CN115560921A - 监测燃气泄漏的方法、检测安装异常的方法和燃气表 - Google Patents

Abstract

本公开的至少一实施例提供一种监测燃气泄漏的方法、燃气表和检测燃气表安装异常的方法。该监测方法包括：确定从燃气表的机芯的机芯进气口流到机芯的机芯出气口的燃气的测量流量；确定机芯进气口和机芯出气口的压力差；以及基于测量流量和压力差，确定是否处于燃气泄漏状态。当满足以下第一条件和第二条件中的至少一个时，确定处于燃气泄漏状态，其中，第一条件包括测量流量高于第一阈值流量，第二条件包括压力差高于第一阈值压力差。

Description

监测燃气泄漏的方法、检测安装异常的方法和燃气表

技术领域

本公开的实施例涉及监测燃气表泄漏的方法、检测燃气表安装异常的方法和燃气表。

背景技术

管道燃气应用的普及给居民生活带来了方便，提高了居民的生活质量，但每年都有因燃气泄漏引发的燃气爆炸事故。燃气爆炸的重要原因是燃气泄漏。当燃气泄漏达到一定的浓度时，遇到火源就会发生爆炸。

目前，预防燃气泄漏造成事故的方法是安装燃气报警器。当燃气达到一定的浓度时，燃气报警器会发出警报。但是，由于我国传统的烹饪习惯，油烟容易附着到报警器的传感器上，从而导致报警器的失效。

此外，由于操作人员的失误，燃气表可能被错误地反向安装，例如，将燃气表的壳体进气口与出气管道连接并且将燃气表的壳体出气口与进气管道连接。这将导致燃气表无法正确计数并且引发安全问题。需要及时地发现燃气表的这种安装异常。

发明内容

本公开的至少一实施例提供一种监测燃气泄漏的方法，包括：确定从燃气表的机芯的机芯进气口流到机芯的机芯出气口的燃气的测量流量；确定机芯进气口和机芯出气口的压力差；以及基于测量流量和压力差，确定是否处于燃气泄漏状态。当满足以下第一条件和第二条件中的至少一个时，确定处于燃气泄漏状态，其中，第一条件包括测量流量高于第一阈值流量，第二条件包括压力差高于第一阈值压力差。

例如，在一些实施例中，第一阈值流量为燃气表的始动流量。

例如，在一些实施例中，第一阈值压力差在5-10Pa的范围内。

例如，在一些实施例中，燃气表是膜式燃气表。

例如，在一些实施例中，第一条件还包括测量流量低于第二阈值流量，并且第二条件还包括测量流量低于第二阈值流量。

例如，在一些实施例中，燃气表包括进气阀，其配置为打开和关断从机芯进气口流入机芯的燃气。方法还包括确定进气阀的状态，当确定进气阀处于理论关断状态时，第一条件仅包括测量流量高于第一阈值流量，第二条件仅包括压力差高于第一阈值压力差。

例如，在一些实施例中，当确定进气阀处于理论开启状态时，第一条件还包括测量流量低于第二阈值流量，第二条件还包括测量流量低于第二阈值流量。

例如，在一些实施例中，基于测量流量和压力差，确定是否处于燃气泄漏状态，还包括：确定是否满足第二条件，当确定满足第二条件时，确定处于燃气泄漏状态；当确定不满足第二条件时，确定是否满足第一条件；以及当确定测量流量满足第一条件时，确定处于燃气泄漏状态。

例如，在一些实施例中，该方法还包括：基于压力差确定燃气表是否安装方向异常。当压力差表示机芯进气口处的进气压力小于机芯出气口处的出气压力大于第二阈值压力差持续阈值时间段时，确定燃气表安装异常。

