CN221175457U - 一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，包括均与供电单元电性连接的数据采集云台单元、北斗定位单元、网关单元和上位机；其中，数据采集云台单元和北斗定位单元均与网关单元连接；网关单元与上位机无线连接，用于将所述数据采集云台单元实时采集的甲烷浓度数据和视频流数据以及北斗定位单元实时采集的导航地理数据转发至上位机。通过本实用新型的连接架构可以将各个数据统一经网关单元向上位机转发，减轻上位机的负担减少延时，实现燃气管网车载巡检过程中的燃气漏点的快速实时定位，可替代人工巡检，解决城市燃气管网人工巡检工作量大、效率低，无法及时检测到燃气泄漏的问题。

Description

一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端

技术领域

本实用新型涉及燃气巡检技术领域，更为具体来说，本实用新型为一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端。

背景技术

天然气作为一种清洁能源，在全球能源体系中扮演着越来越重要的角色。近几年来，我国燃气管网飞速发展，在燃气行业的日常运营和安全管理等方面面临着更为严峻的挑战。燃气管道所运输的载体是易燃易爆的危险气体，一旦发生泄漏事故，将会造成由于介质损失、管道修理费用、停止输气造成的直接损失，对管道周围的环境破坏以及其他间接经济损失，甚至引发火灾、爆炸造成管道周围人员伤亡和财产损失，产生巨大的经济损失和社会动乱。目前城市管道的泄漏检测多以人工巡检为主，检测员采用燃气管网检漏仪进行日常的路面巡检。由于城市中市政管网和闸井数量众多，仪器响应时间长，这种人工巡检方式工作量巨大、效率极低，无法及时检测到燃气泄漏。因此，燃气巡检需要一种快速高效的检测技术，以解决检测工作量巨大的难题。

实用新型内容

为解决现有人工巡检工作量大、效率低、检测不及时的技术问题，从替代人工巡检的角度出发，本实用新型创新地提供了一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，替代人工巡检，实现燃气管网车载巡检过程中的燃气漏点的快速实时定位。

为实现上述的技术目的，本实用新型公开了一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，包括数据采集云台单元、北斗定位单元、网关单元、供电单元和上位机；所述供电单元分别与数据采集云台单元、北斗定位单元、网关单元和上位机电性连接；所述数据采集云台单元和北斗定位单元均与网关单元连接；所述网关单元与上位机无线连接，用于将所述数据采集云台单元实时采集的甲烷浓度数据和视频流数据以及北斗定位单元实时采集的导航地理数据转发至上位机。

进一步的，本实用新型一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，其中,所述数据采集云台单元包括主控板、摄像模组、激光甲烷检测模组和伺服转动模组；所述摄像模组与主控板电性连接，用于生成巡检路段实时的视频流数据；所述主控板利用第一以太网接口将收集的视频流数据经网关单元向上位机转发；所述激光甲烷检测模组与主控板电性连接，用于生成巡检路段实时的甲烷浓度数据；所述主控板利用第一串行接口将收集的甲烷浓度数据经网关单元向上位机转发；所述伺服转动模组与主控板电性连接，用于控制摄像模组和激光甲烷检测模组同步转动进行扫描检测。

进一步的，本实用新型一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，其中,所述数据采集云台单元内还包括补光模组，所述补光模组与主控板电性连接，用于在弱光或无光环境下为摄像模组和激光甲烷检测模组提供红外光照明。

进一步的，本实用新型一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，其中,所述数据采集云台单元内还包括控温模组，所述控温模组与主控板电性连接，用于将数据采集云台单元的内部温度稳定在设定阈值内。

进一步的，本实用新型一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，其中,所述北斗定位单元包括北斗天线模组、GNSS接收模组和通信模组，所述北斗天线模组和通信模组均与GNSS接收模组电性连接；所述北斗天线模组用于接收北斗卫星信号；所述通信模组用于采用无线通信的方式与CORS站连接；所述GNSS接收模组利用第二串行接口将生成的导航地理数据经网关单元向上位机转发。

进一步的，本实用新型一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，其中,所述网关单元包括第一串口转网口模组、第二串口转网口模组和路由器；所述第一串口转网口模组与第一串行接口电性连接，用于将甲烷浓度数据转换为第二以太网接口转发；所述第二串口转网口模组与第二串行接口电性连接，用于将导航地理数据转换为第三以太网接口转发；所述路由器用于利用第一以太网接口、第二以太网接口和第三以太网接口使数据采集云台单元和北斗定位单元处于同一个局域网内与上位机单元进行无线通信。

本实用新型的有益效果为：本实用新型利用通过数据采集云台单元和北斗定位单元均与网关单元连接，网关单元与上位机无线连接的连接架构可以将各个数据统一经网关单元向上位机转发，减轻上位机的负担减少延时，实现燃气管网车载巡检过程中的燃气漏点的快速实时定位，可替代人工巡检，解决城市燃气管网人工巡检工作量大、效率低，无法及时检测到燃气泄漏的问题。

附图说明

图1为本实用新型一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端的结构框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端进行详细的解释和说明。

