CN205049927U - 一种石油天然气管道监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种石油天然气管道监控系统，包括监测设备(100)和分析模块(200)，所述监测设备(100)包括定位模块(110)、传输模块(130)、采集模块(120)、控制模块(140)和供电模块(150)；所述供电模块(150)包括IOT电池组，该IOT电池组包括并联连接的充电电板(151)、第一电池(152)以及第二电池(153)。本实用新型的石油天然气管道监控系统能实时监控石油天然气管道，有效预防管道泄漏事故，工作时间长，保证了获得的管道数据准确。同时，由于结合第一电池和第二电池实现双模供电，供电模块具有宽工作温度范围、大电流瞬时供电等特点，保证获得的管道数据准确。此外，通过对监测设备所处的自然环境的检测，自适应调制供电模块的电量。
Description
技术领域
本实用新型涉及于油气安全工程领域，更具体地说，涉及一种石油天然气管道监控系统。
背景技术
石油、天然气均是危险化学品，具有易燃易爆的特性。若石油、天然气泄漏，则极易形成爆炸性液体和气体，遇到明火就会引发爆炸。同时，随着天然气管网逐步扩大，运行年限不断增加，因为腐蚀、老化、第三方破坏等原因引起的管道泄漏事故不断发生，因此，有必要建设石油天然气管道的监控系统，实时对石油天然气管道进行监控，在石油天然气出现细微变化时及时进行排查，把管道泄漏扼杀在摇篮里，有效预防管道泄漏事故。另外，由于这样的监控系统需要实时监控，就需要增加其工作时长，而现有的监测设备并不能自适应的调整监测设备的供电部分，监测设备的工作时长较短，这样就需要维护人员定期进行相应的维护，增加了人力成本，同时会对管道的实时监控会因此而受到阻碍，使得获取的管道数据不准确。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对石油天然气管道泄漏事故时有发生，同时，现有的监测设备的工作时长较短，使得获取的管道数据不准确，提供一种石油天然气管道监控系统。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案为提供了一种石油天然气管道监控系统，其特征在于，包括监测设备和分析模块，其中，所述监测设备包括定位模块、与所述分析模块进行数据传输的传输模块、采集模块、控制模块以及分别给所述定位模块、所述传输模块、所述控制模块以及所述采集模块提供供电的供电模块；所述供电模块包括IOT电池组，该IOT电池组包括充电电板、第一电池以及第二电池，所述充电电板、所述第一电池以及所述第二电池并联连接；在所述控制模块检测到所述第一电池的电池电量小于设定值并且所述监测设备处于拥有充电的自然条件的环境时，输出控制信号控制所述供电模块的所述充电电板对所述第一电池进行充电，在所述控制模块检测所述第一电池无电流输出时输出启动信号启动所述第二电池对所述第一电池进行充电或者作为供电电源。
在上述的石油天然气管道监控系统中，所述第一电池为以锂离子作为储能介质的可重复充电的二次储能器件；所述充电电板包括太阳能电板或风能电板。
在上述的石油天然气管道监控系统中，所述第二电池为锂亚硫酰氯电池或锂硫酰氯电池。
在上述的石油天然气管道监控系统中，所述控制模块包括检测环境装置、检测电量装置和检测工作状态信息装置。
在上述的石油天然气管道监控系统中，所述采集模块包括温感探头和液面探头。
在上述的石油天然气管道监控系统中，所述供电模块还包括用于实时显示所述IOT电池组的总电量的电量显示单元。
在上述的石油天然气管道监控系统中，所述定位模块为GPS模块。
在上述的石油天然气管道监控系统中，所述传输模块为GSM模块。
实施本实用新型的有益效果有：石油天然气管道监控系统能实时监控石油天然气管道，有效预防管道泄漏事故，工作时间长，保证了获得的管道数据准确，节约人力资源。同时，由于结合第一电池和第二电池实现了双模供电，供电模块具有宽工作温度范围与大电流瞬时供电等等特点，工作温度范围包含-40～85摄氏度，工作温度范围广，使得监测设备在该工作温度时均正常运行，进一步保证获得的管道数据准确。此外，通过对监测设备所处的自然环境的检测，在自然环境的数据到达充电的自然条件时，控制第一电池进行充电，并能够根据电池系统的特性自适应调制供电模块的电量，进一步保证获得的地表特征数据准确。
附图说明
图1是本实用新型的石油天然气管道监控系统实施例的示意图。
图2是图1中的供电模块的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，是本实用新型的石油天然气管道监控系统实施例的示意图。该系统包括监测设备100和分析模块200，其中，监测设备100包括定位模块110、采集模块120、传输模块130、控制模块140以及供电模块150，供电模块150分别与定位模块110、采集模块120、传输模块130和控制模块140电连接，控制模块140还分别与定位模块110、采集模块120和传输模块130电连接，其中：
