CN202158360U - 一种燃气管道泄漏检测及泄漏定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气管网管道泄漏检测及泄漏定位装置，其特征在于它包括：用于采集信号的气体传感器组及信号电路、隔膜气泵驱动及流量控制电路、气泵控制电路、隔膜气泵、微处理器和电源模块。所述气泵控制部分包括升压部分和电压跟随及脉宽调制部分。本实用新型可以解决对燃气压力管道进行泄漏检测及泄漏定位问题，同时提供一种成本低、使用方便和性能可靠的管道泄漏检测装置。

Description

一种燃气管道泄漏检测及泄漏定位装置

技术领域

本发明属于燃气管道泄漏检测及泄漏定位装置，具体涉及到多种气体传感器的信号处理技术及量程切换技术。 

背景技术

目前我国还没有专用于燃气管网管道泄漏检测及泄漏定位的设备。随着我国大力发展清洁能源，尤其在西气东输以后，燃气管网已经成为城市供气的主要输送方式，那么如何在城市中保证燃气管网管道安全运行就成为迫切的需求。为了保障广大的人民群众以及众多的企事业单位的生命、财产的安全，研制出一种价格低、操作方便、性能可靠和功能强的泄漏检测及泄漏定位装置是最为行之有效的保证安全的办法。 

目前我国国内的检漏设备基本都是手持报警仪和固定的点式监测设备为主，缺乏全量程、便携式、可移动的燃气管道泄漏检测定位装置，可以方便、快速、准确进行大面积的日常巡检，快速发现可疑点，精确定位，以避免酿成重大安全事故。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种燃气管道泄漏检测装置，以解决对燃气管道进行泄漏检测及泄漏定位的技术问题。 

本实用新型实现上述发明目的的技术方案如下： 

一种燃气管网管道泄漏检测及泄漏定位装置，它包括：用于采集信号的气体传感器组及信号电路、隔膜气泵驱动及流量控制电路、气泵压力保护电路、隔膜气泵、微处理器和电源模块；所述气体传感器组及信号电路的输出端与微处理器信号输入端连接，微处理器信号输出端与气泵压力保护电路、隔膜气泵驱动及流量控制电路连接；所述传感器组包括气体传感器、压力传感器，气体传感器是不同量程的，它包括低浓度PPM级别的传感器和测试爆炸下限的中级别浓度的催化传感器及高浓度传感器，该传感器组垂直；所述用于传感器信号采集的信号电路包括依次连接的传感器的零点调节及温度补偿电路、信号处理电路；所述零点调节及温度补偿电路包括由传感器采用配置PTC电阻和传感器、数字电位器组成的桥式电路，消除温漂对桥的影响作用的数字电位器采用电阻比的结构方式；所述信号处理电路采用NDIR信号处理电路。 

所述电源模块包括一个电源软开关电路，该电源软开关电路采用MOS管的开关控制电路。 

所述气泵压力保护电路包括依次连接的电源升压电路、RC滤波电路、运放电路、跟随器和调节PWM脉宽电路。 

所述气体传感器组的压力传感器进出气安装方式是在气泵出气端管道中设置一段喇叭形的管道，喇叭形两端引出接出两个岔口，靠近气泵出气端接到气压传感器的进气端，喇叭形出气端岔口接到气压传感器出口。 

本实用新型能够对燃气压力管道进行泄漏检测及泄漏定位，同时具有成本低、使用方便和性能可靠等优点。 

附图说明

图1是本实用新型的模块组成原理框图。 

图2是本实用新型的电源模块的电源软开关电路图。 

图3是本实用新型的气泵控制电路原理框图。 

图4是本实用新型的零点调节及温度补偿电路原理图。 

图5是本实用新型的信号处理电路原理图。 

图6是本实用新型的压力传感器安装结构示意图。 

图7是本实用新型的气体传感器安装结构示意图。 

具体实施方式

本实用新型所述的一种燃气管网管道泄漏检测及泄漏定位装置的结构参见图1，它包括：它包括：用于采集信号的气体传感器组及信号电路、隔膜气泵驱动及流量控制电路、气泵压力保护电路、隔膜气泵、微处理器和电源模块；所述气体传感器组及信号电路的输出端与微处理器信号输入端连接，微处理器信号输出端与气泵压力保护电路、隔膜气泵驱动及流量控制电路连接；所述传感器是不同量程的传感器组，它包括低浓度PPM级别的传感器和测试爆炸下限的中级别浓度的催化传感器及高浓度传感器。参见图7所示，该传感器组垂直(即传感器中心线垂直于气室气孔(气流通路)的中心线)放置于隔膜气泵的气室内，以达到气流无角度的吹过传感器探测面，使测试值稳定的目的。所述用于传感器信号采集的信号电路包括依次连接的传感器的零点调节及温度补偿电路、信号处理电路；所述零点调节及温度补偿电路参见图4所示，包括由传感器采用配置PTC电阻和传感器、数字电位器组成的桥式电路，消除温漂对桥的影响作用的数字电位器采用电阻比的结构方式；所述信号处理电路采用NDIR信号处理电路。 