如图1所示，本实用新型公开了一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，包括数据采集云台单元11、北斗定位单元2、网关单元3、供电单元4和上位机5。供电单元4分别与数据采集云台单元11、北斗定位单元2、网关单元3和上位机5电性连接。数据采集云台单元11和北斗定位单元2均与网关单元3连接；网关单元3与上位机5无线连接，用于将数据采集云台单元11实时采集的甲烷浓度数据和视频流数据以及北斗定位单元2实时采集的导航地理数据转发至上位机5。

在实际使用时，本实施例中的数据采集云台单元11、北斗定位单元2、网关单元3、供电单元4和上位机5均跟具实际安装要求安装在车体的各个指定位置处。利用移动的车体的按照指定的巡检路径实现燃气管线的巡检，利用数据采集云台单元11采集燃气管线的甲烷浓度数据并进行录像；利用北斗定位单元2采集导航地理数据，导航地理数据包括但不限于经度数据、维度数据、行车速度、巡检起点和巡检终点等；利用网关单元3将数据采集云台单元11和北斗定位单元2采集的数据转换为统一接口向上位机5转发，减轻上位机5的负担减少延时，由上位机5实现燃气管网车载巡检过程中的燃气漏点的快速实时定位，可替代人工巡检，解决城市燃气管网人工巡检工作量大、效率低，无法及时检测到燃气泄漏的问题。

其中，供电单元4包括电源输入模组41、电压转换模组42和电源输出模组4343。电源输入模组41与这在电池连接，作为供电单元4的外部电鱼输入，由电压转换模组42将电源输入模组41的外部电压转换为指定的工作电压，由单元输出模组4343将电压转换模组42产生的工作电压供给数据采集云台单元11、北斗定位单元2、网关单元3和上位机5，满足其用电需求。

其中，数据采集云台单元11包括主控板11、摄像模组12、激光甲烷检测模组13、伺服转动模组14、补光模组15和控温模组16。主控板11可以采用DSP(Digital SignalProcessor)数字信号处理器、FPGA(Field-Progr ammable GateArray)现场可编程门阵列、MCU(Microcontroller Unit)系统板、SoC(system on a chip)系统板或包括I/O的PLC(Programmable Logic Controller)最小系统控制摄像模组12、激光甲烷检测模组13、伺服转动模组14、补光模组15和控温模组16动作。摄像模组12为燃气泄漏点周伟环境图像的采集装置，摄像模组12与主控板11电性连接，用于生成巡检路段实时的视频流数据，主控板11利用第一以太网接口将收集的视频流数据经网关单元3向上位机5转发，摄像模组12为分辨率为1920×1080，焦距为5.9mm～135.7mm，最低照度为彩色0.005lux@F1.5、黑白0.0005lux@F1.5，采用以太网络接口进行数据传输，使得到的图像信息更加清晰。激光甲烷检测模组13为燃气泄漏能读的检测装置，激光甲烷检测模组13与主控板11电性连接，用于生成巡检路段实时的甲烷浓度数据，主控板11利用第一串行接口将收集的甲烷浓度数据经网关单元3向上位机5转发，激光甲烷检测模组13采用TDLAS激光气体检测技术，检测量程能达到0～99999ppm·m，灵敏度能达到50ppm·m，检测距离能达到150m，响应速度能达到0.1s，采用RS485接口进行数据传输。伺服转动模组14与主控板11电性连接，用于控制摄像模组12和激光甲烷检测模组13同步转动进行扫描检测，可以按照设置好的预置点扫描检测，伺服转动模组14的俯仰方向转动范围为-90～90°，水平方向可360°旋转，控制精度≤0.1°，两方向转动的最大速度为30°/s，使得对巡检点位进行全角度监控。补光模组15与主控板11电性连接，用于在弱光或无光环境下为摄像模组12和激光甲烷检测模组13提供810nm的红外光照明。控温模组16与主控板11电性连接，用于将数据采集云台单元11的内部温度稳定在设定阈值内。

其中，北斗定位单元2包括北斗天线模组21、GNSS接收模组22和通信模组23，北斗天线模组21和通信模组23均与GNSS接收模组22电性连接。北斗天线模组21用于接收北斗卫星信号；通信模组23用于采用无线通信(4G或5G)的方式与CORS站连接，提供cm级的定位精度；GNSS接收模组22可以利用北斗天线模组21接收的卫星信号进行处理得到经度、维度、速度等信息，实现精准定位。GNSS接收模组22利用第二串行接口将生成的导航地理数据经网关单元3向上位机5转发，实时向上位机5进行转发。

其中，网关单元3包括第一串口转网口模组31、第二串口转网口模组32和路由器33。第一串口转网口模组31与第一串行接口电性连接，用于将甲烷浓度数据转换为第二以太网接口转发。第二串口转网口模组32与第二串行接口电性连接，用于将导航地理数据转换为第三以太网接口转发。可已将不是以太网接口的数据转化为可以适配以太网接口数据，最终将所有数据均通过以太网接口进行转发，路由器33用于利用第一以太网接口、第二以太网接口和第三以太网接口使数据采集云台单元11和北斗定位单元2处于同一个局域网内与上位机5单元进行无线通信，实现上位机5接收的数据均为以太网接口数据，协议统一，使得上位机5处理速度更快，提高检测速度。