定位模块110通过组合天线接收卫星信号，处理后将监测设备100的采集模块120所在的位置数据输出到控制模块140；在本实施例中，定位模块110为GPS模块，但不限于此，还可以为北斗模块、格洛纳斯(GLONASS)模块等。
采集模块120用于采集各种管道数据，输出到控制模块140；在本实施例中，采集模块120包括温感探头和液面探头，其中温感探头采集管道内的温度信息，液面探头采集管道内的液面高度信息，可以理解，采集模块120还包括无线传感器网络，采集其他管道数据，如六轴加速度传感器、角加速度传感器等，分别采集如管道内石油或天然气的各个方向加速度等数据。
控制模块140接收定位模块110输出的位置数据，接收采集模块120输出的各种管道数据，并将接收到的数据进行处理，然后将处理后的数据通过传输模块130回传到分析模块200，这样，分析模块200将采集到的数据存入数据库并进行可视化分析，实时地获知管道网的石油天然气管道内的变化情况，通过与石油或天然气管道泄漏模型，做出判断或预警，以实现对管道的监控，预防管道泄漏事故；
传输模块130用于与分析模块200进行数据传输；在本实施例中，传输模块130为GSM模块，但不限于此，还可以为CDMA模块或GPRS模块。
分析模块200用于接收传输模块130传输的数据及进行相关的数据处理，如将数据存入数据库，并进行可视化分析。
供电模块150分别给定位模块110、采集模块120、传输模块130和控制模块140提供供电电源。
在本实施例中，石油天然气管道监控系统中的监测设备100可以安装在管道网中首站和末站的石油或天然气管道上。该系统能实时监控石油天然气管道。
如图2所示，是图1中的供电模块的示意图。参考图2，供电模块150包括IOT(InternetofThings，物联网)电池组(图中未标号)，该IOT电池组包括充电电板151及第一电池152，其中，充电电板151以及第一电池152并联连接，充电电板151还与第一电池152连接。充电电板151用于给第一电池152进行充电，此时，控制模块140检测供电模块150中的第一电池152的电池电量信息，同时，控制模块140还检测监控设备100是否处于拥有充电的自然条件的环境信息，在电池电量小于设定值并且监控设备100处于拥有充电的自然条件的环境时，输出控制信号至供电模块150，以控制供电模块150中的充电电板151对第一电池152进行充电，这样，自适应调整供电模块150的供电电量，确保监测设备长时间运行，进而使得获取的管道数据准确。
在本实施例中，第一电池152为以锂离子作为储能介质的可重复充电的二次储能器件，包含并不限于超级电容、锂离子电容、锂离子电池及其组合，该二次储能器件针对低温工作进行优化设计并具有较大储能容量冗余，因此保证了供电模块150的在低温条件下具有瞬时多次大电流放电的能力。
同时，充电电板151包括太阳能电板，此时，在控制模块140检测到监测设备100处于拥有太阳光下的环境时，给第一电池152进行充电，自适应调整供电模块150的供电电量，进一步保证监测设备100长时间运行；可以理解，充电电板151还包括风能电板，此时，在控制模块140检测到监测设备100处于拥有风的环境时，对第一电池152进行充电，进一步保证监测设备100长时间运行。当然，充电电板151还包括其他环境能量收集装置，在合适环境参数条件下，给第一电池152进行充电。
进一步地，该IOT电池组还包括第二电池153，该第二电池153分别与充电电板151和第一电池152并联连接，在控制模块140检测第一电池151无电流输出时输出启动信号至供电模块150，以启动第二电池153对第一电池152进行充电或作为供电电源为监测设备100的其他模块供电。在本实施例中，第二电池153为锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池或锂硫酰氯电池。
在本实施例中，供电模块150还包括电量显示单元(图中未示出)，用于实时显示IOT电池组的总电量。
在本实施例中，供电模块150结合第一电池151和第二电池153实现双模供电，具有大电流瞬时供电的特点，同时，第一电池151和第二电池153结合，供电模块150具有宽工作温度范围的特点，工作温度范围包含-40～85摄氏度，工作温度范围广，使得监测设备100在该工作温度时均正常运行，保证监测设备100长时间运行，进而保证石油天然气管道监控获得的管道数据准确，能持续工作。同时，相对现有的单一锂离子电池，具有更长的使用寿命，长达3年。而单一锂离子电池一般只供电10天左右。此外，通过对监测设备所处的自然环境的检测，把检测到的自然环境的数据传给控制模块，若自然环境的数据到达充电的自然条件，控制第一电池进行充电，自适应调制供电模块的电量。
