CN211741236U - 一种地下管网危险气体监测与管控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地下管网监测系统，具体涉及一种地下管网危险气体监测与管控系统，解决了地下管网监测系统臃肿，巡检监测难以反馈，无警报装置，不能实时监测气体流量，无历史事故存储记录以及监测中心结构混乱等问题，包括气体采集装置，所述气体采集装置依次连接有气体检测传感器、数据转换器、无线数据传输模块、气体流量计、监控分析平台、外设控制设备和警报设备，所述气体流量计输出端还连接有数据库和GIS与SCADA一体化系统；本实用新型有一体化的监测与管控系统，巡检人员实时反馈巡检记录，警报系统完善，存储历史流量记录并进行对比，并且监控中心结构明了，分工明确。

Description

一种地下管网危险气体监测与管控系统

技术领域

本实用新型涉及一种地下管网监测系统，具体涉及一种地下管网危险气体监测与管控系统。

背景技术

在现有地下管网，即排水管道、电力通信检查井、燃气排水共用沟、地下综合管廊、化粪池和沼气池等密闭空间中，由于施工不当，或者久年失修，或者监管力度不够，经常出现燃气管网、污水管网和化粪池等密闭空间出现毒气浓度过高而致周围人员中毒或爆炸事故，对人体生命安全和城市现代化建设带来不利影响，维修人员和巡检人员由于整个管网监控系统的不完善，很难定位事故关键位置和事故决定性原因，而且对于已经出现问题的地下管网区域，没有相关警报装置供周围行人报警给监控中心，使得维修地下管网面临许多困难。

目前地下管网监控系统各个环节不够集中，使得整个监控系统特别臃肿，不利于事故监管人员进行监测和管控，而且没有合理的系统对管网事故进行预测，对于已经发生的管网事故，没有一个方便可靠的处理中心，用于存储事故并对事故进行分析，而且监控中心由于结构混乱，任务分配不明确，效率低下，地下管网监控系统不能实时监控管网运行情况，特别是气体浓度。

实用新型内容

针对现有技术中地下管网危险气体监测与管控系统中监测系统臃肿，没有合理的警报装置，处理中心功能不完善，没有对已经发生事故的记录和分析，以及监控中心设置杂乱等问题，本实用新型提供一种地下管网危险气体监测与管控系统，其目的在于：高度集成化监测设备和软件系统，结构精简，功能衔接性良好；地下管网设置警报设备，供行人报警和提醒行人事故的发生；整个监测与管控系统能存储已经发生的事故并统计分析形成对比文件；并且监测与管控系统的监控人员分工合理，结构简化，工作效率显著提升；设置一体化的云端网络，实时接收整个管网运转信息并统计处理。

本实用新型的技术方案如下：

一种地下管网危险气体监测与管控系统，包括气体采集装置，所述气体采集装置依次连接有气体检测传感器、数据转换器、无线数据传输模块、气体流量计、监控分析平台、外设控制设备和警报设备，所述气体流量计输出端还连接有数据库和GIS与SCADA一体化系统。

采用上述方案，地下管网危险气体监测与管控系统形成了一个气体采集、气体检测、数据分析和传输、流量显示、安全监控、警报和控制一体化的高度集成化系统，每一个工作环节之间衔接紧密，同时设置数据库和GIS与SCADA一体化系统，对历史记录进行存储和统计分析，同时配置一个功能强大的云端系统，使得整个地下管网危险气体监测与管控系统工作效率更高，功能更强大。

进一步的，所述数据转换器输入端与外设控制设备连接，所述数据转换器输出端连接有抽排气设备，所述数据转换器与警报设备相连。采用该进一步的方案，数据转换器包括A/D转换器和D/A转换器，在模拟信号和数字信号间互相转换，当气体浓度过高时，通过外设控制设备发出命令产生数字信号，在数据转换器中转化为模拟信号，抽排气设备直接接收模拟信号，实现外设控制设备控制抽排气设备和警报设备。

进一步的，所述外设控制设备设置有控制按钮和PLC控制系统，所述控制按钮包括气体采集控制按钮、自动抽排气控制按钮和声光警报按钮。采用该进一步的方案，外设控制设备采用PLC控制系统，PLC控制系统体积小、能耗低，并且可靠性高、抗干扰能力强，不容易轻易损坏或者受到损坏或干扰时，不会发出错误的命令，使得整个地下管网危险气体监测与管控系统运行混乱，控制按钮包括气体采集控制按钮、自动抽排气控制按钮和声光警报按钮，外设控制设备控制气体采集装置的启动和停止，自动抽排气装置的排气和停止，以及警报设备声音警报和警报灯的启动和停止。

