传感器和次声波传感器，所述次声波传感器设置于长输管道外部，所述声波传感器嵌设于长输管道内，所述压力传感器嵌设在长输管道上，气体检测传感器设置于输气管道的窖井内。

2.根据权利要求1所述的燃气管道安全预警系统，其特征在于，所述分站系统还包括与前置放大器和GPS授时模块，所述前置放大器与声波传感部连接。

3.根据权利要求2所述的燃气管道安全预警系统，其特征在于，所述前置放大器通过数据通讯模块与数据处理系统连接。

4.根据权利要求1所述的燃气管道安全预警系统，其特征在于，所述压力传感器、气体检测传感器分别通过数据通讯模块与数据处理系统连接。

5.根据权利要求1所述的燃气管道安全预警系统，其特征在于，所述次声波传感器用于检测长距离传输的次声波信号，所述声波传感器用于检测关岛附近的声波信号。

6.根据权利要求5所述的燃气管道安全预警系统，其特征在于，所述声波传感器沿管道外壁呈阵列排布。

7.根据权利要求1所述的燃气管道安全预警系统，其特征在于，所述压力传感器为光纤光栅压力传感器。

8.根据权利要求1所述的燃气管道安全预警系统，其特征在于，所述气体检测传感器为红外线气体检测传感器、激光气体检测传感器、热导式气体检测传感器、电化学式气体检测传感器中的一种或多种。

9.燃气管道安全预警方法，其特征在于，包括权利要求1～8任一所述的燃气管道预警系统，在被监测管道的两端分别设置有所述分站系统，所述数据处理系统接收多个所述数据采集系统发送的数据，运用信号处理和算法对数据进行处理和综合分析，判断是是否存在泄露事件以及泄露气体类型，并确定泄漏发生的位置。

10.根据权利要求9所述的燃气管道安全预警方法，其特征在于，所述信号处理和识别算法中包括神经网络深度学习算法。