本公开的至少一实施例提供一种燃气表，包括：机芯，包括机芯进气口和机芯出气口；计数器，用于记录从机芯的机芯进气口流到机芯的机芯出气口的燃气的测量流量；第一压力传感器，用于感测机芯的机芯进气口处的进气压力；第二压力传感器，用于感测机芯的机芯出气口处的出气压力；以及控制器。该控制器配置为：从计数器接收测量流量；分别从第一压力传感器和第二压力传感器接收机芯进气口的进气压力和机芯出气口处的出气压力，并基于进气压力和出气压力确定机芯进气口和机芯出气口的压力差；以及基于测量流量和压力差，确定是否处于燃气泄漏状态。当出现以下第一条件和第二条件中的至少一个时，确定处于燃气泄漏状态，其中，第一条件包括测量流量高于第一阈值流量，第二条件包括压力差高于第一阈值压力差。

例如，在一些实施例中，第一阈值流量为燃气表的始动流量。

例如，在一些实施例中，第一条件还包括测量流量低于第二阈值流量，并且第二条件还包括测量流量低于第二阈值流量。

例如，在一些实施例中，该燃气表还包括：进气阀，其设配置为打开和关断从机芯进气口流入机芯的燃气。该控制器还配置为：确定进气阀的状态；当确定进气阀处于理论关断状态时，第一条件仅包括测量流量高于第一阈值流量，第二条件仅包括压力差高于第一阈值压力差。

本公开的至少一实施例提供一种检测燃气表安装异常的方法，包括：确定机芯进气口和机芯出气口的压力差；以及基于压力差确定燃气表是否安装方向异常。当压力差表示机芯进气口处的进气压力小于机芯出气口处的出气压力持续大于第二阈值压力差持续阈值时间段时，确定燃气表安装异常。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，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公开的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，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示出了根据本公开的一实施例的燃气表的剖视示意图；并且

图2示出了根据本公开的一实施例的监测燃气泄漏的方法的流程图。

附图标记列表

壳体110 阀盖125

壳体进气口111 第一压力传感器130

壳体出气口112 第二压力传感器140

机芯120 进气阀150

机芯进气口121 出气阀160

机芯出气口122

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排出其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对准置关系，当被描述对象的绝对准置改变后，则该相对准置关系也可能相应地改变。

图1示出了根据本公开的一实施例的燃气表的示意图。如图1所示，燃气表包括壳体110、容纳在壳体110中的机芯120和计数器(未示出)。壳体110包括用于将燃气表连接到进气管道的壳体进气口111和用于将燃气表连接到出气管道的壳体出气口112。机芯120包括与壳体进气口111连接的机芯进气口121和与壳体出气口112连接的机芯出气口122。计数器用于记录从机芯120的机芯进气口121流到机芯120的机芯出气口122的燃气的流量。此外，燃气表还可以包括中间引导件(未示出)，其将壳体进气口111连接到机芯120的机芯进气口121并且将机芯120的机芯出气口122连接到壳体出气口112。该中间引导件也容纳在壳体110中。燃气配置为从壳体进气口111并且经过机芯120的机芯进气口121进入到机芯120的内部，然后从机芯120的内部经过机芯120的机芯出气口122从壳体出气口112流出以供用户使用。

如图1所示，在本实施例中，燃气表还包括进气阀150和出气阀160。该进气阀150定位在壳体110的内部靠近壳体进气口111的位置处，以打开和关断壳体进气口111与机芯进气口121之间的流体连通。也就是说，进气阀150在打开状态和关断状态之间切换以打开和关断从机芯进气口121流入机芯120的燃气。该出气阀160定位在壳体110的内部靠近壳体出气口112的位置处，以打开和关断壳体出气口112与机芯出气口122之间的流体连通。也就是说，出气阀160在打开状态和关断状态之间切换以打开和关断从机芯出气口122流出机芯120的燃气。需要说明的是，在一些其他实施例中，燃气表可以仅包括进气阀150或出气阀160中的一个，或者既不包括进气阀150也不包括出气阀160。