进一步的，所述警报设备与监控分析平台交互信息，所述监控分析平台输出端无线连接巡检管理设备。采用该进一步的方案，警报设备与监控分析平台交互信息，警报设备设置警报参数，并传输至监控分析平台，由监控分析平台确认警报参数是否达标，达标的警报参数确认通过，不达标的警报参数不允许通过，并提醒设置警报参数合理范围至警报设备，巡检管理设备无线连接监控分析平台，巡检人员携带巡检管理设备进行巡检时，巡检管理设备通过无线连接不受地域和距离的限制，可随时随地上传巡检信息。

进一步的，所述警报设备包括报警信息输入台、警报喇叭和警报灯，所述报警信息输入台上设置有报警显示台和报警信息输入装置，所述报警信息输入装置包括输入键盘和语音输入电话。采用该进一步的方案，报警显示台上显示报警地点、报警时间以及报警事故等信息，方便报警人员确认输入的报警信息，报警信息输入装置为输入键盘和语音输入电话，其中语音输入电话用于紧急情况或者不会使用输入键盘时，直接联系监控分析平台的工作人员，警报喇叭和警报灯用于事故发生时警报提醒。

进一步的，所述巡检管理设备安装有巡检app和GPS系统，所述巡检管理设备用于传输巡检记录、巡检位置和巡检结果至GIS与SCADA一体化系统。采用该进一步的方案，巡检app方便巡检人员安装于自己手机上，方便巡检时携带，若手机无定位功能，或者定位功能出现故障时，巡检人员携带巡检管理设备，巡检管理设备自带GPS系统可定位巡检人员巡检位置，方便派遣维修人员前往，巡检管理设备用于传输巡检记录、巡检位置和巡检结果至GIS与SCADA一体化系统，形成历史巡检记录存储于GIS与SCADA一体化系统，或者发生事故时，GIS与SCADA一体化系统发出故障处理信息。

进一步的，所述监控分析平台为分层式监控平台，所述分层式监控平台包括一级监控平台、二级监控平台和三级监控平台，所述分层式监控平台与GIS与SCADA一体化系统交互数据。采用该进一步的方案，分层式监控平台基于多级分布式计算机控制系统的原理设置，一级监控平台控制二级监控平台和三级监控平台，二级监控平台控制三级监控平台，在一级监控平台无指示命令时，二级监控平台单独工作，在二级监控平台无指示命令时，三级监控平台单独工作，监控分析平台向GIS与SCADA一体化系统提交监控记录，GIS与SCADA一体化系统向监控分析平台下达监控处理命令，特殊情况时，监控分析平台的操作人员可改变GIS与SCADA一体化系统下达的命令。

进一步的，所述GIS与SCADA一体化系统输入端还连接有数据库，所述数据库内设置有存储装置和数据统计分析装置，所述存储装置存储无线数据传输模块的数字信号，所述数据统计分析装置用于比对无线数据传输模块传输的数据与气体流量计传输数据。采用该进一步的方案，GIS与SCADA一体化系统接收数据库传输的历史流量记录和无线数据传输模块传输的数据与气体流量计传输数据的比对信息。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型中，地下管网危险气体监测与管控系统形成了一个气体采集、气体检测、数据分析和传输、安全监控、警报和控制一体化的高度集成化系统，每一个工作环节之间衔接紧密，同时设置数据库和GIS与SCADA一体化系统，对历史记录进行存储和统计分析，同时配置一个功能强大的云端系统，使得整个地下管网危险气体监测与管控系统工作效率更高，功能更强大。

2.本实用新型中，数据转换器包括A/D转换器和D/A转换器，在模拟信号和数字信号间互相转换，当气体浓度过高时，可通过外设控制设备发出命令产生数字信号，在数据转换器中转化为模拟信号，抽排气设备直接接收模拟信号，实现外设控制设备控制抽排气设备和警报设备。

3.本实用新型中，外设控制设备采用PLC控制系统，PLC控制系统体积小、能耗低，并且可靠性高、抗干扰能力强，不容易轻易损坏或者受到损坏或干扰时，不会发出错误的命令，使得整个地下管网危险气体监测与管控系统运行混乱，控制按钮包括气体采集控制按钮、自动抽排气控制按钮和声光警报按钮，控制设备控制气体采集装置的启动和停止，自动抽排气装置的排气和停止，以及警报设备声音警报和警报灯的启动和停止。

