CN117804846A - 一种取样泄漏检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种取样泄漏检测方法和装置，涉及气体泄漏技术领域，方法包括：第一检测控制器周期性地以第一预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，达到第一预设条件后，再周期性地以第二预设流速吸入外界气体，并按照第一预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度；第二检测控制器周期性地以第三预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，达到第三预设条件后，再周期性地以第四预设流速吸入外界气体，并按照第二预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度；智能终端根据在预设时间段内的检测到的最大浓度，进行预警判断。本发明能够提高对泄漏的有效检出效果，减少漏检事件。

Description

一种取样泄漏检测方法和装置
技术领域
本发明涉及气体泄漏技术领域，尤其涉及一种取样泄漏检测方法和装置。
背景技术
在现有输送、使用甲烷、氢气等危险气体介质的管路及设备系统中，为了及时检测可燃气体泄漏，防范危险事故发生，通常采取安装固定式的气体泄漏报警器，采用激光云台扫描检测，或者设置封闭套管式检测方式。
固定式的气体泄漏报警器检测范围有限，若满足多个泄漏源检测需要，数量需求大，安装成本高。
激光云台扫描检测也会受到外界天气状态的影响，产生一定几率的误报警。
现有技术中，中国专利ZL201811552626.8公开了“预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测系统及方法”，该专利中，设置密闭容器、取样及回充气路和循环检测气路，用密闭容器将容易泄漏的关键节点封闭起来，并充入与待检测气体相同的介质。这种封闭式检测成本高，安装复杂，对腔体内浓度、压力等状态的可靠、实时检测要求很高，仅适合个别设备或密集、狭小空间内布置，并不适合输送站场等大尺度、开放或半受限空间的泄漏监测场景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，具体提供了一种取样泄漏检测方法和装置，具体如下：
1)第一方面，本发明提供一种取样泄漏检测方法，具体技术方案如下：
第一检测控制器周期性地以第一预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，达到第一预设条件后，再周期性地以第二预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，并按照第一预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，并发送至智能终端，其中，第一预设流速小于第二预设流速；
第二检测控制器周期性地以第三预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，达到第三预设条件后，再周期性地以第四预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，并按照第二预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，并发送至智能终端，其中，第三预设流速小于第四预设流速；
智能终端根据在预设时间段内的检测到的最大浓度，进行预警判断。
本发明提供的一种取样泄漏检测方法的有益效果如下：
一方面，通过设置布设有多个进气孔的取样管对外界气体进行采样，能够在不扩充现场布置取样管线数量的前提下，提高对泄漏的有效检出效果，减少漏检事件，增强系统可靠性，延长使用寿命；另一方面，通过先低后高的流速进行外界气体的采样以及检测，低流速采集时，利用泄漏气体的低密度特性，在取样孔附近的管线内部自然累积达到更高的浓度，有利于信号检出，同时达到延长部件使用寿命的效果；高流速采集时，减少取样气体移动所需时间，实现快速检测。此外，通过双方向吸入取样检测并进行比较的方式，提高了泄漏有效检出性能，能够用于站场输送系统中的掺氢泄漏检测。
在上述方案的基础上，本发明的一种取样泄漏检测方法还可以做如下改进。
进一步，取样管的两端分别设置第一检测控制器和第二检测控制器；第一检测控制器和第二检测控制器均向取样管提供负压，以通过取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体。
进一步，在取样管上设有第一切换装置和第二切换装置，第一切换装置和第二切换装置用于控制取样管内的气体流动方向。
进一步，取样管还连接有放空管和用于向取样管内充入氮气的氮气源，第一切换装置用于：控制氮气源与取样管之间的通断，以及控制取样管与第一检测控制器之间的通断，第二切换装置还用于：控制取样管与放空管之间的通断，以及控制取样管与第二检测控制器之间的通断。
进一步，第一检测控制器进行检测和第二检测控制器进行检测之间的间隔时长的取值范围为1.5～5s。
2)第二方面，本发明还提供一种取样泄漏检测装置，具体技术方案如下：
包括第一检测控制器、第一检测控制器、智能终端以及布设有多个进气孔的取样管；
