CN113405619A - 利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测方法和系统 - Google Patents

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贾忠友
李中华
罗彩萍
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Abstract

本发明涉及一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测方法和系统，包括以下步骤：获取当前管道内的温度T，开启超声波信号，计算超声波信号在管道内的传播速度；根据超声波信号在管道内的传播速度，判断该管道是否存在燃气表拆表的行为。本发明的目的在于根据超声波信号在燃气中的传播速度比在空气中的传播速度要快的原理，获取超声波信号在管道内的传播速度，从而判断该管道的燃气表是否存在拆表行为。

Description

利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测方法和系统
技术领域
本发明涉及燃气监控技术领域，特别涉及一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测方法和系统。
背景技术
天然气作为清洁环保能源，在城镇生产生活中占据越来越重要的地位，随着城镇燃气输配体系的逐步建设，城镇燃气管网已经成为城镇基础设施建设的重要内容。目前存在个别用户在燃气表具安装后，私自将燃气表具拆下，直接接上管道进行输送燃气，这是一种偷气的行为，这种行为会给燃气公司造成较大的经济损失，同时在拆卸燃气表具、接管道的时候也存在很大的安全隐患，容易造成燃气泄漏，甚至爆炸。
目前，燃气公司为监测是否有偷气行为，在燃气皮膜表上设置角度传感器，当检测到皮膜表角度发生变化时，则发出告警信息，但是这种方案会使得检测不够准确，比如为了检修拆卸皮膜表时，角度也会发生变化，此时则会导致误告警。
发明内容
本发明的目的在于根据超声波信号在燃气中的传播速度比在空气中的传播速度要快的原理，获取超声波信号在管道内的传播速度，从而判断该管道的燃气表是否存在拆表行为，提供一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测方法和系统。
为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：
一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测方法，包括以下步骤：获取当前管道内的温度T，开启超声波信号，计算超声波信号在管道内的传播速度；根据超声波信号在管道内的传播速度，判断该管道是否存在燃气表拆表的行为。
在上述方案中，利用同一温度下，超声波信号在燃气中的传播速度比在空气中的传播速度要快的原理，获取当前温度下超声波信号在管道内的传播速度，再与同一温度下超声波信号在空气中的传播速度做对比，从而可判断出该管道的燃气表是否存在拆表行为。
所述开启超声波信号，计算超声波信号在管道内的传播速度的步骤，包括：
周期性的开启设置在管道内的超声波器件，使得超声波器件所发射的超声波信号在传播一段距离后，从管道内壁反射回到超声波器件；
根据超声波器件发射超声波信号的时间和超声波信号返回来的时间，以及超声波信号在管道内传播的距离，计算出超声波信号在管道内的传播速度。
在上述方案中，周期性的开启超声波器件发射超声波信号，其他时间则关闭超声波器件，能够大大节省超声波器件的功耗。
所述根据超声波信号在管道内的传播速度，判断该管道是否存在燃气表拆表的行为的步骤，包括：在当前温度下，若超声波信号在管道内的传播速度越接近超声波信号在空气中的传播速度，则该管道存在燃气表拆表的行为的概率越大。
在上述方案中，按照超声波信号在燃气中的传播速度比在空气中的传播速度要快的原理，当超声波信号在管道中的传播速度越接近在空气中的传播速度时，则说明该管道的燃气表被拆的概率越大。
所述根据超声波信号在管道内的传播速度，判断该管道是否存在燃气表拆表的行为的步骤，包括：在当前温度下，若超声波信号在管道内的传播速度在空气传播速度范围内，则该管道存在燃气表拆表的行为；所述空气传播速度范围为超声波信号在空气中传播速度的[90%,110%]或[95%,105%]。
所述获取当前管道内的温度T的步骤之前，还包括步骤：设定不同的温度，获取超声波信号在不同温度下，在空气中的传播速度。
在上述方案中，应预先制定一个与温度有关的，超声波信号在空气中传播的速度对比表，该表中设定不同的温度值，分别在这些不同的温度下，测量得到超声波信号在空气中的传播速度。
一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测系统，包括：