4.本实用新型中，警报设备与监控分析平台交互信息，警报设备设置警报参数，并传输至监控分析平台，由监控分析平台确认警报参数是否达标，达标的警报参数确认通过，不达标的警报参数不允许通过，并提醒设置警报参数合理范围至警报设备，巡检管理设备无线连接监控分析平台，巡检人员携带巡检管理设备进行巡检时，巡检管理设备通过无线连接不受地域和距离的限制，可随时随地上传巡检信息。

5.本实用新型中，报警显示台上显示报警地点、报警时间以及报警事故等信息，方便报警人员确认输入的报警信息，报警信息输入装置为输入键盘和语音输入电话，其中语音输入电话用于紧急情况或者不会使用输入键盘时，直接联系监控分析平台的工作人员，警报喇叭和警报灯用于事故发生时警报提醒。

6.本实用新型中，巡检app方便巡检人员安装于自己手机上，方便巡检时携带，若手机无定位功能，或者定位功能出现故障时，巡检人员携带巡检管理设备，巡检管理设备自带GPS系统可定位巡检人员巡检位置，方便派遣维修人员前往，巡检管理设备用于传输巡检记录、巡检位置和巡检结果至GIS与SCADA一体化系统，形成历史巡检记录存储于GIS与SCADA一体化系统，或者发生事故时，GIS与SCADA一体化系统发出故障处理信息。

7.本实用新型中，分层式监控平台基于多级分布式计算机控制系统的原理设置，一级监控平台控制二级监控平台和三级监控平台，二级监控平台控制三级监控平台，在一级监控平台无指示命令时，二级监控平台单独工作，在二级监控平台无指示命令时，三级监控平台单独工作，监控分析平台向GIS与SCADA一体化系统提交监控记录，GIS与SCADA一体化系统向监控分析平台下达监控处理命令，特殊情况时，监控分析平台的操作人员可改变GIS与SCADA一体化系统下达的命令。

附图说明

图1是本实用新型的系统组成示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。

下面将结合图1对本实用新型进行详细说明。

实施例一：

一种地下管网危险气体监测与管控系统，包括气体采集装置，所述气体采集装置依次连接有气体检测传感器、数据转换器、无线数据传输模块、气体流量计、监控分析平台、外设控制设备和警报设备，所述气体流量计输出端还连接有数据库和GIS与SCADA一体化系统。

所述数据转换器输入端与外设控制设备连接，所述数据转换器输出端连接有抽排气设备，所述数据转换器与警报设备相连。

所述外设控制设备设置有控制按钮和PLC控制系统，所述控制按钮包括气体采集控制按钮、自动抽排气控制按钮和声光警报按钮。

所述警报设备与监控分析平台交互信息，所述监控分析平台输出端无线连接巡检管理设备。

报警显示台上显示报警地点、报警时间以及报警事故等信息，方便报警人员确认输入的报警信息，报警信息输入装置为输入键盘和语音输入电话，其中语音输入电话用于紧急情况或者不会使用输入键盘时，直接联系监控分析平台的工作人员，警报喇叭和警报灯用于事故发生时警报提醒。

所述监控分析平台为分层式监控平台，所述分层式监控平台包括一级监控平台、二级监控平台和三级监控平台，所述分层式监控平台与GIS与SCADA一体化系统交互数据。

所述GIS与SCADA一体化系统输入端还连接有数据库，所述数据库内设置有存储装置和数据统计分析装置，所述存储装置存储无线数据传输模块的数字信号，所述数据统计分析装置用于比对无线数据传输模块传输的数据与气体流量计传输数据。

