CN112284463A - 一种降低燃气微泄漏误报警的方法、智能燃气表及系统 - Google Patents

一种降低燃气微泄漏误报警的方法、智能燃气表及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种降低燃气微泄漏误报警的方法、智能燃气表及系统，该方法包括如下步骤：实时采集计数轮的转动数据，并且将转动数据转换为至少一个脉冲信号；获取第i个脉冲信号和第i－1个脉冲信号之间的时间间隔Ti，其中，i大于等于1；获取属于预设的微小流泄漏范围之内的时间间隔Ti的单个脉冲信号，并且将所有属于预设的微小流泄漏范围之内且连续的脉冲信号进行累加以得到异常脉冲信号累计数Ni；判断异常脉冲信号累计数Ni是否大于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M。该智能燃气表包括计数轮、脉冲信号模块、控制器模块、阀控模块和通讯模块。该智能燃气系统包括如上述所述的智能燃气表和远程后台。本发明能达到误报警率低和安全性能高的目的。

Description

一种降低燃气微泄漏误报警的方法、智能燃气表及系统
技术领域
本发明涉及燃气泄漏监测技术领域，特别是涉及一种降低燃气微泄漏误报警的方法、智能燃气表及系统。
背景技术
目前，基于移动物联网转网的智能燃气表已逐渐安装到实际用户，智能燃气表通过数据远程传送和控制技术，用户可以实现线上查询和缴费，燃气公司管理人员额可以在后台管理系统进行远程关阀保护、用气监控、气量数据分析以及异常情况报警灯功能，有利于推动企业的智能化管理，提高企业的管理效率。
在类似于厨房这种高油烟高湿度的环境中，极易发生胶管老化、垫片松动以及钢管锈蚀等导致燃气泄漏的风险，此外，老鼠啃食以及操作者的不安全用气行为也会引发燃气泄漏，严重时会造成火灾、爆炸和中毒等人员伤亡以及财产损失的安全事故。现有技术一般采用催化燃烧式燃气泄漏报警装置和磁力过流量泄漏自闭阀，但是，催化燃烧式燃气泄漏报警装置存在需要定期维护和误报警率高的缺点，磁力过流量泄漏自闭阀智能在过流泄漏时关闭阀门，无法监测微泄漏工况。
为了解决上述技术问题，智能燃气表通过计算累计脉冲信号数量的方法来控制阀门的开关，当采集的累计脉冲信号数量超过设定阈值时，燃气表发送切断阀门指令，后台管理系统控制阀门自动关闭，以达到保护智能燃气表的目的。但是，上述技术手段仍然存在如下缺点：
(1)当累计脉冲信号阈值设置达到设计精度时，由于用户的复杂用气行为，如重复多次短暂的点火用气行为，极其容易产生误报警，导致智能燃气表的非正常断气，影响用户的用气体验；
(2)为减少误报警，在不保证泄漏的燃气体积一定的前提下，调大累计脉冲信号阈值，当户内微泄漏事故产生时，厨房内的泄漏燃气浓度会大大增加，此时会存在严重的安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供了一种降低燃气微泄漏误报警的方法、智能燃气表及系统，以达到误报警率低和安全性能高的目的。
为了实现上述目的，本发明提供了一种降低燃气微泄漏误报警的方法，其包括以下步骤：
在智能燃气表的计数轮转动的过程中，实时采集所述计数轮的转动数据，并且将所述转动数据转换为至少一个脉冲信号；
获取第i个所述脉冲信号和第i－1个所述脉冲信号之间的时间间隔Ti，其中，i大于等于1；
获取属于预设的微小流泄漏范围之内的所述时间间隔Ti的单个所述脉冲信号，并且将所有属于预设的微小流泄漏范围之内且连续的所述脉冲信号进行累加以得到异常脉冲信号累计数Ni；
判断所述异常脉冲信号累计数Ni是否大于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M，其中，所述微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M通过减小所述脉冲信号的燃气体积当量L0进行调整，对应阀门关闭时的所述泄漏燃气的总体积V与所述脉冲信号的燃气体积当量L0的公式为：V＝i·L0，所述总体积V保持不变；
如果所述异常脉冲信号累计数Ni大于等于所述微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M时，则控制所述智能燃气表关闭内置阀门，并发送报警信号至相关部门。
本申请的一些实施例中，获取第k个所述脉冲信号和第k－1个所述脉冲信号之间的时间间隔Tk，当所述时间间隔Tk属于预设的所述微小流泄漏范围之内时，且第k个所述脉冲信号之后的连续j个所述脉冲信号之间的时间间隔Tj均属于预设的正常使用燃气流量范围内时，将所述异常脉冲信号累计数减速预设的累加次数值，其中，所述累加次数值为属于预设的微小流泄漏范围之内且连续的两个所述脉冲信号之间的差值。
本申请的一些实施例中，所述累加次数值为1。
本申请的一些实施例中，获取相邻的两个所述脉冲信号之间的时间间隔Ti，若时间间隔Ti大于预设的长时间停气时间T长，则所述异常脉冲信号累计数Ni为0。
本申请的一些实施例中，预设的所述长时间停气时间T长为2h。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种降低燃气微泄漏误报警的智能燃气表，其包括：
