CN111942585A - 一种无人机监测燃气管道的方法 - Google Patents

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Abstract

一种无人机监测燃气管道的方法，包括以下操作步骤：A)、设备准备；B)、无人机试飞；C)、无人机贴墙上升；D)、数据采样；E)、数据传输；F)、差值比较：①PLC控制装置的差值比较模块进行差值比较，当差值在设定的范围内，则回到步骤C)；②当差值超出设定值进入下一步；G)、信号报警；H)、远程检修模块：PLC控制装置将报警信息发送到后台系统的远程检修模块；I)、完成。本发明通过无人机贴墙上升，使得旋翼无人机与墙体直径保持距离，防止了无人机监测燃气管道时因高层视线不清、操作失误而导致撞击墙面损毁，使后台迅速反应并派人进行抢修，推广应用具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种无人机监测燃气管道的方法
技术领域
本发明属于监测燃气管道设备技术领域，特别涉及一种无人机监测燃气管道的方法。
背景技术
随着燃气管道的普及，国内大部分燃气公司用在地面上的燃气管道(户外立管和户内管道)大都采用钢管(焊管和无缝管)，随着城市化进程的加快，土地资源的逾加匮乏，高层建筑大量增加，增大了各燃气公司在燃气管道维护的工作量以及工作难度，由于受到《国家城镇燃气设计规范》对各类管材的材质、壁厚、防雷、防火、经济性的限制，目前仍无其它管材能够替代钢管。由于天然气自身易燃、易爆炸的特性，一旦发生燃气泄漏就极易造成重大事故，这不仅会带来巨大的经济损失甚至还会导致严重的环境破坏和人员伤亡，造成极其恶劣的社会影响。2013年11月22日，山东省青岛市中石化东黄输油管道泄漏并发生爆炸，该事故共造成62人遇难，136人受伤，直接经济损失达7.5亿元。因此确保燃气管道的安全运行是工作中的重中之重。目前对于高层建筑的燃气管线巡检采用人工巡检，分级查漏的方式，每个工作人员需要入户排查，利用手持遥测仪进行检测，工作量大、效率低下，对于燃气户外穿墙立管，手持遥测仪受地面检测角度的限制，无法适用于六层以上的高层建筑，其替代方案空间爬梯检测不仅安全风险高，并且费时费力，存在一定的安全隐患。
无人驾驶飞机(UAV，UnmannedAerialVehicle)简称“无人机”，最早于1917年出现在英国，早期主要服务于军事；它是一种依靠无线遥控装置或预先编入程序的微处理器所控制的不载人飞行器。飞机上安装有自动驾驶仪、无线接收器、陀螺仪、气压计等必要的电子设备。地面控制人员可通过无线设备对其进行跟踪、定位等一系列操作。国外无人机的应用研究非常广泛，如：H.Eisenbeiss(2004)通过无人机平台获取区域影像，研究文化遗产保护方面的问题。AlbertRango等(2006)利用无人机低空遥感提供的高分辨率影像评估牧场的健康状况。Metni和Hamel(2007)研究了无人机系统在监控和维修桥梁、建筑方面的应用。Rathinam(2008)等提出了将无人机应用于线性结构，如管线、道桥、运河、发电电网等，局部使用实时的视觉识别技术研制出了一个闭环控制算法来检测线性结构。R.Dunford等(2009)研究了利用无人机对地中海沿岸河岸进行管理。Zhang和Elaksher(2011)提出了一个基于无人机的影像系统用于农村公路路面的评估，系统包括了小型直升机，摄像机和GPS定位系统。ChunhuaZhang等(2012)利用无人机运行成本低、空间和时间分辨率高、图像采集灵活等优势，将无人机应用于精准农业调查。
