CN112414699A - 一种燃气泄露检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气泄露检测装置及方法，包括：阀门状态识别模块、光照强度状态识别模块、流量变化识别模块和信号处理中心模块，其中，阀门状态识别模块、光照强度状态识别模块和流量变化识别模块分别与信号处理中心模块相连，信号处理中心模块用于接收阀门状态识别模块、光照强度状态识别模块和流量变化识别模块的输出信号，当输出信号为阀门未关闭到位、环境光照强度小于预设强度和管道流量非零中的一种或多种时，触发声光告警信号。根据上述实施例，本发明通过三个识别模块对用气环境各参数加以识别、判断，形成一套安全系数较高、逻辑严密的智能告警模式，避免误告警的产生，提高智能告警功能。

Description

一种燃气泄露检测装置及方法

技术领域

本发明涉及燃气检测技术领域，尤其涉及一种燃气泄露检测装置及方法。

背景技术

工商用气用户燃气设施主要由燃气计量表、管道及连接件、手动启闭式旋塞阀门(主路总开关)、电磁阀、燃气泄漏报警装置及用气设备等组成，其中，现有燃气泄漏报警装置的主要功能是监测周围环境的燃气浓度，当燃气浓度达到预设置的报警值时，报警控制器会发出告警信号及指令，结合电磁阀或风机做出驱动排风，断电关阀等处置操作，手动启闭式阀门(主路总开关)一般安装两座，分别位于表前和表后，主要功能是切断燃气供应。供气及物业方均要求餐饮类商业场所在停止营业时关闭表后总阀，当表后燃气设施发生燃气泄漏时，能有效减小泄漏风险。然而，由于工作人员的操作疏忽和对阀门启闭状态判断失误，长时间会加剧泄露的风险，并且当发生大量泄露的情况下不能及时作出安全措施，目前存在许多燃气泄漏报警装置，通常只有单一的判断条件进行报警，无法高效的判断燃气泄露从而及时作出安全措施。

发明内容

本发明目的在于，提供一种燃气泄露检测装置及方法，通过三个识别模块对用气环境各参数加以识别、判断，形成一套安全系数较高、逻辑严密的智能告警模式，避免误告警的产生，提高智能告警功能。

为实现上述目的，本发明实施例提供以下技术方案：

在某一个实施例中，提供一种燃气泄露检测装置，包括：阀门状态识别模块、光照强度状态识别模块、流量变化识别模块和信号处理中心模块；

所述阀门状态识别模块、所述光照强度状态识别模块和所述流量变化识别模块分别与所述信号处理中心模块相连；

所述信号处理中心模块用于接收所述阀门状态识别模块、所述光照强度状态识别模块和所述流量变化识别模块的输出信号，当所述输出信号为阀门未关闭到位、环境光照强度小于预设强度和管道流量非零中的一种或多种时，触发所述信号处理中心模块进行声光告警。

优选地，所述流量变化识别模块输出信号优先级高于所述阀门状态识别模块输出信号和所述光照强度状态识别模块输出信号，若所述流量变化识别模块输出信号为流量非零且小于正常用气燃气最小流量时，触发声光告警信号，所述声光告警信号，包括声光告警1用于提醒工作人员出现燃气微漏。

优选地，若所述信号处理中心模块接收到所述输出信号为阀门关闭不到位、光照强度下降至设定值和流量等于零，触发声光告警信号，所述声光告警信号，包括声光告警2用于提醒工作人员阀门未关闭到位。

优选地，若所述信号处理中心模块接收到所述输出信号为阀门关闭不到位、光照强度下降至设定值和流量非零且大于正常用气燃气最小流量时，触发声光告警信号，所述声光告警信号，包括声光告警3用于提醒工作人员出现较大燃气泄漏。

本发明实施例，还提供一种燃气泄露检测方法，包括如下步骤：

步骤一、采集所述阀门关闭状态、光照强度和所述流量变化的输出信号；

步骤二、将所述输出信号汇集至信号处理中心，当所述输出信号为当所述输出信号为阀门未关闭到位、环境光照强度小于预设强度或管道流量非零中的一种或多种时，触发所述信号处理中心进行声光告警。