第一检测控制器用于：第一检测控制器周期性地以第一预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，达到第一预设条件后，再周期性地以第二预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，并按照第一预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，并发送至智能终端，其中，第一预设流速小于第二预设流速；
第二检测控制器用于：第二检测控制器周期性地以第三预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，达到第三预设条件后，再周期性地以第四预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，并按照第二预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，并发送至智能终端，其中，第三预设流速小于第四预设流速；
智能终端根据在预设时间段内的检测到的最大浓度，进行预警判断。
在上述方案的基础上，本发明的一种取样泄漏检测装置还可以做如下改进。
进一步，取样管的两端分别设置第一检测控制器和第二检测控制器；第一检测控制器和第二检测控制器均向取样管提供负压，以通过取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体。
进一步，在取样管上设有第一切换装置和第二切换装置，第一切换装置和第二切换装置用于控制取样管内的气体流动方向。
进一步，取样管还连接有放空管和用于向取样管内充入氮气的氮气源，第一切换装置用于：控制氮气源与取样管之间的通断，以及控制取样管与第一检测控制器之间的通断，第二切换装置还用于：控制取样管与放空管之间的通断，以及控制取样管与第二检测控制器之间的通断。
进一步，第一检测控制器进行检测和第二检测控制器进行检测之间的间隔时长的取值范围为1.5～5s。
需要说明的是，本发明的第二方面的技术方案及对应的可能的实现方式所取得的有益效果，可以参见上述对第一方面及其对应的可能的实现方式的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例的一种取样泄漏检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的一种取样泄漏检测装置的结构示意图；
图3为第一检测控制器、第一切换装置和取样管的连接结构示意图；
图4为第二检测控制器、第二切换装置和取样管的连接结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、第一检测控制器；11、第一负压排放端；12、第一负压泵；13、第一检测腔；14、第一流量计；15、第一控制器；2、氮气源；3、泄漏源；4、取样管；41、进气孔；5、第一切换装置；6、第二切换装置；7、放空管；8、第二检测控制器；81、第二负压排放端；82、第二负压泵；83、第二检测腔；84、第二流量计；85、第二控制器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明实施例的一种取样泄漏检测方法，包括如下步骤：
S1、第一检测控制器1和第二检测控制器8进行周期性检测：
第一检测控制器1周期性地以第一预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，达到第一预设条件后，再周期性地以第二预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，并按照第一预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，并发送至智能终端，其中，第一预设流速小于第二预设流速；
第二检测控制器8周期性地以第三预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，达到第三预设条件后，再周期性地以第四预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，并按照第二预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，并发送至智能终端，其中，第三预设流速小于第四预设流速；
S2、智能终端根据在预设时间段内的检测到的最大浓度，进行预警判断。
本发明提供的一种取样泄漏检测方法，一方面，通过设置布设有多个进气孔41的取样管4对外界气体进行采样，能够在不扩充现场布置取样管4进行数量的前提下，提高对泄漏的有效检出效果，减少漏检事件，增强系统可靠性，延长使用寿命；另一方面，通过先低后高的流速进行外界气体的采样以及检测，低流速采集时，利用泄漏气体的低密度特性，在取样孔附近的管线内部自然累积达到更高的浓度，有利于信号检出，同时达到延长部件使用寿命的效果；高流速采集时，减少取样气体移动所需时间，实现快速检测。此外，通过双方向吸入取样检测并进行比较的方式，提高了泄漏有效检出性能，能够用于站场输送系统中的掺氢泄漏检测。
可选地，在上述技术方案中，取样管4的两端分别设置第一检测控制器1和第二检测控制器8；第一检测控制器1和第二检测控制器8均向取样管4提供负压，以通过取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，如图2所示。
可选地，在上述技术方案中，在取样管4上设有第一切换装置5和第二切换装置6，第一切换装置5和第二切换装置6用于控制取样管4内的气体流动方向，如图2所示。