无人机主要是通过无线电控制，通常可分为固定翼无人机、旋翼无人机和无人飞艇，不过在日常生活中经常可见到多为固定翼无人机和旋翼无人机两种。旋翼无人机又称多轴无人机，是依靠多个旋翼产生的升力来平衡飞行器的重力，让飞行器可以飞起来，通过改变每个旋翼的转速来控制飞行器的平稳和姿态。和固定翼无人机相比较，旋翼无人机续航时间短，负载能力较小，气动效率小，智能化要求较高，但是操作简便，不需要特定场地，而且其结构部件少，安全性高，其垂直降落和空中悬停的特点，是固定翼无人机无法比拟的优势。随着近年来自动控制的发展，无人机的飞行控制越来越完善，旋翼无人机也得到了飞速的发展，市场需求不断扩大。
2015年底，香港机电工程署利用无人机检测燃气管，该无人机装备有摄像头以及气体探测器，为了防止在高层视线不清、操作失误导致无人机撞击墙面损毁，需要预先设置两根平行钢丝作为无人机的飞行导向装置。
如何防止无人机监测燃气管道时不会因高层视线不清、操作失误导致撞击墙面损毁，如何使后台迅速反应并派人进行抢修，成为急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是要解决上述技术问题，提供一种无人机监测燃气管道的方法，防止无人机监测燃气管道时不会因高层视线不清、操作失误导致撞击墙面损毁，减少工作人员的工作量和工作难度。
一种无人机监测燃气管道的方法，包括旋翼无人机、PLC控制装置、遥控器，旋翼无人机为六旋翼无人机，旋翼无人机的中部设置有机体，机体上设置有燃气遥测仪，信号发射器，旋翼无人机的前部四个角上均设置有防撞结构，其特征在于：包括以下操作步骤：
A)、设备准备：
旋翼无人机与PLC控制装置进行通信连接；
B)、无人机试飞：
通过遥控器控制旋翼无人机进行试飞；
C)、无人机贴墙上升：
将无人机防撞结构的胶轮贴墙靠近燃气管道一侧，然后控制无人机上升；
D)、数据采样：
燃气遥测仪发射激光束，激光接收器接收激光信息；
E)、数据传输：
旋翼无人机通过信号发射器，将采集的信息及楼层信息发送到PLC控制装置的信号接收端；
F)、差值比较：
①PLC控制装置的差值比较模块进行差值比较，当差值在设定的范围内，则回到步骤C)；
②当差值超出设定值进入下一步；
G)、信号报警：
PLC控制装置通过报警装置发出警报；
H)、远程检修模块：
PLC控制装置将报警信息发送到后台系统的远程检修模块；
I)、完成。
所述的步骤H)中，远程检修模块将检修信息发送给值班人员，并抄送分管领导，值班人员派出检修人员到现场进行抢修，并在后台系统中备注检修人员，则警报取消。
所述的步骤H)中，远程检修模块将检修信息发送给值班人员，并抄送分管领导，值班人员未处理，则回到步骤G)继续进行信号报警。
所述的检修信息包括甲烷浓度、相应的地理位置及相关楼层信息。
本发明通过无人机贴墙上升，使得旋翼无人机与墙体直径保持距离，防止了无人机监测燃气管道时因高层视线不清、操作失误而导致撞击墙面损毁，使后台迅速反应并派人进行抢修，推广应用具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的安装结构示意图。
图2是本发明的工序流程图。
图中：1.旋翼无人机；2.机体；3.防撞结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限制。
如图1所示，一种无人机监测燃气管道装置，包括旋翼无人机1、PLC控制装置、遥控器，旋翼无人机1为六旋翼无人机，旋翼无人机1的中部设置有机体2，机体2上设置有燃气遥测仪，信号发射器，旋翼无人机1的前部四个角上均设置有防撞结构3；
如图2所示，一种无人机监测燃气管道的方法，包括旋翼无人机1，包括以下操作步骤：
A)、设备准备：
旋翼无人机1与PLC控制装置进行通信连接；
B)、无人机试飞：
通过遥控器控制旋翼无人机1进行试飞；