优选地，所述步骤二，包括所述流量变化输出信号优先级高于所述阀门关闭状态输出信号和所述光照强度输出信号，若所述流量变化输出信号为流量非零且小于正常用气燃气最小流量时，触发所述信号处理中心进行声光告警，所述声光告警，包括声光告警1用于提醒工作人员出现燃气微漏。

优选地，所述步骤二，还包括若所述信号处理中心接收到所述输出信号为阀门关闭不到位、光照强度下降至设定值和流量等于零，触发所述信号处理中心进行声光告警，所述声光告警，包括声光告警2用于提醒工作人员阀门未关闭到位。

优选地，所述步骤二，还包括若所述信号处理中心接收到所述输出信号为阀门关闭不到位、光照强度下降至设定值和流量非零且大于正常用气燃气最小流量时，触发所述信号处理中心进行声光告警，包括声光告警3用于提醒工作人员出现较大燃气泄漏。

本发明实施例具有如下有益效果：

本发明通过智能区分用气方停止营业和正常营业时的不同用气状态，对用气方停止营业时对阀门漏关或关闭不到位这种情况进行准确判断，作出有效告警，具体的，通过识别阀门启闭状态、感应环境的光照强度和接收管道流量变化信息，从而判断管道燃气流动状态，当阀门未关闭到位、环境光照强度小于预设强度和管道非零流量时，告警功能运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1是本发明某一实施例提供的一种燃气泄露检测装置的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的一种燃气泄露检测装置的结构简图；

图3是本发明又一实施例提供的一种燃气泄露检测装置的结构示意图；

图4是本发明又一实施例提供的一种燃气泄露检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供一种燃气泄露检测装置，包括：阀门状态识别模块11、光照强度状态识别模块12、流量变化识别模块13和信号处理中心模块14，其中，阀门状态识别模块11、光照强度状态识别模块12和流量变化识别模块13分别与信号处理中心模块14相连，信号处理中心模块14用于接收阀门状态识别模块11、光照强度状态识别模块12和流量变化识别模块13的输出信号，当输出信号为阀门未关闭到位、环境光照强度小于预设强度和管道流量非零中的一种或多种时，触发信号处理中心模块14进行声光告警。

在具体的实施例中，声光报警包括声光告警1、声光告警2和声光告警3，其中，声光告警1用于提醒工作人员出现燃气微漏，声光告警2用于提醒工作人员阀门未关闭到位，声光告警3用于提醒工作人员出现较大燃气泄露。

请参阅图2，识别阀门启闭状态工作原理及装置(阀门状态识别模块11)：

手动扭动阀门时，会产生扭矩使阀杆旋转，因为阀杆联动着指示盘111指针113，通过调整它们之间角动量配比的关系，阀门启闭程度会与指针113在指示盘111中的位置一一对应起来，对指示盘111进行分区，所有非完全关闭区115域标记为红区115，完全关闭区域114标记为白区114，红区115为可导电区，白区114为绝缘区。通过导线112将指示盘111红区115与指针113构成一个电路回路，当指针113转至红区115时，构成通路回路，当指针113转至白区114时，构成开路回路。图2此时的状态处于阀门完全关闭状态，指针113处于完全关闭区114，此时电路回路为开路。

请参照图1和表1，感应环境的光照强度工作原理及装置(光照强度状态识别模块12)：

感应环境的光照强度主要使用可见光光敏电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至1KΩ以下。当用气方晚上停止营业时，会将用气场所照明设备关闭，此时环境的光照强度会下降。光照强度单位为lx，并且当环境光照强度小于15lx时，会影响肉眼的正常观察。在晚上，当环境照明设备关闭时，环境光照强度显然小于15lx，因此将响度阈值设置在15lx较为合适。

表1光敏电阻器选型参数

规格

型号

环境温度(℃)

光谱峰值(nm)

亮电阻(10Lux/(KΩ)

暗电阻(MΩ)

响应时间(ms)