计数轮，用于计量管网燃气通入燃气表的体积数据；
脉冲信号模块，用于在所述计数轮的转动数据达到预设值后，将所述转动数据通过数据采集传感器转换为脉冲信号；
控制器模块，用于获取属于预设的微小流泄漏范围之内的所述时间间隔Ti的单个所述脉冲信号，并且将所有属于预设的微小流泄漏范围之内且连续的所述脉冲信号进行累加以得到异常脉冲信号累计数Ni，以及判断所述异常脉冲信号累计数Ni是否大于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M；
阀控模块，用于控制所述燃气的通入和关断；
通讯模块，用于远程发送燃气泄漏信号到后台管理系统。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种降低燃气微泄漏误报警的智能燃气系统，其包括：
如上述所述的降低燃气泄漏误报警的智能燃气表，用于判断所述异常脉冲信号累计数Ni是否大于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M；
远程后台，用于接收所述智能燃气表的燃气泄漏信号，并发送相关信号至相关部门。
本发明实施例一种降低燃气微泄漏误报警的方法、智能燃气表及系统，其与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明实施例的降低燃气微泄漏误报警的方法，在对应阀门关闭时的泄漏燃气的总体积V不变的情况下时，通过减小单个脉冲信号的燃气体积当量L0，获得脉冲信号的个数会增多，微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M也会增多，由此，微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M能很好地适应燃气的微小流泄漏和用户重复多次短暂的点火用气行为，即在减小脉冲信号后的燃气体积当量L0下的微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M实的情况下，用户需要进行更多的短暂的点火用气行为才能达到在减小脉冲信号后的燃气体积当量L0下的微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M，由此，不仅降低正常用气行为下的误报警概率，提高用户的用气体验，而且保证在在减小脉冲信号后的燃气体积当量L0的同时，泄漏燃气的总体积V不变，从而保证了用户用气的安全性；
本发明实施例的降低燃气微泄漏误报警的智能燃气表及系统同样具有误报警率低和安全性能高的优点。
附图说明
图1是本发明实施例的智能燃气表的结构示意图。
图2是本发明实施例的智能燃气系统的结构示意图。
图中，1、计数轮；2、脉冲信号模块；3、控制器模块；4、阀控模块；5、通讯模块；6、远程后台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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。
首先，需要说明的是，燃气微泄漏是指燃气流量较低，低于正常状态下的使用值的情况。在实际使用过程中，智能燃气表会出现燃气微泄漏误报警的情况，下面对燃气微泄漏误报警的原理进行说明，设单个脉冲信号对应的燃气体积当量为L0，微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值为M：
若仅考虑时间间隔属于微小流泄漏范围，假设系统设置的微小流流量q范围为
A≤q≤B (1)
因此单个脉冲信号的时间间隔T的微小流泄漏范围U为
Figure BDA0002707250080000051
当且仅当连续M个时间间隔落在上述范围内时，燃气表阀门自动关闭并发送报警信息。
若考虑客户复杂的用气行为，在一个脉冲信号间隔时间内，多次短时间点火，则其单个脉冲信号时间间隔计算式为
Figure BDA0002707250080000052
由式(3)中，qi表示每次点火燃气流量，t表示上一次点火结束到下一次点火开始间隔时间。由于燃气具正常使用状态下，其燃气流量远远大于微泄露状态下流量，所以点火状态下，消耗一个脉冲信号当量的燃气升数其时间远远小于微小流泄漏范围，当存在多次短暂用气行为时，如果t的大小合适，就极有可能使最终的T落在U内。当存在多个这种复杂用气行为使微小流泄漏异常脉冲信号累积阀值达到M时，将造成正常用气状态下的误报警。
如图1和2所示，本发明实施例优选实施例提供了一种降低燃气微泄漏误报警的方法，其包括以下步骤：
在智能燃气表的计数轮1转动的过程中，实时采集计数轮1的转动数据，并且将转动数据转换为至少一个脉冲信号；
获取第i个脉冲信号和第i－1个脉冲信号之间的时间间隔Ti，其中，i大于等于1；
获取属于预设的微小流泄漏范围之内的所述时间间隔Ti的单个所述脉冲信号，并且将所有属于预设的微小流泄漏范围之内且连续的所述脉冲信号进行累加以得到异常脉冲信号累计数Ni；