处理器，用于控制超声波器件开启或关闭，当超声波器件开启后计算超声波信号在管道内的传播速度；并根据超声波信号在管道内的传播速度，判断该管道是否存在燃气表拆表行为；
超声波器件，用于根据处理器的控制发射超声波信号；
温度传感器，用于获取当前的温度，并将当前的温度数据发送至处理器。
所述处理器计算到超声波信号在管道内的传播速度在空气传播速度范围内，则判断该管道存在燃气表拆表行为；所述空气传播速度范围为超声波信号在空气中传播速度的[90%,110%]或[95%,105%]。
所述处理器连接有定时单元，所述定时单元用于周期性的向处理器发送脉冲信号，使得处理器周期性的开启设置在管道内的超声波器件。
所述处理器还用于预先获取超声波信号在不同温度下，在空气中的传播速度。
所述处理器还连接有报警单元，当处理器判断为存在燃气表拆表行为时，控制报警单元发起报警信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的目的在于根据超声波信号在燃气中的传播速度比在空气中的传播速度要快的原理，获取超声波信号在管道内的传播速度，从而判断该管道的燃气表是否存在拆表行为。
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为本发明检测方法流程图；
图2为本发明实施例超声波器件安装示意图；
图3为本发明检测系统结构示意图；
图4为本发明实施例2超声波信号在不同温度下的传播时间关系图。
附图标记
1-超声波器件，2-管道，3-燃气表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例1：
本发明通过下述技术方案实现，如图1所示，一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测方法，包括以下步骤：
步骤S1：设定不同的温度，获取超声波信号在不同温度下，在空气中的传播速度。
由于燃气管道2在外界自然环境中，处于不同温度下时，超声波信号在空气中的传播速度是不同的。因此在本方案实施之前，需要预先制定一个与温度有关的，超声波信号在空气中传播的速度对比表。该表中设定不同的温度值，分别在这些不同的温度下，测量得到超声波信号在空气中的传播速度。
步骤S2：获取当前管道2内的温度T，开启超声波信号，计算超声波信号在管道2内的传播速度。
可以周期性的开启设置在管道2内的超声波器件1，可节省超声波器件1的功耗，使得超声波器件1所发射的超声波信号在传播一段距离后，从管道2内壁反射回到超声波器件1。请参见图2，将超声波器件1设置在管道2内壁，开启超声波器件1后，超声波器件1发射的超声波信号发射到管道2内壁，再由内壁反射回来。因此根据超声波器件1发射超声波信号的时间t1和超声波信号返回来的时间t2，以及超声波信号在管道2内传播的距离S，可以计算出超声波信号在管道2内的传播速度：
v=S/(t2-t1)
超声波器件1可以设定在管道2内的任何地方，不限于本方案图1所示的设置方式，只要在设置时，预先得到超声波信号在管道2内传播的距离S即可。
步骤S3：根据超声波信号在管道2内的传播速度，判断该管道2是否存在燃气表3拆表的行为。
在步骤S1制定的表中获取温度T时，超声波信号在空气中的传播速度v0，若超声波信号在管道2内的传播速度v越接近v0，则说明该管道2存在燃气表3拆表的行为的概率越大。因为如果仅是当前时段用户没有使用燃气，但是在管道2内也会充斥着燃气，但是如果将燃气表3拆除后，另外接通管道2，那么原来的那根管道2在长时间后，则管道2内的燃气会越来越少，直至被空气占据。
因此可以设定，在当前温度T下，若超声波信号在管道2内的传播速度v在空气传播速度范围内，则判断为该管道2存在燃气表3拆表行为。可以设定空气传播速度范围为[v0×90%，v0×110%]或[v0×95%，v0×105%]，当然也可以根据实际情况设定空气传播速度范围。
当超声波信号在管道2内的传播速度v已经很接近在空气中的传播速度v0时，说明该管道2处的燃气表3已存在拆表行为，那么此时则需要进行报警，以通知工作人员上前检查。
本方案还提出一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测系统，请参见图3，包括处理器、超声波器件1、温度传感器、定时单元、报警单元。
其中所述温度传感器设置在管道2内，用于实时获取温度，并将当前的温度数据发送至处理器。所述处理器用于控制超声波器件1开启或关闭，当超声波器件1开启后计算超声波信号在管道2内的传播速度；并根据超声波信号在管道2内的传播速度，判断该管道2是否存在燃气表3拆表行为。所述超声波器件1用于根据处理器的控制发射超声波信号。所述定时单元用于周期性的向处理器发送脉冲信号，使得处理器周期性的开启设置在管道2内的超声波器件1。