Φ3

GL3516

-30～+70

540

10-20

0.6

上升：30，下降：30

将可见光光敏电阻器、继电器等电子元件通过一定的逻辑构成的暗激发继电器开关电路，其特征为：当光照强度下降至设定值时，光敏电阻阻值上升使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点断开，即输出为开路回路，从而实现对外电路的控制。

请参照图1，接收管道流量变化信息的工作原理及装置(流量变化识别模块13)：

现有燃气计量表(如超声波流量计)能精确测量管道流体流速或流量。正常情况下，当用户停止营业时，管道流体停止流动，超声波流量计测得流速或流量为0。通过采集计量表流量信号并将计量表中计量数显模块与继电器联动通过一定的逻辑构成的流量激发继电器开关，此外，亦可结合燃具功率增加微漏告警功能，取燃具最小额定功率为Pmin,计算得出属于正常用气燃气最小流量Vmin，当接收到非0流量，且该流量介于0-Vmin时，也发送信号激发告警。最终其特征为：当接收到流量为0-Vmin时，即输出通路回路，当接收到大于Vmin流量时，即输出开路回路。

光照强度状态识别模块12和光照强度状态识别模块12通路回路信号输出为1，开路回路信号输出为0，流量变化识别模块13当流量为0时，信号输出为1，当流量为0-Vmin时，信号输出为-1，当流量＞Vmin时，信号输出为1，并将信号发送至信号处理中心，信号处理中心经处理信号及逻辑判断后，输出告警信号。应指出，流量识别模块所输出的信号优先级要比另外两个要高，因流量最能表征管道运作状态，发生异常时风险系数较高，因此优先处理流量识别模块的信号。

请参照图1，在一实施例中，阀门状态识别模块11，用于识别阀门关闭状态，若阀门关闭不到位，输出信号1，若阀门关闭已到位，输出信号0，光照强度状态识别模块12，用于识别用气环境的光照强度，若光照强度下降至设定的阈值，输出信号1，若光照强度充足，输出信号0，流量变化识别模块13，用于测量管道流体流速或流量，当用气用户停止营业时，管道流体停止流动，超声波流量计测得流速或流量为零，若流量为零，输出信号1，若流量非零且大于正常用气燃气最小流量，输出信号0，流量变化识别模块13，若流量非零且小于正常用气燃气最小流量，输出信号-1。

具体的，若信号处理中心模块14同时接收到阀门状态识别模块11、光照强度状态识别模块12和流量变化识别模块13输出信号1，触发告警2，信号处理中心模块14接收到流量变化识别模块13输出信号-1，触发告警1，信号处理中心模块14同时接收所述阀门状态识别模块11和光照强度状态识别模块12输出信号1，流量变化识别模块13输出信号0，触发告警3。其中，告警2用于提醒工作人员阀门未关闭到位，告警1用于提醒人员表后出现微漏情况，告警3用于提醒工作人员表后出现较大燃气泄漏。

在本实施例，提供一种燃气泄露检测装置，通过三个识别模块对用气环境各参数加以识别、判断，形成一套安全系数较高、逻辑严密的智能告警模式，避免误告警的产生，提高智能告警功能。

请参照图3，在一实施例中，流量变化识别模块13输出信号优先级高于阀门状态识别模块11输出信号和光照强度状态识别模块12输出信号，若流量变化识别模块13输出信号为流量非零且小于正常用气燃气最小流量时，触发信号处理中心模块14进行声光告警，声光告警包括声光告警1用于提醒工作人员出现燃气微漏。

请参照图3，在一实施例中，若信号处理中心模块14接收到输出信号为阀门关闭不到位、光照强度下降至设定值和流量等于零，触发信号处理中心模块14的声光告警，声光告警包括声光告警2用于提醒工作人员阀门未关闭到位。

请参照图3，在一实施例中，若信号处理中心模块14接收到输出信号为阀门关闭不到位、光照强度下降至设定值和流量非零且大于正常用气燃气最小流量时，触发信号处理中心模块的声光告警，声光告警包括声光告警3用于提醒工作人员出现较大燃气泄漏。