对应地，控制模块140中设置有获取定位数据装置、获取管道数据装置、检测自然环境装置、检测电量装置、检测工作状态信息装置、判断装置、数据生成装置、存储盲区数据装置和发送数据装置；其中：
获取定位数据装置用于接收定位模块110输出的监测设备100的采集模块120所在的位置数据，处理后输出到数据生成装置；
获取管道数据装置用于获取采集模块120采集到的管道数据；
检测环境装置用于检测监测设备所在位置的太阳光强度、风的强度、环境温差、及机械振动强度，处理后输出到数据生成装置；
检测电量装置用于检测供电模块150中的第一电池152的电池电量信息，处理后输出到数据生成装置；
检测工作状态信息装置用于检测供电模块150中的第一电池152的工作状态信息，即检测第一电池152有无电流输出，处理后输出到数据生成装置；
判断装置用于判断传输模块130与网络连接是否成功，当连接成功时，输出信号到发送数据装置；当连接不成功时，进而判断连接次数是否达到设定值，当传输模块130与网络连接设定次数均不成功时，输出信号到存储盲区数据装置；
数据生成装置接收获取定位数据装置、采集野外环境数据装置、检测电量装置和检测工作状态信息装置的数据，生成当前发送数据；
发送数据装置用于发送数据生成装置中的数据和发送存储盲区数据装置中的数据。
在本实施例中，上述控制模块140可以通过集成电路设计被集成在一块完整的电路板上。可以理解，也可以将其设计成各个不同的电路板的集合。
综述，本实用新型的石油天然气管道监控系统能实时监控石油天然气管道，有效预防管道泄漏事故，工作时间长，保证了获得的管道数据准确，节约人力资源。同时，由于结合第一电池和第二电池实现了双模供电，供电模块具有宽工作温度范围与大电流瞬时供电等特点，工作温度范围包含-40～85摄氏度，工作温度范围广，使得监测设备在该工作温度时均正常运行，进一步保证获得的管道数据准确。此外，通过对监测设备所处的自然环境的检测，在自然环境的数据到达充电的自然条件时，控制第一电池进行充电，自适应调制供电模块的电量，进一步保证获得的地表特征数据准确。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种石油天然气管道监控系统，其特征在于，包括监测设备(100)和分析模块(200)，其中，所述监测设备(100)包括定位模块(110)、与所述分析模块(200)进行数据传输的传输模块(130)、采集模块(120)、控制模块(140)以及分别给所述定位模块(110)、所述传输模块(130)、所述控制模块(140)以及所述采集模块(120)提供供电的供电模块(150)；所述采集模块(120)包括温感探头和液面探头；所述供电模块(150)包括IOT电池组，该IOT电池组包括充电电板(151)、第一电池(152)以及第二电池(153)，所述充电电板(151)、所述第一电池(152)以及所述第二电池(153)并联连接；在所述控制模块(140)检测到所述第一电池(152)的电池电量小于设定值并且所述监测设备(100)处于拥有充电的自然条件的环境时，输出控制信号控制所述供电模块(150)的所述充电电板(151)对所述第一电池(152)进行充电，在所述控制模块(140)检测所述第一电池(151)无电流输出时输出启动信号启动所述第二电池(153)对所述第一电池(152)进行充电或者作为供电电源。
2.根据权利要求1中所述的石油天然气管道监控系统，其特征在于，所述第一电池(152)为以锂离子作为储能介质的可重复充电的二次储能器件；所述充电电板(151)包括太阳能电板或风能电板。
3.根据权利要求2中所述的石油天然气管道监控系统，其特征在于，所述第二电池(153)为锂亚硫酰氯电池或锂硫酰氯电池。
4.根据权利要求3中所述的石油天然气管道监控系统，其特征在于，所述控制模块(140)包括检测环境装置、检测电量装置和检测工作状态信息装置。
5.根据权利要求4中所述的石油天然气管道监控系统，其特征在于，所述供电模块(150)还包括用于实时显示所述IOT电池组的总电量的电量显示单元。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的石油天然气管道监控系统，其特征在于，所述定位模块(110)为GPS模块。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的石油天然气管道监控系统，其特征在于，所述传输模块(130)为GSM模块。
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