此外，如图1所示，根据本公开的实施例的燃气表还包括用于感测机芯120的机芯进气口121处的进气压力的第一压力传感器130和用于感测机芯120的机芯出气口122处的出气压力的第二压力传感器140。具体地，第一压力传感器130和第二压力传感器140均位于壳体110内，第一压力传感器130定位在进气阀150的下游并且邻近进气阀150，第二压力传感器140定位在出气阀160的上游并且邻近出气阀160。在本文中，以燃气流动的方向来定义“上游”和“下游”，靠近燃气表的壳体进气口111的位置是靠近燃气表的壳体出气口112的位置的上游。当然，本公开不限于此，第一压力传感器130和第二压力传感器140还可以定位在其他位置，只要其分别测量机芯120的机芯进气口121处的进气压力和机芯120的机芯出气口122处的出气压力即可。在文本中，当存在进气阀150时，机芯进气口121处的进气压力是进气阀150的下游处的压力，当存在出气阀160时，机芯出气口122处的出气压力是出气阀160的上游处的压力。

另外，燃气表还包括控制器(未示出)，该控制器例如通信地连接到计数器、第一压力传感器130和第二压力传感器140。控制器可以从计数器接收燃气的测量流量，从第一压力传感器130接收机芯进气口处的进气压力，从第二压力传感器140接收机芯出气口122处的出气压力。并与测量流量、进气压力和出气压力来对燃气泄漏进行监测。

图1所示的燃气表是膜式燃气表。膜式燃气表是利用柔性膜片(未示出)测量气体体积的容积式流量计。由于机芯进气口121和机芯出气口122处存在的压力差以及机芯120的阀盖125的顺序切换，燃气表的柔性膜片通过往复运动而实现对燃气的流量的计量。燃气表的柔性膜片的往复运动将通过传动机构传送到阀盖125以推动阀盖125的顺序切换，从而实现连续计量。此外，柔性膜片的往复运动还通过传动机构传送到计数器，以记录从机芯120的机芯进气口121流动到机芯出气口122处的燃气的测量流量。

这里，“测量流量”是指通过机芯120所测量到的燃气的流量，其区别于燃气的实际流量。燃气表的使动流量是指燃气表能够开始连续运行的最低流量。由于燃气表的结构的限制，只有达到最低流量的燃气流动才能使燃气表连续运行。也就是说，测量流量的有效值的最低值为始动流量。例如，根据膜式燃气表的国家标准(GB/T6968-2019)，模式燃气表的使动流量需要满足小于3L/h。根据本公开的至少一实施例的燃气表通过优化燃气表的配置而将燃气表的使动流量设计为例如小于1L/h，小于0.5L/h或者小于0.2L/h。因此，具有较低的使动流量的燃气表可以计量更低的流量，尤其是在监测燃气泄漏方面，这是非常有利的。可以利用具有较低的使动流量的燃气表来确定燃气泄漏，如下面将要详细描述的。被优化的燃气表的配置例如包括各个部件的制造精度、安装精度、膜片的材料、流道的结构、传动机构的结构等。

此外，在实际使用燃气表的过程中，可能因为气质污染等原因造成燃气表内的机械阻力较大，进而导致燃气表的实际使动流量降低，从而不能有效地利用燃气表来确定燃气泄漏。因此，还可以并行地测量机芯的机芯进气口121和机芯出气口处122的压力差。当机芯120的机芯进气口121和机芯出气口122处存在一定压力差时，说明存在流过燃气表的具有高于大气压力的压力的燃气。可以通过确定这样的压力差是否高于阈值来确定燃气泄漏，如下面将要详细描述的。

图1所示燃气表包括进气阀150和出气阀160。例如，在用户不使用燃气时，进气阀150处于关断状态，出气阀160处于开启状态。当用户使用燃气时，开启进气阀150。然而，在一些情况下，例如，进气阀150因故障而没有切断从机芯进气口121流入机芯120的燃气，即使进气阀150处于理论关断状态时，燃气也可能发生流动，从而导致泄漏。需要对这样的燃气泄漏进行监测。另外，当进气阀150处于开启状态时，可能在诸如位于燃气表的下游的燃气路径中发生燃气泄漏。同样，需要对这样的燃气泄漏进行监测。