可选地，在上述技术方案中，取样管4还连接有放空管7和用于向取样管4内充入氮气的氮气源2，第一切换装置5用于：控制氮气源2与取样管4之间的通断，以及控制取样管4与第一检测控制器1之间的通断，第二切换装置6还用于：控制取样管4与放空管7之间的通断，以及控制取样管4与第二检测控制器8之间的通断，如图2所示。
可选地，在上述技术方案中，第一检测控制器1进行检测和第二检测控制器8进行检测之间的间隔时长的取值范围为1.5～5s。
通过如下实施例进行详细说明。
首先，对取样泄漏检测的装置进行说明，如图2至图4所示，第一切换装置5和第二切换装置6均为二位三通电磁阀，第一切换装置5设置在第一检测控制器1、氮气源2和取样管4的交接位置，第一切换装置5用于切换氮气源2和取样管4之间的通断、第一检测控制器1与取样管4之间的通断，第二切换装置6设置在第二检测控制器8、放空管7和取样管4的交接位置，第二切换装置6用于切换第二检测控制器8与取样管4之间的通断、取样管4和放空管7之间的通断。
第一检测控制器1包括通过管道依次连接的第一负压泵12、第一检测腔13、第一流量计14，第一检测腔13内设置用于检测目标气体浓度的传感器，记作第一气体浓度传感器，第一流量计14的另一端连接第一切换装置5和取样管4，第一负压泵12延伸至外侧的管道作为排放端，记作第一负压排放管，第一检测控制器1还包括第一控制器15，第一控制器15用于控制第一气体浓度传感器检测目标气体的浓度，第一控制器15还用于控制第一切换装置5，以实现氮气源2和取样管4之间的通断、第一检测控制器1与取样管4之间的通断。
第二检测控制器8包括通过管道依次连接的第二负压泵82、第二检测腔83、第二流量计84，第二检测腔83内设置用于检测目标气体浓度的传感器，记作第二气体浓度传感器，第二流量计84的另一端连接第二切换装置6和取样管4，第二负压泵82延伸至外侧的管道作为排放端，记作第二负压排放管，第二检测控制器8还包括第二控制器85，第一控制器15用于控制第二气体浓度传感器检测目标气体的浓度，第二控制器85还用于控制第二切换装置6，以实现第二检测控制器8与取样管4之间的通断、取样管4和放空管7之间的通断。
在另一种具体实施方式中，智能终端向第一控制器15和第二控制器85下达指令，以实现相应的功能。
然后，对取样泄漏检测方法进行说明，具体包括：
S11、初始化阶段：对取样管4进行置换，也就是说，第一控制器15控制第一切换装置5断开第一检测控制器1与取样管4之间的连通，以及使取样管4与氮气源2之间连通，第二控制器85通过第二切换装置6断开第二检测控制器8与取样管4之间的连通，并使取样管4与放空管7连通，由于取样管4与氮气源2之间连通，使氮气源2向取样管4充入氮气，进行正压吹扫，氮气通过放空管7排出，结束后，第一控制器15控制第一切换装置5断开取样管4与氮气源2之间的连通，具体地，充入氮气的时长为30s或60s后，断开取样管4与氮气源2之间的连通，具体时长可根据实际情况设置，也可根据实际情况设置其它的结束条件。
S12、第一检测阶段：第一控制器15控制第一切换装置5，断开取样管4与氮气源2之间的连通，并使第一检测控制器1与取样管4之间连通，第二控制器85通过第二切换装置6断开第二检测控制器8与取样管4之间的连通，并断开取样管4与放空管7之间的连通，第一检测控制器1首先进行周期性地以低流速吸入外界气体，例如，将取样管4沿着待检测的输气管道进行放置，能够检测取样管4的长度范围内的气体泄漏情况，效率更高，取样管4的长度可根据实际情况设置，若待检测的输气管道存在N个泄漏源3时，就能够从取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，外界气体指待检测的输气管道泄漏的气体与外界空气的混合气体，达到第一预设条件后，进行周期性地以全流速吸入外界气体，最后待机，N为正整数。
在第一检测阶段，吸入的外界气体通过第一负压排放端11排出。
其中，第一检测控制器1进行周期性地以低流速吸入外界气体指：第一检测控制器1周期性地以第一预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体。
其中，第一检测控制器1进行连续全流速吸入操作指：第一检测控制器1周期性地以第二预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，第一预设流速小于第二预设流速，低流速指：第一预设流速，全流速指：第二预设流速。
第一检测阶段中，第一预设条件指：完成N1个周期，单个周期的取值范围为：不小于1s，单个周期内的运行时间占空比为20～50％，也就是说，单个周期内，不进行外界气体吸入的时长占比的取值范围为20～50％，剩余的时长进行外界气体的吸入，N1≥3，N1为正整数，可根据实际情况设置。
第一检测阶段中，周期性地以全流速吸入外界气体的持续时长为第一持续时长，第一持续时长为30s或60s等，可根据实际情况设置，第一持续时长也可通过如下方式得到：
确定取样管4上与第一气体浓度传感器距离最远的进气孔41，该进气口与第一气体浓度传感器之间的距离为：Lmax1，通过公式：t1＝k1×Lmax1/V1计算得到第一时长t1，k1为第一预设系数，V1表示第二预设流速，第一持续时长不小于第一时长t1，k1不小于1，k1还可根据实际情况设置。
第一检测阶段中，以低流速吸入外界气体的过程中，每相邻两个周期之间的待机时长为1～2s，也可根据实际情况设置。