请参照图4，本发明实施例还提供一种燃气泄露检测方法，包括如下步骤：

S101、采集所述阀门关闭状态、光照强度和所述流量变化的输出信号。

请参阅图2，采集阀门状态信号，具体的，手动扭动阀门时，会产生扭矩使阀杆旋转，因为阀杆联动着指示盘111指针113，通过调整它们之间角动量配比的关系，阀门启闭程度会与指针113在指示盘111中的位置一一对应起来，对指示盘111进行分区，所有非完全关闭区115域标记为红区115，完全关闭区域114标记为白区114，红区115为可导电区，白区114为绝缘区。通过导线112将指示盘111红区115与指针113构成一个电路回路，当指针113转至红区115时，构成通路回路；当指针113转至白区114时，构成开路回路。若阀门关闭不到位，输出信号1，若阀门关闭已到位，输出信号0。

请参阅表1，采集光照强度信号，具体的，感应环境的光照强度主要使用可见光光敏电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至1KΩ以下。当用气方晚上停止营业时，会将用气场所照明设备关闭，此时环境的光照强度会下降。光照强度单位为lx，并且当环境光照强度小于15lx时，会影响肉眼的正常观察。在晚上，当环境照明设备关闭时，环境光照强度显然小于15lx，因此将响度阈值设置在15lx较为合适。

表1光敏电阻器选型参数

规格

型号

环境温度(℃)

光谱峰值(nm)

亮电阻(10Lux/(KΩ)

暗电阻(MΩ)

响应时间(ms)

Φ3

GL3516

-30～+70

540

10-20

0.6

上升：30，下降：30

将可见光光敏电阻器、继电器等电子元件通过一定的逻辑构成的暗激发继电器开关电路，其特征为：当光照强度下降至设定值时，光敏电阻阻值上升使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点断开，即输出为开路回路，从而实现对外电路的控制。若光照强度下降至设定的阈值，输出信号1，若光照强度充足，输出信号0。

请参阅表1，采集光照强度信号，具体的，现有燃气计量表(如超声波流量计)能精确测量管道流体流速或流量。正常情况下，当用户停止营业时，管道流体停止流动，超声波流量计测得流速或流量为0。通过采集计量表流量信号并将计量表中计量数显模块与继电器联动通过一定的逻辑构成的流量激发继电器开关，此外，亦可结合燃具功率增加微漏告警功能，取燃具最小额定功率为Pmin,计算得出属于正常用气燃气最小流量Vmin，当接收到非0流量，且该流量介于0-Vmin时，也发送信号激发告警。最终其特征为：当接收到流量为0-Vmin时，即输出通路回路，当接收到大于Vmin流量时，即输出开路回路。

光照强度状态信号和光照强度状态信号采集通路回路信号输出为1，开路回路信号输出为0，流量变化识别模块13当流量为0时，信号输出为1，当流量为0-Vmin时，信号输出为-1，当流量＞Vmin时，信号输出为1，并将信号发送至信号处理中心，信号处理中心经处理信号及逻辑判断后，输出告警信号。应指出，流量识别模块所输出的信号优先级要比另外两个要高，因流量最能表征管道运作状态，发生异常时风险系数较高，因此优先处理流量识别模块的信号。当用气用户停止营业时，管道流体停止流动，超声波流量计测得流速或流量为零，若流量为零，输出信号1，若流量非零且大于正常用气燃气最小流量，输出信号0，若流量非0且小于正常用气燃气最小流量，输出信号-1。

S102、将所述输出信号汇集至信号处理中心，当所述输出信号为当所述输出信号为阀门未关闭到位、环境光照强度小于预设强度或管道流量非零中的一种或多种时，触发所述信号处理中心进行声光告警。