根据本公开的实施例的监测燃气泄漏的方法利用机芯进气口121处和机芯出气口122处的压力差以及机芯120所测量到的测量流量二者相互补充，冗余地对燃气泄漏进行监测。与只采用一种途径的监测方法相比，这样的方法可靠性更高，因为避免了由于机芯120的性能降低或者压力传感器的故障而导致的误报。此外，本公开的实施例的监测燃气泄漏的方法利用机芯进气口121处和机芯出气口122处的压力差对燃气泄漏进行监测。与利用单一压力值的检测方法相比，这种方法可靠性更高，因为利用避免了环境对压力值的波动的影响。

图2示出了根据本公开的一实施例的监测燃气泄漏的方法的流程图。该方法例如可以应用于参照图1所描述的燃气表。如图2所示，监测燃气泄漏的方法可以包括如下步骤：

步骤S11：确定燃气表的机芯进气口121处和机芯出气口122处的压力差是否高于第一阈值压力差或者燃气表的机芯120所测量到的测量流量是否高于第一阈值流量。

当压力差高于第一阈值压力差或者测量流量高于第一阈值流量时，进行到步骤S12。也就是说，只要满足压力差高于第一阈值压力差和测量流量高于第一阈值流量中的至少一个，就进行到步骤S12。当压力差低于第一阈值压力差并且测量流量低于第一阈值流量时，确定没有发生泄漏。

步骤S11可以进一步包括步骤S111和步骤S112。步骤S111包括确定燃气表的机芯进气口121处和机芯出气口122处的压力差是否高于第一阈值压力差。如果确定压力差高于第一阈值压力差，则进行到步骤S12；如果确定压力差低于第一阈值压力差，则执行步骤S112。步骤S112包括确定燃气表的机芯120所测量到的测量流量是否高于第一阈值流量。如果确定测量流量高于第一阈值流量，则进行到步骤S12；如果确定测量流量低于第一阈值流量，则确定没有发生泄漏。由于相比于测量流量，压力差对于燃气泄漏更加敏感。因此，在本实施例中，先利用压力差来监测是否发生泄漏，而将利用测量流量监测泄漏作为补充，这有利于简化监测方法。但本公开不限于此。

步骤S12：确定进气阀150是否处于理论关断状态。如果确定进气阀150处于理论关断状态，则确定发生燃气泄漏，如果确定进气阀150没有处于理论关断状态，即处于理论开启状态，则进行到步骤S13。

当确认进气阀150处于理论关断状态时，只要满足压力差高于第一阈值压力差和测量流量高于第一阈值流量中的至少一个，就可以确定发生燃气泄漏。也就是说，在确认进气阀150处于理论关断状态的情况下，当满足第一条件和第二条件中的至少一个时，确定发生泄漏，该第一条件是压力差高于第一阈值压力差，该第二条件是测量流量高于第一阈值流量。该第一阈值压力差取决于第一压力传感器和第二压力传感器的灵敏度、燃气表的性能和用户使用的灶具的性能等。例如，在一示例中，该第一阈值压力差被设置成在5-10Pa的范围内。通过将该第一阈值压力差设置成在5-10Pa的范围内，可以灵敏地发现燃气泄漏，同时避免误报。该第一阈值流量可以被设置成初始流量，利用初始流量来进行燃气泄漏的监测。例如，初始流量可以设计为小于1L/h，小于0.5L/h或者小于0.2L/h，由于初始流量设置成很小，所以可以有效地监测燃气泄漏。在第一阈值流量被设置成始动流量的情况下，测量流量高于始动流量意味着燃气表开始出现连续计数。

由于存在步骤S12，可以在判断是否发生燃气泄漏时通过该步骤S12排除用户正常用气的情况，不需要再对燃气泄漏的情况和用户正常用气的情况进行区分，因此简化了监测泄漏的步骤。