S13、第二检测阶段：第一控制器15控制第一切换装置5，断开取样管4与氮气源2之间的连通，以及断开第一检测控制器1与取样管4之间的连通，第二控制器85通过第二切换装置6使第二检测控制器8与取样管4之间连通，并断开取样管4与放空管7之间的连通，第二检测控制器8首先进行周期性地以低流速吸入外界气体，达到第二预设条件后，周期性地以连续全流速吸入外界气体，最后待机，S13与S12中的取样管4内的气流方向相反，S12中，取样管4内的气流方向为：图3中带有虚线的箭头所示的第一负压吸入方向，S13中，取样管4内的气流方向为：图4中带有虚线的箭头所示的第二负压吸入方向。
在第二检测阶段，吸入的外界气体通过第二负压排放端81排出。
其中，第二检测控制器8首先进行周期性地以低流速吸入外界气体指：第二检测控制器8周期性地以第三预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体。
其中，第二检测控制器8周期性地以连续全流速吸入外界气体指：第二检测控制器8周期性地以第四预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，第三预设流速小于第四预设流速，低流速指：第三预设流速，全流速指：第四预设流速。
第二检测阶段中，第二预设条件指：完成N2个周期，单个周期的取值范围为：不小于1s，单个周期内的运行时间占空比为20～50％，也就是说，单个周期内，不进行外界气体吸入的时长占比的取值范围为20～50％，剩余的时长进行外界气体的吸入，N2≥3，N2为正整数，可根据实际情况设置。
第一检测阶段中，周期性地以全流速吸入外界气体的持续时长为第二持续时长，第二持续时长为30s或60s等，可根据实际情况设置，第二持续时长也可通过如下方式得到：
确定取样管4上与第二气体浓度传感器距离最远的进气孔41，该进气口与第二气体浓度传感器之间的距离为：Lmax2，通过公式：t2＝k2×Lmax2/V2计算得到第二时长t2，k2为第二预设系数，V2表示第四预设流速，第二持续时长不小于第二时长t2，k2不小于1，k2还可根据实际情况设置。
其中，第二检测阶段中，以低流速吸入外界气体的过程中，每相邻两个周期之间的待机时长为1～2s，也可根据实际情况设置。
需要说明的是，第一预设流速与第三预设流速可相等，也可不相等，第二预设流速与第四预设流速可相等，也可不相等；
第一检测阶段中的单个周期的时长与第二检测阶段中的单个周期的时长可相等，也可不相等；
第一检测阶段中的每相邻两个周期之间的待机时长与第二检测阶段中的每相邻两个周期之间的待机时长可相等，也可不相等；
第一检测阶段中的单个周期内的运行时间占空比与第二检测阶段中的单个周期内的运行时间占空比可相等，也可不相等；
第一检测阶段中的周期数量与第二检测阶段中的周期数量可相等，也可不相等。
S14、取样管4进行状态监测阶段：在S12以及S13中的全流速吸入阶段，若实测平均流速≤a×Vm2，Vm2为设定流速，则执行S11，若实测平均流速＞a×Vm2，则执行S15，其中，a表示预设系数，a可为0.75或0.8等，可根据实际情况设置。
其中，在S12的第一检测阶段中，第一控制器15控制第一流量计14采集10s、20s或30s等时长内的流速，然后进行平均，得到S12的第一检测阶段的实测平均流速，具体时长可根据实际情况设置。
其中，在S3的第二检测阶段中，第二控制器85控制第二流量计84采集10s、20s或30s等时长内的流速，然后进行平均，得到S13的第二检测阶段的实测平均流速，具体时长可根据实际情况设置。
其中，设定流速的值根据实际情况设置。
S15、泄漏判断阶段：从S12开始至S12结束的时间段内的检测，记为第一次检测过程。从S13开始至S13结束的时间段内的检测，记为第二次检测过程，记录两次检测过程中的目标气体的浓度的峰值即第一次检测过程中的目标气体的浓度的最大值和第二次检测过程中的目标气体的浓度的最大值，并取两个峰值的较大者进行判断。
其中，S3中的预设时间段包括：从S12开始至S12结束的时间段以及从S13开始至S13结束的时间段。
其中，两个峰值的较大者即为：在预设时间段内的检测到的目标气体的最大浓度。
当在预设时间段内的检测到的目标气体的最大浓度低于第一预警阈值TH1，判断为安全，当在预设时间段内的检测到的目标气体的最大浓度超过第二报警阈值TH2，则进行报警，若在预设时间段内的检测到的目标气体的最大浓度位于TH1和TH2之间，发出预警信息，其中，TH2＞TH1。
第一预警阈值TH1不超过气体浓度传感器即第一气体浓度传感器和第二气体浓度传感器的泄漏浓度检测下限的较大值的3倍，当第一气体浓度传感器和第二气体浓度传感器的泄漏浓度检测下限相同时，第一预警阈值TH1不超过第一气体浓度传感器或第二气体浓度传感器的泄漏浓度检测下限的3倍，第二报警阈值TH2不超过目标气体在空气环境下的最低爆炸下限的1％。
可选地，重复进行S12至S14，实现连续检测。
在另外一个实施例中，不需要“在S12以及S13中的全流速吸入阶段，若实测平均流速≤a×Vm2，Vm2为设定流速，则执行S11，若实测平均流速＞a×Vm2，则执行S15”这一步骤，在第一检测控制器1通过取样管4吸入外界气体时，第一控制器15时第一气体浓度传感器按照第一预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，在第二检测控制器8通过取样管4吸入外界气体时，第二控制器85时第二气体浓度传感器按照第二预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度。
其中，第一预设频率和第二预设频率可根据实际情况设置。