NDIR信号处理电路，如图5所示，R24作为传感器匹配电阻，R22和C10组成低通滤波电路，防止高频信号干扰，C9和R21组成高通滤波 电路，他们接到1.25V参考端，此电压是ADC参考的一半，然后信号通过R19与R20对AC信号进行放大，同时R19并联一个小电容C8减少高频干扰，信号通过C7隔离直流信号，然后信号通过R13、和R15 R16对信号进行二次放大，然后信号进入ADC进行算法处理。 

电源软开关电路参见图2所示，采用MOS管的开关控制电路，上电开启电源，关机时利用IO口的钳位电平和IO口控制MOS管，使其关断电源，此电路可以软件控制装置的开启，由于MOS管的高阻抗，关机时几乎没有电流，达到减少采用继电器等作为开关产生的电磁干扰。 

所述气泵压力保护电路参见图3，包括电源升压电路MC34063升压到10V供后续的运放供电，保证PWM输出通过R39和C26组成的RC滤波后，经过放大三倍的运放电路，后经过跟随器增加驱动，达到通过调节PWM脉宽调制气泵的供电电压，保证不同的气流变化。 

采用气体压力传感器检测气流压力，通过软件检测并示值，同时通过控制PWM保护气泵关停。压力传感器进出气安装方式参见图6，是在气泵出气端管道中连接一段喇叭形的管道，喇叭形两端引出接出两个岔口，靠近气泵出气端接到气压传感器的进气端，喇叭形出气端岔口接到气压传感器出口。 

本实用新型采用多只传感器协同操作，并自动切换量程，经微处理器主机对其处理，避免了人为因素对其的影响，并且通过一整套算法，精确确定泄漏位置，可应付多种复杂管线和多种环境。 

所述传感器电路中包含：电桥平衡电路及校准电路，信号放大电路，滤波放大电路，模数转换电路。 

气泵控制装置：气泵驱动电路和气泵保护装置，当气泵保护装置检测到气泵内压超过安全值(气管堵塞造成超过安全值)，则气泵驱动电路停止工作，从而保护气泵。 

气室装置和显示终端：包括气室的密闭和防爆处理，显示终端显示运行状态和示值显示及操作(系统设置)、系统标定界面，及GPS定位值显示及查询页面。 

电源软开关电路如图2所示。当S1(按键)按下的瞬间，电压经过R30和R31分压，Q1开启，Q2关断，保证Q1始终开启，系统电源开启，进而系统初始化；当再次按下S1，IO控制Q2开启，关闭Q1切断电源，R33和R34参数用于避免IO低电平时误操作。 

Claims (4)

1.一种燃气管网管道泄漏检测及泄漏定位装置，其特征在于它包括：用于采集信号的气体传感器组及信号电路、隔膜气泵驱动及流量控制电路、气泵压力保护电路、隔膜气泵、微处理器和电源模块；所述气体传感器组及信号电路的输出端与微处理器信号输入端连接，微处理器信号输出端与气泵压力保护电路、隔膜气泵驱动及流量控制电路连接；所述传感器组包括气体传感器、压力传感器，气体传感器是不同量程的，它包括低浓度PPM级别的传感器和测试爆炸下限的中级别浓度的催化传感器及高浓度传感器，该传感器组垂直放置于隔膜气泵的气室内；所述用于传感器信号采集的信号电路包括依次连接的传感器的零点调节及温度补偿电路、信号处理电路；所述零点调节及温度补偿电路包括由传感器采用配置PTC电阻和传感器、数字电位器组成的桥式电路，消除温漂对桥的影响作用的数字电位器采用电阻比的结构方式；所述信号处理电路采用NDIR信号处理电路。

2.根据权利要求1所述的一种燃气管网管道泄漏检测及泄漏定位装置，其特征在于，所述电源模块包括一个电源软开关电路，该电源软开关电路采用MOS管的开关控制电路。

3.根据权利要求1所述的一种燃气管网管道泄漏检测及泄漏定位装置，其特征在于，所述气泵压力保护电路包括依次连接的电源升压电路、RC滤波电路、运放电路、跟随器和调节PWM脉宽电路。

4.根据权利要求1所述的一种燃气管网管道泄漏检测及泄漏定位装置，其特征在于，所述气体传感器组的压力传感器进出气安装方式是在气泵出气端管道中设置一段喇叭形的管道，喇叭形两端引出接出两个岔口，靠近气泵出气端接到气压传感器的进气端，喇叭形出气端岔口接到气压传感器出口。

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