这里，“理论关断状态”是指在传感器信号或指令的方面的阀的关断状态。例如，如果传送到进气阀的指令指示阀处于关断状态或者当相应的安装在阀处或阀附近的传感器的信号指示阀处于关断状态，则阀处于理论关断状态。当阀处于理论关断状态时，可能实际上正在阀处发生燃气的泄漏。类似地，“理论开启状态”是指在传感器信号或指令的方面的阀的开启状态。

当确定发生泄漏时，可以发出警报信息。发出警报信息例如包括发出听觉的、视觉的警报。例如，可以激活警报铃、使警报灯闪烁或者激活警报铃。发出警报信息还可以包括向用户的诸如手机、平板电脑的移动终端等发出提醒信息等。发出警报信息还可以包括将指示发生泄漏的信息发送到燃气公司的远程服务器，以由燃气公司进行进一步确认、检测和维修。当确定发生泄漏时，还可以执行诸如反复开启和关断进气阀的自修复操作。通过反复开启和关断进气阀，进气阀可能能够从无法完全切断燃气的异常状态转变成正常关断状态。

在其他实施例中，可以省略步骤S13。也就是说，仅在用户不使用燃气的情况下执行后续的监测操作。在其他实施例中，在用户不使用燃气时，进气阀150可以处于关断状态并且出气阀160可以处于关断状态，或者，进气阀150可以处于开启状态并且出气阀160可以处于关断状态，本公开不限于此。替代地或者附加地，可以执行确定燃气表的相应的阀门是否处于理论关断状态的其他步骤。

步骤S13：确定燃气表的机芯120所测量到的测量流量是否低于第二阈值流量。当测量流量低于第二阈值流量时，确定发生泄漏。当测量流量高于第二阈值流量时，确定正常用气。例如，该第二阈值流量取决于用户所使用的灶具的最小用气量。

也就是说，在确认进气阀150处于理论开启状态的情况下，当满足第一条件和第二条件中的至少一个时，确定发生泄漏。该第一条件是压力差高于第一阈值压力差并且测量流量低于第二阈值流量，该第二条件是测量流量高于第一阈值流量并且低于第二阈值流量。

由于通过第二阈值流量将燃气泄漏和正常用气进行区分，根据本实施例的方法能够更完备地监测燃气泄漏。在其他实施例中，可以省略步骤S12，或者可以使用不具有进气阀的燃气表。即，如果当压力差高于第一阈值压力差或者测量流量高于第一阈值流量时，直接进行到步骤S13。

另外，本公开的实施例还利用机芯进气口121处和机芯出气口122处的压力差对燃气表的安装异常进行检测。如果燃气表正确安装，压力差应当是正值，即机芯进气口处的进气压力大于机芯出气口处的出气压力。但是，如果燃气表反向错误安装，则压力差为负值，即机芯进气口处的进气压力小于机芯出气口处的出气压力。本公开的实施例的方法还可以包括基于该压力差确定燃气表是否安装方向异常。如果压力差表示机芯进气口处的进气压力小于机芯出气口处的出气压力大于第二阈值压力差持续阈值时间段，则确定燃气表安装异常，否则，则认为燃气表正确安装。第二阈值压力和阈值时间段的设定避免了由于机芯进气口和机芯出气口处的压力波动而导致的误判。

在一些实施例中，上述诸如第一阈值流量、第二阈值流量、第一阈值压力差、第二阈值压力差和阈值时间段的参数可以由燃气公司或者使用该燃气表的用户进行设定。

以上所描述的方法可以通过燃气表的控制器来执行。控制器例如包括微处理器、数字信号处理器(“DSP”)、专用集成电路(“ASIC”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)等。控制器可以包括多个分立的子控制器。控制器例如还可以与远程服务器、移动终端等通信地连接以发出警报信息。

需要说明的是，虽然根据本公开的实施例以膜式燃气表为示例进行说明，但是在不产生矛盾的情况下，本公开的燃气表不限于膜式燃气表。

本公开的范围并非由上述描述的实施方式来限定，而是由所附的权利要求书及其等同范围来限定。

Claims (14)