可选地，第一检测控制器1进行检测和第二检测控制器8进行检测之间的间隔时长的取值范围为1.5～5s，即S12中的第一检测阶段与S13中的第二检测阶段之间的间隔时长的取值范围为1.5～5s，还可根据实际情况设置。
可选地，在取样管4上布设的多个进气孔41中，每相邻两个进气孔41之间的距离不小于最小相邻间距，最小相邻间距Dmin为：Dmin＝Vm1×T1×η×N'，Vm1表示第一预设流速和第三预设流速中的较大值，若第一预设流速和第二预设流速相等，则Vm1表示第一预设流速或第三预设流速；T1表示：第一检测阶段中的单个周期的时长与第二检测阶段中的单个周期的时长中的较大值，若第一检测阶段中的单个周期的时长与第二检测阶段中的单个周期的时长相等，则T1表示第一检测阶段中的单个周期的时长或第二检测阶段中的单个周期的时长；η表示：第一检测阶段中的单个周期内的运行时间占空比与第二检测阶段中的单个周期内的运行时间占空比的较大值，若第一检测阶段中的单个周期内的运行时间占空比与第二检测阶段中的单个周期内的运行时间占空比相等，则η表示第一检测阶段中的单个周期内的运行时间占空比或第二检测阶段中的单个周期内的运行时间占空比；N'表示：第一检测阶段中的周期数量与第二检测阶段中的周期数量的较大值，若第一检测阶段中的周期数量与第二检测阶段中的周期数量相等，则N'表示：第一检测阶段中的周期数量或第二检测阶段中的周期数量。
在另外一个实施例中，待检测的输气管道为站场内天然气-氢气混输管线上的管段，输送的气体为掺氢比为25％的天然气和氢气的混合气体，该管段上潜在的泄漏源3包括对接法兰、阀门密封面、螺纹连接口、内壁易腐蚀管线部位等，取样管4位于该管段上方0.2m，取样管4上布设18个进气孔41，每相邻两个进气孔41之间的最小距离为1.2米，相比传统方式(现场或布置点式，或只有布置个别超声泄漏检测装置)，覆盖性有了极大地提高，取样泄漏检测方法如下：
S21、初始化阶段：对取样管4进行置换，也就是说，第一控制器15控制第一切换装置5断开第一检测控制器1与取样管4之间的连通，以及使取样管4与氮气源2之间连通，第二控制器85通过第二切换装置6断开第二检测控制器8与取样管4之间的连通，并使取样管4与放空管7连通，由于取样管4与氮气源2之间连通，使氮气源2向取样管4充入氮气，进行正压吹扫，氮气通过放空管7排出，结束后，第一控制器15控制第一切换装置5断开取样管4与氮气源2之间的连通，具体地，充入氮气的时长为30s或60s后，断开取样管4与氮气源2之间的连通，具体时长可根据实际情况设置，也可根据实际情况设置其它的结束条件。
S22、第一检测阶段：第一控制器15控制第一切换装置5，断开取样管4与氮气源2之间的连通，并使第一检测控制器1与取样管4之间连通，第二控制器85通过第二切换装置6断开第二检测控制器8与取样管4之间的连通，并断开取样管4与放空管7之间的连通，第一检测控制器1首先进行周期性地以低流速吸入外界气体，例如，将取样管4沿着待检测的输气管道进行放置，能够检测取样管4的长度范围内的气体泄漏情况，效率更高，取样管4的长度可根据实际情况设置，若待检测的输气管道存在N个泄漏源3时，就能够从取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，外界气体指待检测的输气管道泄漏的气体与外界空气的混合气体，达到第一预设条件后，进行周期性地以全流速吸入外界气体，最后待机，N为正整数。
在第一检测阶段，吸入的外界气体通过第一负压排放端11排出。
其中，第一检测控制器1进行周期性地以低流速吸入外界气体指：第一检测控制器1周期性地以第一预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体。
其中，第一检测控制器1进行连续全流速吸入操作指：第一检测控制器1周期性地以第二预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，第一预设流速小于第二预设流速，低流速指：第一预设流速，全流速指：第二预设流速，该实施例中，第一预设流速为0.2m/s，第二预设流速为8m/s。
第一检测阶段中，第一预设条件指：完成N1个周期，单个周期的取值范围为：不小于1s，该实施例中，单个周期为1s，单个周期内的运行时间占空比为20～50％，该实施例中，占空比定为40％，也就是说，单个周期内，不进行外界气体吸入的时长占比的取值范围为20～50％，剩余的时长进行外界气体的吸入，N1≥3，N1为正整数，该实施例中，N1＝5。
第一检测阶段中，周期性地以全流速吸入外界气体的持续时长为第一持续时长，第一持续时长为30s或60s等，可根据实际情况设置，第一持续时长也可通过如下方式得到：
确定取样管4上与第一气体浓度传感器距离最远的进气孔41，该进气口与第一气体浓度传感器之间的距离为：Lmax1，通过公式：t1＝k1×Lmax1/V1计算得到第一时长t1，k1为第一预设系数，V1表示第二预设流速，第一持续时长不小于第一时长t1，k1不小于1，k1还可根据实际情况设置。
第一检测阶段中，以低流速吸入外界气体的过程中，每相邻两个周期之间的待机时长为1～2s，该实施例中，取1s。
S23、第二检测阶段：第一控制器15控制第一切换装置5，断开取样管4与氮气源2之间的连通，以及断开第一检测控制器1与取样管4之间的连通，第二控制器85通过第二切换装置6使第二检测控制器8与取样管4之间连通，并断开取样管4与放空管7之间的连通，第二检测控制器8首先进行周期性地以低流速吸入外界气体，达到第二预设条件后，周期性地以连续全流速吸入外界气体，最后待机，S23与S22中的取样管4内的气流方向相反，S22中，取样管4内的气流方向为箭头所示的第一负压吸入方向，S23中，取样管4内的气流方向为箭头所示的第二负压吸入方向。