判断异常脉冲信号累计数Ni是否大于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M，其中，微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M通过减小脉冲信号的燃气体积当量L0进行调整，对应阀门关闭时的泄漏燃气的总体积V与脉冲信号的燃气体积当量L0的公式为：V＝i·L0，总体积V保持不变；
如果异常脉冲信号累计数Ni大于等于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M时，则控制智能燃气表关闭内置阀门，并发送报警信号至相关部门；如果异常脉冲信号累计数Ni小于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M时，则智能燃气表通气。
基于上述设置，本发明实施例的降低燃气微泄漏误报警的方法，在对应阀门关闭时的泄漏燃气的总体积V不变的情况下时，通过减小单个脉冲信号的燃气体积当量L0，获得脉冲信号的个数会增多，微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M也会增多，由此，微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M能很好地适应燃气的微小流泄漏和用户重复多次短暂的点火用气行为，从而降低正常用气行为下的误报警概率，提高用户的用气体验，提高用气的安全性。
获取第k个脉冲信号和第k－1个脉冲信号之间的时间间隔Tk，当时间间隔Tk属于预设的微小流泄漏范围之内时，且第k个脉冲信号之后的连续j个脉冲信号之间的时间间隔Tj均属于预设的正常使用燃气流量范围内时，将异常脉冲信号累计数减速预设的累加次数值，其中，累加次数值为属于预设的微小流泄漏范围之内且连续的两个脉冲信号之间的差值，具体地，在对应阀门关闭时的泄漏燃气的总体积V不变的情况下，设在没有减小脉冲信号的燃气体积当量L0下的微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M原为3个，设在减小脉冲信号后的燃气体积当量L0下的微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M实为5个，当用户存在多次短暂的点火用气行为时，在M实条件下所发生的短暂的点火用气行为的次数远远大于在M原条件下所发生的短暂的点火用气行为的次数，由此，在M实条件下所发生的误报警的概率远远小于在M原条件下所发生的误报警的概率，从而保证了用户进行正常的用气行为，有效降低了误报警的概率。
获取相邻的两个脉冲信号之间的时间间隔Ti，若时间间隔Ti大于预设的长时间停气时间T长，则异常脉冲信号累计数Ni为0，具体地，燃气在时间间隔T长下流过的流量达不到燃气报警器报警浓度的最低标准，考虑到燃气自身的稀释和小时，则可认为此燃气流量相对安全，安全风险少，不会产生安全事故，可视为燃气在时间间隔T长处于停气状态；这里的T长可参考燃气报警器报警浓度国家标准的设定范围，设定T长为2h。
在一些实施例中，可选地，累加次数值为1，从而便于异常脉冲信号累计数Ni的获得。
为达到上述目的，如图1所示，本发明另一方面实施例提出了一种降低燃气微泄漏误报警的智能燃气表，其包括计数轮1、脉冲信号模块2、控制器模块3、阀控模块4和通讯模块5，计数轮1用于计量管网燃气通入燃气表的体积数据；脉冲信号模块2用于在计数轮1的转动数据达到预设值后，将转动数据通过数据采集传感器转换为脉冲信号；控制器模块3用于获取属于预设的微小流泄漏范围之内的所述时间间隔Ti的单个所述脉冲信号，并且将所有属于预设的微小流泄漏范围之内且连续的所述脉冲信号进行累加以得到异常脉冲信号累计数Ni，以及判断所述异常脉冲信号累计数Ni是否大于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M；阀控模块4用于控制燃气的通入和关断；通讯模块5用于远程发送燃气泄漏信号到后台管理系统。
基于此，本发明实施例中，将计数轮1的转动情况与脉冲信号模块2相对应，例如计数轮1每转过一周或者每转过一定的角度，脉冲信号模块2输出一个脉冲信号；
脉冲信号模块2每次输出脉冲信号的数量应该固定且同一，优选地，可以设置为每次输出一个脉冲信号，用整数倍进行表示，整数倍优选为1；
控制器模块3可以为MCU单片机、FPGA、CPLD、DSP和ARM的其中一种，其内部的存储介质存储有完成本发明实施例的用于降低燃气微泄漏误报警的方法的相关程序，其中，相关程序包括微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M的设定，微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M通过减小脉冲信号的燃气体积当量L0进行调整，对应阀门关闭时的泄漏燃气的总体积V与脉冲信号的燃气体积当量L0的公式为：V＝i·L0，总体积V保持不变，从而增大异常脉冲信号累计阈值M。控制器模块3实时获取由脉冲信号模块2所传输的脉冲信号，同时记录预设个数的脉冲信号之间的时间间隔，并根据时间间隔得出这个时间段内的燃气流量信息，流量是指单位时间内流经封闭管道或者明渠有效截面的流体体积；