1.一种监测燃气泄漏的方法，包括：

确定从所述燃气表的机芯的机芯进气口流到所述机芯的机芯出气口的燃气的测量流量；

确定所述机芯进气口和所述机芯出气口的压力差；以及

基于所述测量流量和所述压力差，确定是否处于燃气泄漏状态，

其中，当满足以下第一条件和第二条件中的至少一个时，确定处于燃气泄漏状态，其中，所述第一条件包括所述测量流量高于第一阈值流量，所述第二条件包括所述压力差高于第一阈值压力差。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述第一阈值流量为燃气表的始动流量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述第一阈值压力差在5-10Pa的范围内。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述燃气表是膜式燃气表。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述第一条件还包括所述测量流量低于第二阈值流量，并且

所述第二条件还包括所述测量流量低于第二阈值流量。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述燃气表包括进气阀，其配置为打开和关断从所述机芯进气口流入所述机芯的燃气，

所述方法还包括确定进气阀的状态，

当确定所述进气阀处于理论关断状态时，所述第一条件仅包括所述测量流量高于第一阈值流量，所述第二条件仅包括所述压力差高于第一阈值压力差。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，

当确定所述进气阀处于理论开启状态时，所述第一条件还包括所述测量流量低于第二阈值流量，所述第二条件还包括所述测量流量低于第二阈值流量。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，

基于所述测量流量和所述压力差，确定是否处于燃气泄漏状态，还包括：

确定是否满足所述第二条件，

当确定满足所述第二条件时，确定处于燃气泄漏状态；

当确定不满足第二条件时，确定是否满足第一条件；以及

当确定所述测量流量满足所述第一条件时，确定处于燃气泄漏状态。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

基于所述压力差确定燃气表是否安装方向异常，

其中，当所述压力差表示机芯进气口处的进气压力小于机芯出气口处的出气压力大于第二阈值压力差持续阈值时间段时，确定燃气表安装异常。

10.一种燃气表，包括：

机芯，包括机芯进气口和机芯出气口；以及

计数器，用于记录从所述机芯的机芯进气口流到所述机芯的机芯出气口的燃气的测量流量，

第一压力传感器，用于感测所述机芯的机芯进气口处的进气压力；

第二压力传感器，用于感测所述机芯的机芯出气口处的出气压力；以及

控制器，所述控制器配置为：

从所述计数器接收所述测量流量；

分别从所述第一压力传感器和所述第二压力传感器接收所述机芯进气口的进气压力和所述机芯出气口处的出气压力，并基于所述进气压力和所述出气压力确定所述机芯进气口和所述机芯出气口的压力差；以及

基于所述测量流量和所述压力差，确定是否处于燃气泄漏状态，

其中，当出现以下第一条件和第二条件中的至少一个时，确定处于燃气泄漏状态，其中，所述第一条件包括所述测量流量高于第一阈值流量，所述第二条件包括所述压力差高于第一阈值压力差。

11.根据权利要求10所述的燃气表，其中，

所述第一阈值流量为燃气表的始动流量。

12.根据权利要求10所述的燃气表，其中，

所述第一条件还包括所述测量流量低于第二阈值流量，并且

所述第二条件还包括所述测量流量低于第二阈值流量。

13.根据权利要求10所述的燃气表，还包括：

进气阀，其配置为打开和关断从所述机芯进气口流入所述机芯的燃气，

所述控制器还配置为：

确定进气阀的状态；

当确定所述进气阀处于理论关断状态时，所述第一条件仅包括所述测量流量高于第一阈值流量，所述第二条件仅包括所述压力差高于第一阈值压力差量。

14.一种检测燃气表安装异常的方法，包括：

确定所述机芯进气口和所述机芯出气口的压力差；以及

基于所述压力差确定燃气表是否安装方向异常，

其中，当所述压力差表示机芯进气口处的进气压力小于机芯出气口处的出气压力大于第二阈值压力差持续阈值时间段时，确定燃气表安装异常。

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