C)、无人机贴墙上升：
将无人机防撞结构3的胶轮贴墙靠近燃气管道一侧，然后控制无人机上升；
D)、数据采样：
燃气遥测仪发射激光束，激光接收器接收激光信息；
E)、数据传输：
旋翼无人机1通过信号发射器，将采集的信息及楼层信息发送到PLC控制装置的信号接收端；
F)、差值比较：
①PLC控制装置的差值比较模块进行差值比较，当差值在设定的范围内，则回到步骤C)；
②当差值超出设定值进入下一步；
G)、信号报警：
PLC控制装置通过报警装置发出警报；
H)、远程检修模块：
PLC控制装置将报警信息发送到后台系统的远程检修模块；
I)、完成；
所述的步骤H)中，远程检修模块将检修信息发送给值班人员，并抄送分管领导，值班人员派出检修人员到现场进行抢修，并在后台系统中备注检修人员，则警报取消；
所述的步骤H)中，远程检修模块将检修信息发送给值班人员，并抄送分管领导，值班人员未处理，则回到步骤G)继续进行信号报警；
所述的检修信息包括甲烷浓度、相应的地理位置及相关楼层信息。
具体实施时，本发明的监测原理：燃气遥测仪中装有芯片，并应用了可调谐二极管激光吸收光谱技术，激光束由燃气遥测仪中的发射器发出后，穿过燃气泄漏气团射到另一端的目标上(如墙面、管道等)，燃气泄漏气团中的甲烷会吸收激光，被吸收后的部分激光通过另一端目标的漫反射被激光接收器接收，经过一系列的复杂计算，就会得到一个相应的数据；利用激光光谱分析原理对甲烷具有高度选择性，不对其他碳氢气体，尾气，水蒸气，化学气体或潜在污染物产生误告警，具有PPM级检测灵敏度，即使微小的泄漏也会被及时发现；实时显示测量数据并记录在任务中能对探测到的可疑泄漏点进行精确定位，软件结合当地的地图和管网图能将行驶路线生成新的管网图，任务结束时自动生成报告。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种无人机监测燃气管道的方法，包括旋翼无人机(1)、PLC控制装置、遥控器，旋翼无人机(1)为六旋翼无人机，旋翼无人机(1)的中部设置有机体(2)，机体(2)上设置有燃气遥测仪，信号发射器，旋翼无人机(1)的前部四个角上均设置有防撞结构(3)，其特征在于：包括以下操作步骤：
A)、设备准备：
旋翼无人机(1)与PLC控制装置进行通信连接；
B)、无人机试飞：
通过遥控器控制旋翼无人机(1)进行试飞；
C)、无人机贴墙上升：
将无人机防撞结构(3)的胶轮贴墙靠近燃气管道一侧，然后控制无人机上升；
D)、数据采样：
燃气遥测仪发射激光束，激光接收器接收激光信息；
E)、数据传输：
旋翼无人机(1)通过信号发射器，将采集的信息及楼层信息发送到PLC控制装置的信号接收端；
F)、差值比较：
①PLC控制装置的差值比较模块进行差值比较，当差值在设定的范围内，则回到步骤C)；
②当差值超出设定值进入下一步；
G)、信号报警：
PLC控制装置通过报警装置发出警报；
H)、远程检修模块：
PLC控制装置将报警信息发送到后台系统的远程检修模块；
I)、完成。
2.根据权利要求1所述的一种无人机监测燃气管道的方法，其特征在于：所述的步骤H)中，远程检修模块将检修信息发送给值班人员，并抄送分管领导，值班人员派出检修人员到现场进行抢修，并在后台系统中备注检修人员，则警报取消。
3.根据权利要求1所述的一种无人机监测燃气管道的方法，其特征在于：所述的步骤H)中，远程检修模块将检修信息发送给值班人员，并抄送分管领导，值班人员未处理，则回到步骤G)继续进行信号报警。
4.根据权利要求2所述的一种无人机监测燃气管道的方法，其特征在于：所述的检修信息包括甲烷浓度、相应的地理位置及相关楼层信息。
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