在具体的实施例中，通过设置信号处理中心，将阀门状态信号、光照强度信号和流量变化信号输出的信号汇集并作出判断，继而触发声光报警，达到智能告警效果。

当阀门关闭不到位，输出信号1，阀门关闭已到位，输出信号0，光照强度下降至设定值，输出信号1，光照强度充足，输出信号0，流量为0，输出信号1，流量非0且大于正常用气燃气最小流量，输出信号0，其中，流量非0且小于正常用气燃气最小流量，输出信号-1，只要信号处理中心接收到信号-1，即触发声光告警1。当同时接收三股信号1时，此时反映用气场所停止用气但阀门未关闭到位，触发告警1提醒人员将阀门关闭到位，当接收到信号-1时，此时反映用气场所可能存在微漏情况，触发告警1提醒人员对表后燃气设施进行排查，当同时接收阀门、光照状态识别模块两股信号1，且流量识别模块信号0时，此时反映用气场所可能出现较大燃气泄漏，触发告警3，提醒人员对表后燃气设施进行排查。

在本实施例，优点在于提供一种燃气泄露检测方法，通过对用气环境各参数加以识别、判断，形成一套安全系数较高、逻辑严密的智能告警模式，避免误告警的产生，提高智能告警功能。

以上所述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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种燃气泄露检测装置，其特征在于，包括：阀门状态识别模块、光照强度状态识别模块、流量变化识别模块和信号处理中心模块；

所述阀门状态识别模块、所述光照强度状态识别模块和所述流量变化识别模块分别与所述信号处理中心模块相连；

所述信号处理中心模块用于接收所述阀门状态识别模块、所述光照强度状态识别模块和所述流量变化识别模块的输出信号，当所述输出信号为阀门未关闭到位、环境光照强度小于预设强度和管道流量非零中的一种或多种时，触发声光告警信号。

2.根据权利要求1所述的一种燃气泄露检测装置，其特征在于，所述流量变化识别模块输出信号优先级高于所述阀门状态识别模块输出信号和所述光照强度状态识别模块输出信号，若所述流量变化识别模块输出信号为流量非零且小于正常用气燃气最小流量时，触发声光告警信号，所述声光告警信号，包括声光告警1用于提醒工作人员出现燃气微漏。

3.根据权利要求2所述的一种燃气泄露检测装置，其特征在于，若所述信号处理中心模块接收到所述输出信号为阀门关闭不到位、光照强度下降至设定值和流量等于零，触发声光告警信号，所述声光告警信号，包括声光告警2用于提醒工作人员阀门未关闭到位。

4.根据权利要求3所述的一种燃气泄露检测装置，其特征在于，若所述信号处理中心模块接收到所述输出信号为阀门关闭不到位、光照强度下降至设定值和流量非零且大于正常用气燃气最小流量时，触发声光告警信号，所述声光告警信号，包括声光告警3用于提醒工作人员出现较大燃气泄漏。

5.一种燃气泄露检测方法，其特征在于，包括：

步骤一、采集所述阀门关闭状态、光照强度和所述流量变化的输出信号；

步骤二、将所述输出信号汇集至信号处理中心，当所述输出信号为当所述输出信号为阀门未关闭到位、环境光照强度小于预设强度或管道流量非零中的一种或多种时，触发所述信号处理中心进行声光告警。

6.根据权利要求5所述的一种燃气泄露检测方法，其特征在于，所述步骤二，包括所述流量变化输出信号优先级高于所述阀门关闭状态输出信号和所述光照强度输出信号，若所述流量变化输出信号为流量非零且小于正常用气燃气最小流量时，触发所述信号处理中心进行声光告警，所述声光告警，包括声光告警1用于提醒工作人员出现燃气微漏。

7.根据权利要求6所述的一种燃气泄露检测方法，其特征在于，所述步骤二，还包括若所述信号处理中心接收到所述输出信号为阀门关闭不到位、光照强度下降至设定值和流量等于零，触发所述信号处理中心进行声光告警，所述声光告警，包括声光告警2用于提醒工作人员阀门未关闭到位。

8.根据权利要求7所述的一种燃气泄露检测方法，其特征在于，所述步骤二，还包括若所述信号处理中心接收到所述输出信号为阀门关闭不到位、光照强度下降至设定值和流量非零且大于正常用气燃气最小流量时，触发所述信号处理中心进行声光告警，包括声光告警3用于提醒工作人员出现较大燃气泄漏。

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