其中，上位机5包括存储模组51、甲烷浓度数据解算模块52、导航地理数据解算模块53、视频流解码模块54和显示模组55。存储模组51用于存储来自路由器33传输的数据(即甲烷浓度数据、视频流数据和导航地理数据)，甲烷浓度数据解算模块52对激光甲烷检测模组13的数据按协议帧解算提取燃气浓度数据，导航地理数据解算模块53对GNSS接收模组22的数据按协议帧解算提取经度、纬度与车速数据，视频流解码模块54对摄像模组12的RTSP视频流数据以H.265格式进行解码，显示模组55提取后的数据进行实时显示，进而对巡检过程中的数据进行可视化的展示。

本实用新型的工作原理如下：

该支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端在使用时，首先需要将各个部件安装在巡检车的指定安装位置处，将供电单元4与车载电源连接，为各个单元进行供电，巡检车按照指定的巡检路线进行巡检，在巡检过程中由激光甲烷检测模组13来检测甲烷浓度以此判断是否发生燃气泄漏，由摄像模组12对周围环境进行录像或者拍照，利用伺服转动模组14使摄像模组12获取全方位的环境信息图像，当周围环境为无光或弱光环境通过补光模组15提供照明，使摄像模组12拍摄的图像信息足够清晰，同时通过控温模组16保障激光甲烷检测模组13和摄像模组12式中处于最优的工作温度；同时通过GNSS接收模组22得到巡检路线相关的精确导航地理数据；通过路由器33实时将激光甲烷检测模组13、摄像模组12和GNSS接收模组22统一转发至上位机5，由上位机5实时解析各个数据，并进行实时显示。当然可以理解的是，当发现燃气泄漏时，运维人员可以根据泄漏点的位置数据下场环境图像及时到场处理，避免事态扩大，将危险遏止在萌芽状态。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，其特征在于：包括数据采集云台单元(1)、北斗定位单元(2)、网关单元(3)、供电单元(4)和上位机(5)；所述供电单元(4)分别与数据采集云台单元(1)、北斗定位单元(2)、网关单元(3)和上位机(5)电性连接；所述数据采集云台单元(1)和北斗定位单元(2)均与网关单元(3)连接；所述网关单元(3)与上位机(5)无线连接，用于将所述数据采集云台单元(1)实时采集的甲烷浓度数据和视频流数据以及北斗定位单元(2)实时采集的导航地理数据转发至上位机(5)。

2.根据权利要求1所述的一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，其特征在于：所述数据采集云台单元(1)包括主控板(11)、摄像模组(12)、激光甲烷检测模组(13)和伺服转动模组(14)；所述摄像模组(12)与主控板(11)电性连接，用于生成巡检路段实时的视频流数据；所述主控板(11)利用第一以太网接口将收集的视频流数据经网关单元(3)向上位机(5)转发；所述激光甲烷检测模组(13)与主控板(11)电性连接，用于生成巡检路段实时的甲烷浓度数据；所述主控板(11)利用第一串行接口将收集的甲烷浓度数据经网关单元(3)向上位机(5)转发；所述伺服转动模组(14)与主控板(11)电性连接，用于控制摄像模组(12)和激光甲烷检测模组(13)同步转动进行扫描检测。

3.根据权利要求2所述的一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，其特征在于：所述数据采集云台单元(1)内还包括补光模组(15)，所述补光模组(15)与主控板(11)电性连接，用于在弱光或无光环境下为摄像模组(12)和激光甲烷检测模组(13)提供红外光照明。

4.根据权利要求2所述的一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，其特征在于：所述数据采集云台单元(1)内还包括控温模组(16)，所述控温模组(16)与主控板(11)电性连接，用于将数据采集云台单元(1)的内部温度稳定在设定阈值内。

5.根据权利要求2所述的一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，其特征在于：所述北斗定位单元(2)包括北斗天线模组(21)、GNSS接收模组(22)和通信模组(23)，所述北斗天线模组(21)和通信模组(23)均与GNSS接收模组(22)电性连接；所述北斗天线模组(21)用于接收北斗卫星信号；所述通信模组(23)用于采用无线通信的方式与CORS站连接；所述GNSS接收模组(22)利用第二串行接口将生成的导航地理数据经网关单元(3)向上位机(5)转发。

6.根据权利要求5所述的一种支持车载巡检使用的燃气泄漏巡检终端，其特征在于：所述网关单元(3)包括第一串口转网口模组(31)、第二串口转网口模组(32)和路由器(33)；所述第一串口转网口模组(31)与第一串行接口电性连接，用于将甲烷浓度数据转换为第二以太网接口转发；所述第二串口转网口模组(32)与第二串行接口电性连接，用于将导航地理数据转换为第三以太网接口转发；所述路由器(33)用于利用第一以太网接口、第二以太网接口和第三以太网接口使数据采集云台单元(1)和北斗定位单元(2)处于同一个局域网内与上位机(5)单元进行无线通信。