在第二检测阶段，吸入的外界气体通过第二负压排放端81排出。
其中，第二检测控制器8首先进行周期性地以低流速吸入外界气体指：第二检测控制器8周期性地以第三预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体。
其中，第二检测控制器8周期性地以连续全流速吸入外界气体指：第二检测控制器8周期性地以第四预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，第三预设流速小于第四预设流速，低流速指：第三预设流速，全流速指：第四预设流速，该实施例中，第三预设流速为0.2m/s，第四预设流速为8m/s。
第二检测阶段中，第二预设条件指：完成N2个周期，单个周期的取值范围为：不小于1s，该实施例中，单个周期为1s，单个周期内的运行时间占空比为20～50％，该实施例中，运行时间占空比为40％，也就是说，单个周期内，不进行外界气体吸入的时长占比的取值范围为20～50％，剩余的时长进行外界气体的吸入，N2≥3，N2为正整数，该实施例中，N2＝5。
第二检测阶段中，周期性地以全流速吸入外界气体的持续时长为第二持续时长，第二持续时长为30s或60s等，可根据实际情况设置，第二持续时长也可通过如下方式得到：
确定取样管4上与第二气体浓度传感器距离最远的进气孔41，该进气口与第二气体浓度传感器之间的距离为：Lmax2，通过公式：t2＝k2×Lmax2/V2计算得到第二时长t2，k2为第二预设系数，V2表示第四预设流速，第二持续时长不小于第二时长t2，k2不小于1，k2还可根据实际情况设置。
其中，第二检测阶段中，以低流速吸入外界气体的过程中，每相邻两个周期之间的待机时长为1～2s，也可根据实际情况设置。
需要说明的是，第一预设流速与第三预设流速可相等，也可不相等，第二预设流速与第四预设流速可相等，也可不相等；
第一检测阶段中的单个周期的时长与第二检测阶段中的单个周期的时长可相等，也可不相等；
第一检测阶段中的每相邻两个周期之间的待机时长与第二检测阶段中的每相邻两个周期之间的待机时长可相等，也可不相等；
第一检测阶段中的单个周期内的运行时间占空比与第二检测阶段中的单个周期内的运行时间占空比可相等，也可不相等；
第一检测阶段中的周期数量与第二检测阶段中的周期数量可相等，也可不相等。
S24、取样管4进行状态监测阶段：在S22以及S23中的全流速吸入阶段，若实测平均流速≤a×Vm2，Vm2为设定流速，则执行S21，若实测平均流速＞a×Vm2，则执行S25，该实施例中，a的取值为0.8，Vm2的取值为0.75m/s，则在S22以及S23中的全流速吸入阶段，若实测平均流速≤0.6m/s，判定发生阻塞，一般为固体颗粒杂质所导致的阻塞，此时需要重新执行S21。
其中，在S22的第一检测阶段中，第一控制器15控制第一流量计14采集10s、20s或30s等时长内的流速，然后进行平均，得到S22的第一检测阶段的实测平均流速，具体时长可根据实际情况设置。
其中，在S3的第二检测阶段中，第二控制器85控制第二流量计84采集10s、20s或30s等时长内的流速，然后进行平均，得到S23的第二检测阶段的实测平均流速，具体时长可根据实际情况设置。
其中，设定流速的值根据实际情况设置。
S25、泄漏判断阶段：从S22开始至S22结束的时间段内的检测，记为第一次检测过程。从S23开始至S23结束的时间段内的检测，记为第二次检测过程，记录两次检测过程中的目标气体的浓度的峰值即第一次检测过程中的目标气体的浓度的最大值和第二次检测过程中的目标气体的浓度的最大值，并取两个峰值的较大者进行判断。
其中，S3中的预设时间段包括：从S22开始至S22结束的时间段以及从S23开始至S23结束的时间段。
其中，两个峰值的较大者即为：在预设时间段内的检测到的目标气体的最大浓度。
当在预设时间段内的检测到的目标气体的最大浓度低于第一预警阈值TH1，判断为安全，当在预设时间段内的检测到的目标气体的最大浓度超过第二报警阈值TH2，则进行报警，若在预设时间段内的检测到的目标气体的最大浓度位于TH1和TH2之间，发出预警信息，其中，TH2＞TH1。
第一预警阈值TH1不超过气体浓度传感器即第一气体浓度传感器和第二气体浓度传感器的泄漏浓度检测下限的较大值的3倍，当第一气体浓度传感器和第二气体浓度传感器的泄漏浓度检测下限相同时，第一预警阈值TH1不超过第一气体浓度传感器或第二气体浓度传感器的泄漏浓度检测下限的3倍，第二报警阈值TH2不超过目标气体在空气环境下的最低爆炸下限的1％。
第一气体浓度传感器和第二气体浓度传感器为电化学氢传感器，第一气体浓度传感器和第二气体浓度传感器的浓度检测下限为10ppm，第一预警阈值TH1不超过第一气体浓度传感器和第二气体浓度传感器的浓度检测下限的3倍，可以设置第一预警阈值TH1为20ppm，氢气在空气环境中的最低爆炸下限为4％，4％×1％为400ppm，可以设置第二报警阈值TH2为100ppm。
取样管4是把扩散到进气孔41附近的泄漏的目标气体在负压“搬运”至检测腔内进行检测。