在上述实施例中，气体采集装置为双头气泵，双头气泵有两个独立的进气腔，这两个腔互不干扰，工作运转时，一个腔工作或者两个腔同时工作，双头气泵能耗低，吸取量大，双头气泵吸取气体通过气管进入气体检测气室，气体检测气室内设置有气体检测传感器，气体检测传感器包括RG-4SIMS型多气体探测器，RG-4SIMS型多气体探测器采用红外吸收原理测量甲烷、一氧化碳和二氧化硫的浓度，利用电化学原理检测技术测量硫化氢浓度，红外吸收原理基于差分吸收检测技术，光源发出的光束被分成两路信息，一路带有被测气体吸收后的信息，作为信号信息，另一路带有未经被测气体吸收的信息，作为参考信息，光源的不稳定以及光电器件的时漂、温漂对各路信息的影响相同，通过信号信息与参考信息的比较，消除光源的不稳定以及光电器件零漂等因素的影响，获取准确的气体浓度信息。检测出的浓度信息经过数据转换器中的A/D转换器将模拟信号转化为数字信号传输至无线数据传输模块，无线数据传输模块基于DSP技术和无线电技术而制成，无线数据传输模块将接收的数字信号无线传输至气体流量计，通过流量显示装置显示每种气体的具体浓度信息，并传输给监控分析平台，当气体浓度超出监控分析平台设置的合理范围时，监控分析平台中的三级监控平台发出信号给外设控制设备，外设控制设备中PLC系统响应三级监控平台发出信号，发出信号给数据转换器，数据转换器中D/A转换器将数字信号转化为模拟信号并传输给抽排气设备和警报设备，抽排气设备开始抽取地下管网中的机器并排出，警报设备中警报灯闪烁并且警报喇叭鸣笛，当气体浓度减小至规定范围内时，气体检测传感器测出各气体浓度，经A/D转换器、无线数据传输模块、气体流量计、监控分析平台、数据库和GIS与SCADA一体化系统，监控分析平台中的三级监控平台上报信息给二级监控平台，二级监控平台确认信息正确后，发出信号给外设控制设备，外设控制设备发出信号传输给数据转换器中的D/A转换器，D/A转换器发出模拟信号控制抽排气设备停止抽气排出，警报设备停止鸣笛。

实施例二

本实施例与实施例一的技术方案基本相同，区别之处在于：

本实施例中，所述巡检管理设备安装有巡检app和GPS系统，所述巡检管理设备用于传输巡检记录、巡检位置和巡检结果至GIS与SCADA一体化系统。巡检人员携带巡检设备进行巡检，巡检过程中发现出现地下管网抽排气设备出现故障，巡检人员通过巡检app直接上传该次巡检记录、巡检地址和巡检问题至GIS与SCADA一体化系统，GIS与SCADA一体化系统把该抽排气设备正常参数和现在运转参数同时反馈给监控分析平台，监控分析平台操作人员对比分析，确定该抽排气设备确实出现故障，发出信号给外设控制设备控制抽排气设备和警报设备，抽排气设备停止工作，同时警报设备中警报灯闪烁，警报喇叭鸣笛。

需要注意的是本申请中涉及到的无线数据传输模块、气体流量计、GIS与SCADA一体化系统等属于现有技术，因此本申请不再具体阐述。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种地下管网危险气体监测与管控系统，其特征在于：包括气体采集装置，所述气体采集装置依次连接有气体检测传感器、数据转换器、无线数据传输模块、气体流量计、监控分析平台、外设控制设备和警报设备，所述气体流量计输出端还连接有数据库和GIS与SCADA一体化系统。

2.根据权利要求1所述的一种地下管网危险气体监测与管控系统，其特征在于：所述数据转换器输入端与外设控制设备连接，所述数据转换器输出端连接有抽排气设备，所述数据转换器与警报设备相连。

3.根据权利要求1所述的一种地下管网危险气体监测与管控系统，其特征在于：所述外设控制设备设置有控制按钮和PLC控制系统，所述控制按钮包括气体采集控制按钮、自动抽排气控制按钮和声光警报按钮。

4.根据权利要求1所述的一种地下管网危险气体监测与管控系统，其特征在于：所述警报设备输入端与监控分析平台交互信息，所述监控分析平台输出端无线连接巡检管理设备。

5.根据权利要求1或4所述的一种地下管网危险气体监测与管控系统，其特征在于：所述警报设备包括报警信息输入台、警报喇叭和警报灯，所述报警信息输入台上设置有报警显示台和报警信息输入装置，所述报警信息输入装置包括输入键盘和语音输入电话。

6.根据权利要求4所述的一种地下管网危险气体监测与管控系统，其特征在于：所述巡检管理设备安装有巡检app和GPS系统，所述巡检管理设备用于传输巡检记录、巡检位置和巡检结果至GIS与SCADA一体化系统。

7.根据权利要求1所述的一种地下管网危险气体监测与管控系统，其特征在于：所述监控分析平台为分层式监控平台，所述分层式监控平台包括一级监控平台、二级监控平台和三级监控平台，所述分层式监控平台与GIS与SCADA一体化系统交互数据。

8.根据权利要求1所述的一种地下管网危险气体监测与管控系统，其特征在于：所述GIS与SCADA一体化系统输入端还连接有数据库，所述数据库内设置有存储装置和数据统计分析装置，所述存储装置存储无线数据传输模块的数字信号，所述数据统计分析装置用于比对无线数据传输模块传输的数据与气体流量计传输数据。

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