阀控模块4可以控制燃气的通入和关断，现有技术中一般是根据用户是否缴存燃气费用来控制阀控模块4的，而本发明实施例中则是通过判断判断异常脉冲信号累计数Ni是否大于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M来控制燃气的通入和关断，从而保障用户的用气安全和提高用户的用气体验；
通讯模块5用于与燃气公司的远程后台6建立通讯连接，以使得远程后台6能够快速获取到相应的异常信息并定位到具体的地址，从而便于控制燃气的通入和关断，并且告知用户相关险情。
为达到上述目的，如图2所示，本发明另一方面实施例提出了一种降低燃气微泄漏误报警的智能燃气系统，其包括：
如上述的降低燃气泄漏误报警的智能燃气表，用于判断异常脉冲信号累计数Ni是否大于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M；
远程后台6，用于接收智能燃气表的燃气泄漏信号，并发送相关信号至相关部门。
基于此，本发明实施例中，远程后台6用于接收智能燃气表发送的相关燃气泄漏信号，然后根据信号的具体情形向用户发送对应的信息；具体地，异常脉冲信号累计数Ni大于等于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M时，则控制智能燃气表关闭内置阀门，并发送报警信号至相关部门；如果异常脉冲信号累计数Ni小于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M时，则智能燃气表通气。此外，远程后台6还利于燃气泄漏的集成化和统一化处理，有效降低了智能燃气系统整体的运营成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种降低燃气微泄漏误报警的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在智能燃气表的计数轮转动的过程中，实时采集所述计数轮的转动数据，并且将所述转动数据转换为至少一个脉冲信号；
获取第i个所述脉冲信号和第i－1个所述脉冲信号之间的时间间隔Ti，其中，i大于等于1；
获取属于预设的微小流泄漏范围之内的所述时间间隔Ti的单个所述脉冲信号，并且将所有属于预设的微小流泄漏范围之内且连续的所述脉冲信号进行累加以得到异常脉冲信号累计数Ni；
判断所述异常脉冲信号累计数Ni是否大于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M，其中，所述微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M通过减小所述脉冲信号的燃气体积当量L0进行调整，对应导致阀门关闭时的所述泄漏燃气的总体积V与所述脉冲信号的燃气体积当量L0的公式为：V＝i·L0，所述总体积V保持不变；
如果所述异常脉冲信号累计数Ni大于等于所述微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M时，则控制所述智能燃气表关闭内置阀门，并发送报警信号至相关部门。
2.根据权利要求1所述的降低燃气微泄漏报警的方法，其特征在于，获取第k个所述脉冲信号和第k－1个所述脉冲信号之间的时间间隔Tk，当所述时间间隔Tk属于预设的所述微小流泄漏范围之内时，且第k个所述脉冲信号之后的连续j个所述脉冲信号之间的时间间隔Tj均属于预设的正常使用燃气流量范围内时，将所述异常脉冲信号累计数减速预设的累加次数值，其中，所述累加次数值为属于预设的微小流泄漏范围之内且连续的两个所述脉冲信号之间的差值。
3.根据权利要求2所述的降低燃气微泄漏报警的方法，其特征在于，所述累加次数值为1。
4.根据权利要求1所述的降低燃气微泄漏报警的方法，其特征在于，获取相邻的两个所述脉冲信号之间的时间间隔Ti，若时间间隔Ti大于预设的长时间停气时间T长，则所述异常脉冲信号累计数Ni为0。
5.根据权利要求1所述的降低燃气微泄漏报警的方法，其特征在于，预设的所述长时间停气时间T长为2h。
6.一种降低燃气微泄漏误报警的智能燃气表，其特征在于，包括：
计数轮，用于计量管网燃气通入燃气表的体积数据；
脉冲信号模块，用于在所述计数轮的转动数据达到预设值后，将所述转动数据通过数据采集传感器转换为脉冲信号；
控制器模块，用于获取属于预设的微小流泄漏范围之内的所述时间间隔Ti的单个所述脉冲信号，并且将所有属于预设的微小流泄漏范围之内且连续的所述脉冲信号进行累加以得到异常脉冲信号累计数Ni，以及判断所述异常脉冲信号累计数Ni是否大于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M；
阀控模块，用于控制所述燃气的通入和关断；
通讯模块，用于远程发送燃气泄漏信号到后台管理系统。
7.一种降低燃气微泄漏误报警的智能燃气系统，其特征在于，包括：
如权利要求6所述的降低燃气泄漏误报警的智能燃气表，用于判断所述异常脉冲信号累计数Ni是否大于微小流泄漏异常脉冲信号累计阈值M；
远程后台，用于接收所述智能燃气表的燃气泄漏信号，并发送相关信号至相关部门。
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