处理器还用于预先获取超声波信号在不同温度下，在空气中的传播速度，处理器计算到超声波信号在管道2内的传播速度在空气传播速度范围内，则判断该管道2存在燃气表3拆表行为，控制报警单元发起报警信号，所述空气传播速度范围为超声波信号在空气中传播速度的[90%,110%]或[95%,105%]。
实施例2：
基于实施例1，本实施例给出相关的实验结果做以支持，请参见表1为超声波信号在空气中传播的速度，以及在燃气中传播的速度，分别以-30℃和60℃来做说明。
Figure 693336DEST_PATH_IMAGE001
从表1中可以看出，在相同的距离、相同温度下，超声波信号在空气中的传播时间比在燃气中的传播时间长，因此超声波信号在空气中的传播速度比在燃气中的传播速度慢。请参加图4，横坐标为温度值，纵坐标为超声波信号的传播时间，菱形的线段表示超声波信号在空气中的传播时间，方形的线段表示超声波信号在燃气中的传播时间。
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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测方法，其特征在于：包括以下步骤：获取当前管道内的温度T，开启超声波信号，计算超声波信号在管道内的传播速度；根据超声波信号在管道内的传播速度，判断该管道是否存在燃气表拆表的行为。
2.根据权利要求1所述的一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测方法，其特征在于：所述开启超声波信号，计算超声波信号在管道内的传播速度的步骤，包括：
周期性的开启设置在管道内的超声波器件，使得超声波器件所发射的超声波信号在传播一段距离后，从管道内壁反射回到超声波器件；
根据超声波器件发射超声波信号的时间和超声波信号返回来的时间，以及超声波信号在管道内传播的距离，计算出超声波信号在管道内的传播速度。
3.根据权利要求1所述的一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测方法，其特征在于：所述根据超声波信号在管道内的传播速度，判断该管道是否存在燃气表拆表的行为的步骤，包括：在当前温度下，若超声波信号在管道内的传播速度越接近超声波信号在空气中的传播速度，则该管道存在燃气表拆表的行为的概率越大。
4.根据权利要求1所述的一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测方法，其特征在于：所述根据超声波信号在管道内的传播速度，判断该管道是否存在燃气表拆表的行为的步骤，包括：在当前温度下，若超声波信号在管道内的传播速度在空气传播速度范围内，则该管道存在燃气表拆表的行为；所述空气传播速度范围为超声波信号在空气中传播速度的[90%,110%]或[95%,105%]。
5.根据权利要求1所述的一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测方法，其特征在于：所述获取当前管道内的温度T的步骤之前，还包括步骤：设定不同的温度，获取超声波信号在不同温度下，在空气中的传播速度。
6.一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测系统，其特征在于：包括：
处理器，用于控制超声波器件开启或关闭，当超声波器件开启后计算超声波信号在管道内的传播速度；并根据超声波信号在管道内的传播速度，判断该管道是否存在燃气表拆表行为；
超声波器件，用于根据处理器的控制发射超声波信号；
温度传感器，用于获取当前的温度，并将当前的温度数据发送至处理器。
7.根据权利要求6所述的一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测系统，其特征在于：所述处理器计算到超声波信号在管道内的传播速度在空气传播速度范围内，则判断该管道存在燃气表拆表行为；所述空气传播速度范围为超声波信号在空气中传播速度的[90%,110%]或[95%,105%]。
8.根据权利要求6所述的一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测系统，其特征在于：所述处理器连接有定时单元，所述定时单元用于周期性的向处理器发送脉冲信号，使得处理器周期性的开启设置在管道内的超声波器件。
9.根据权利要求6所述的一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测系统，其特征在于：所述处理器还用于预先获取超声波信号在不同温度下，在空气中的传播速度。
10.根据权利要求6所述的一种利用超声波燃气表实现拆表行为自动检测系统，其特征在于：所述处理器还连接有报警单元，当处理器判断为存在燃气表拆表行为时，控制报警单元发起报警信号。
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