第一预警阈值TH1和第二报警阈值TH2的选择，与气体浓度传感器即第一气体浓度传感器和第二气体浓度传感器的性能指标、安装位置(与泄漏点的距离)有关。在保证检测有效的前提下，第一预警阈值TH1和第二报警阈值TH2越小越有可能检测到早期泄漏或者说比较轻微的泄漏。根据氢在工业使用中最低的(最宽松的)安全标准规范要求，氢气传感器即本实施例中的电化学氢传感器或者氢气报警器的一级报警阈值不能高于最低爆炸下限的40％，也就是1.6％Vol(即16000ppm)，二级报警阈值不能高于最低爆炸下限的60％，也就是2.4％Vol(即24000ppm)。理论上，第一预警阈值TH1和第二报警阈值TH2越小越好(越安全，越早报警)。实际上制约因素比较多，对于检测下限10ppm的电化学氢传感器，第一预警阈值TH1为20ppm，第二报警阈值TH2为100ppm属于合理取值。
可选地，重复进行S22至S24，实现连续检测。
在另外一个实施例中，不需要“在S22以及S23中的全流速吸入阶段，若实测平均流速≤a×Vm2，Vm2为设定流速，则执行S21，若实测平均流速＞a×Vm2，则执行S25”这一步骤，在第一检测控制器1通过取样管4吸入外界气体时，第一控制器15时第一气体浓度传感器按照第一预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，在第二检测控制器8通过取样管4吸入外界气体时，第二控制器85时第二气体浓度传感器按照第二预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度。
其中，第一预设频率和第二预设频率可根据实际情况设置。
可选地，第一检测控制器1进行检测和第二检测控制器8进行检测之间的间隔时长的取值范围为1.5～5s，即S22中的第一检测阶段与S23中的第二检测阶段之间的间隔时长的取值范围为1.5～5s，本实施例中，S22中的第一检测阶段与S23中的第二检测阶段之间的间隔时长的取值5s，能够保证为第一检测控制器1、第二检测控制器8提供适当的稳态检测时间，提高测量结果的准确性。
可选地，在取样管4上布设的多个进气孔41中，每相邻两个进气孔41之间的距离不小于最小相邻间距，最小相邻间距Dmin为：Dmin＝Vm1×T1×η×N'，将Vm1＝0.2m/s，T1＝1s，η＝40％，N'＝5，计算得到最小相邻间距Dmin为0.4m，0.4m小于0.8m，因此，本实施例中取样管4上每相邻两个进气孔41之间的最小距离为1.2米，是合理的。
本发明中，通过设置在取样管4两端的第一检测控制器1、第二检测控制器8，以及在取样管4内的气流在两个方向下的比对检测，提高检测可靠性，对于泄漏发生靠近某一端时，避免了稀释效应带来浓度下降而无法检出等问题。
现有技术中，或存在布置复杂以及成本高的缺点，或存在漏报警的缺点，无法在输送站场等大尺度、开放或半受限空间的泄漏监测场景中应用，本发明可在不扩充现场布置取样管4进行数量的前提下，提高对泄漏的有效检出效果，减少漏检事件，增强系统可靠性，延长使用寿命。其中，设置了超低流速和全流速结合的工作模式，前者利用泄漏气体的低密度特性，在取样孔附近的管线内部自然累积，同时达到延长部件使用寿命的效果；后者减少取样气体移动所需时间，实现快速检测。此外，通过双方向吸入取样检测并进行比较的方法，提高了泄漏有效检出性能。
在上述各实施例中，虽然对步骤进行了编号S1、S2等，但只是本发明给出的具体实施例，本领域的技术人员可根据实际情况调整S1、S2等的执行顺序，此也在本发明的保护范围内，可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施方式中的部分或全部。
本发明实施例的一种取样泄漏检测装置，包括第一检测控制器1、第一检测控制器1、智能终端以及布设有多个进气孔41的取样管4；
第一检测控制器1用于：第一检测控制器1周期性地以第一预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，达到第一预设条件后，再周期性地以第二预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，并按照第一预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，并发送至智能终端，其中，第一预设流速小于第二预设流速；
第二检测控制器8用于：第二检测控制器8周期性地以第三预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，达到第三预设条件后，再周期性地以第四预设流速使取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体，并按照第二预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，并发送至智能终端，其中，第三预设流速小于第四预设流速；
智能终端根据在预设时间段内的检测到的最大浓度，进行预警判断。
可选地，在上述技术方案中，取样管4的两端分别设置第一检测控制器1和第二检测控制器8；第一检测控制器1和第二检测控制器8均向取样管4提供负压，以通过取样管4上布设的多个进气孔41吸入外界气体。
可选地，在上述技术方案中，在取样管4上设有第一切换装置5和第二切换装置6，第一切换装置5和第二切换装置6用于控制取样管4内的气体流动方向。
可选地，在上述技术方案中，取样管4还连接有放空管7和用于向取样管4内充入氮气的氮气源2，第一切换装置5用于：控制氮气源2与取样管4之间的通断，以及控制取样管4与第一检测控制器1之间的通断，第二切换装置6还用于：控制取样管4与放空管7之间的通断，以及控制取样管4与第二检测控制器8之间的通断。
可选地，在上述技术方案中，第一检测控制器1进行检测和第二检测控制器8进行检测之间的间隔时长的取值范围为1.5～5s。
需要说明的是，上述实施例提供的一种取样泄漏检测装置的有益效果与上述一种取样泄漏检测方法的有益效果相同，在此不再赘述，且具体实现过程详见方法实施例，在此不再赘述。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、等是用于区别类似的对象，而代表对特定的顺序或先后次序进行限定。在适当情况下对于类似的对象的使用顺序可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了图示或描述的顺序以外的顺序实施。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种取样泄漏检测方法，其特征在于，包括：
第一检测控制器周期性地以第一预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，达到第一预设条件后，再周期性地以第二预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，并按照第一预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，并发送至智能终端，其中，所述第一预设流速小于所述第二预设流速；
第二检测控制器周期性地以第三预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，达到第三预设条件后，再周期性地以第四预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，并按照第二预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，并发送至所述智能终端，其中，所述第三预设流速小于所述第四预设流速；
所述智能终端根据在预设时间段内的检测到的最大浓度，进行预警判断。
2.根据权利要求1所述的一种取样泄漏检测方法，其特征在于，所述取样管的两端分别设置所述第一检测控制器和第二检测控制器；所述第一检测控制器和第二检测控制器均向所述取样管提供负压，以通过取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体。
3.根据权利要求2所述的一种取样泄漏检测方法，其特征在于，在所述取样管上设有第一切换装置和所述第二切换装置，所述第一切换装置和所述第二切换装置用于控制取样管内的气体流动方向。
4.根据权利要求3所述的一种取样泄漏检测方法，其特征在于，所述取样管还连接有放空管和用于向所述取样管内充入氮气的氮气源，所述第一切换装置用于：控制所述氮气源与所述取样管之间的通断，以及控制所述取样管与所述第一检测控制器之间的通断，所述第二切换装置还用于：控制所述取样管与所述放空管之间的通断，以及控制所述取样管与所述第二检测控制器之间的通断。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种取样泄漏检测方法，其特征在于，所述第一检测控制器进行检测和所述第二检测控制器进行检测之间的间隔时长的取值范围为1.5～5s。
6.一种取样泄漏检测装置，其特征在于，包括第一检测控制器、第一检测控制器、智能终端以及布设有多个进气孔的取样管；
所述第一检测控制器用于：第一检测控制器周期性地以第一预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，达到第一预设条件后，再周期性地以第二预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，并按照第一预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，并发送至智能终端，其中，所述第一预设流速小于所述第二预设流速；
第二检测控制器用于：第二检测控制器周期性地以第三预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，达到第三预设条件后，再周期性地以第四预设流速使取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体，并按照第二预设频率检测吸入的外界气体中的目标气体的浓度，并发送至所述智能终端，其中，所述第三预设流速小于所述第四预设流速；
所述智能终端根据在预设时间段内的检测到的最大浓度，进行预警判断。
7.根据权利要求6所述的一种取样泄漏检测装置，其特征在于，所述取样管的两端分别设置所述第一检测控制器和第二检测控制器；所述第一检测控制器和第二检测控制器均向所述取样管提供负压，以通过取样管上布设的多个进气孔吸入外界气体。
8.根据权利要求7所述的一种取样泄漏检测装置，其特征在于，在所述取样管上设有第一切换装置和所述第二切换装置，所述第一切换装置和所述第二切换装置用于控制取样管内的气体流动方向。
9.根据权利要求8所述的一种取样泄漏检测装置，其特征在于，所述取样管还连接有放空管和用于向所述取样管内充入氮气的氮气源，所述第一切换装置用于：控制所述氮气源与所述取样管之间的通断，以及控制所述取样管与所述第一检测控制器之间的通断，所述第二切换装置还用于：控制所述取样管与所述放空管之间的通断，以及控制所述取样管与所述第二检测控制器之间的通断。
10.根据权利要求6至9任一项所述的一种取样泄漏检测装置，其特征在于，所述第一检测控制器进行检测和所述第二检测控制器进行检测之间的间隔时长的取值范围为1.5～5s。
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