一种燃气管道泄露检测方法和装置

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种燃气管道泄露检测方法和装置。

背景技术

燃气泄漏一般都是由于管道腐蚀损坏所致，如果阀门井内有大量积水，燃气管道常年泡在积水中更容易引起燃气管道的腐蚀和泄漏。因此急需在燃气阀门井中安装监测设备，实时监测地下燃气管道有无燃气泄漏发生，同时监测井内有无积水浸泡。目前常用的燃气泄漏监测手段主要是加装催化燃烧式和泵吸式激光监测设备去监测燃气是否有泄漏，目前的监测设备都只能待泄漏的燃气飘散到设备附近时才能有效监测并报警，而这类监测设备一般是安装在阀门井井口位置，便于向外界发送报警信息，因此从燃气泄漏发生到设备检测到并报警存在一个时间差，一旦该时间段内有人下井维护，将会带来生命危险。

发明内容

本申请实施例提供一种燃气管道泄露检测方法和装置，实现井内一旦有燃气泄漏出现，即可实时检测到燃气浓度并报警，将燃气事故控制在萌芽状态。同时可以监测井内积水情况，进一步排除引起燃气管道腐蚀的关键因素，确保燃气管道安全。

第一方面，本申请实施例提出一种燃气管道泄露检测方法，包含以下步骤：

向阀门井底部发射两个激光束，检测返回激光强度；

根据返回的激光强度计算井内燃气浓度，其中，根据第一激光束返回值计算得到的第一浓度值C1、根据第二激光束返回值计算得到的第二浓度值C2都在设定范围内，则确定燃气泄露、发出泄露报警；

所述设定范围在下限值和上限值之间，所述上限值高于阀门井中间位置燃气浓度值C，所述下限值低于阀门井中间位置燃气浓度值C。

优选地，所述阀门井中间位置燃气浓度值为：

其中ERF[]为误差函数，d为泄漏孔直径，P为管道压力，Z＝H/2，H为阀门井高度，D

优选地，所述根据返回的激光强度计算井内燃气浓度的步骤，是根据lambert-beer定律，在洛伦兹归一化函数代入下计算得出。

优选地，所述泄露报警的触发条件还包含：两个激光束测量的燃气浓度值的相关系数R

在本申请第一方面的任意一个实施例中，所述阀门井高度为激光测量值。

在本申请第一方面任意一个实施例中，还包含以下步骤：根据返回的激光强度计算阀门井高度的激光测量值，其中，根据第一激光束返回值计算得到的第一高度值H1、根据第二激光束返回值计算得到的第二高度值H2都在设定范围内，则确定井内积水、发出井内积水报警。所述设定范围，是以低于阀门井实际高度值的上限值确定的。

优选地，所述积水报警的触发条件还包含：两个激光束测量的阀门井高度的激光测量值的相关系数R

第二方面，本申请实施例提出一种燃气管道泄露检测装置，用于实现本申请第一方面任意一项实施例所述方法，包含第一激光探测模块、第二激光探测模块、主控模块、报警模块；

所述第一激光探测模块用于发射第一激光束、接收第一激光束的反射光；

所述第二激光探测模块用于发射第二激光束、接收第二激光束的反射光；

所述主控模块，用于接收反射光的强度信息，通过计算确定燃气泄漏或井内积水事件；

所述报警模块，用于发出所述燃气泄漏告警或井内积水告警信息。

第三方面，本申请还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请第一方面任一实施例所述的方法。

第四方面，本申请还提出一种电子设备(或计算设备)，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一实施例所述的方法。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

采用双激光束原理监测阀门井内燃气泄漏，可以在燃气泄露的初始阶段即可检测到，从根源上防止燃气事故发生。

设备在检测燃气泄露的同时可以监测燃气井内有无积水存在，提醒工作人员及时对阀门井的积水进行处理，防止积水对燃气管道浸泡腐蚀，引发燃气泄漏，直接对引起燃气泄露的关键因素进行监测，

燃气检测和液位检测均采用双激光探头进行，进一步排除了误报，提升了报警准确率。

本设备自带报警模块，一旦发生燃气泄漏，可在阀门井本地直接发出报警信号，提醒人员远离此位置，保护人民的生命财产安全。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请装置的实施例示意图；

图2为本申请方法的实施例流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请实施例提出一种燃气管道泄露检测方法，包含以下步骤：

步骤101、向阀门井底部发射两个激光束，检测返回激光强度；

步骤102、根据返回的激光强度计算井内燃气浓度，其中，根据第一激光束返回值计算得到的第一浓度值C1、根据第二激光束返回值计算得到的第二浓度值C2。

优选地，所述根据返回的激光强度计算井内燃气浓度的步骤，是根据lambert-beer定律，在洛伦兹归一化函数代入下计算得出。

步骤103、根据返回的激光强度计算阀门井高度的激光测量值，其中，根据第一激光束返回值计算得到的第一高度值H1、根据第二激光束返回值计算得到的第二高度值H2。

步骤104、燃气浓度告警条件分析

如果C1、C2都在设定范围内，则确定燃气泄露、发出泄露报警。所述设定范围在下限值和上限值之间，所述上限值高于阀门井中间位置燃气浓度值C(例如1.5C)，所述下限值低于阀门井中间位置燃气浓度值C(例如0.7C)。

优选地，所述阀门井中间位置燃气浓度值为：

其中C

C

ERF[]为误差函数，d为泄漏孔直径，P为管道压力，Z为阀门井高度的1/2＝H/2，H为阀门井高度，D

优选地，所述直径d根据燃气管道泄漏实际情况统计，一般取20mm。

优选地，所述泄露报警的触发条件还包含：两个激光束测量的燃气浓度值的相关系数R

相关系数计算为：R

在本申请第一方面的任意一个实施例中，所述阀门井高度可以为实际高度值，最佳地，还可以为激光测量值。

步骤105、井内积水告警条件分析

如果H1、H2都在设定范围内，则确定井内积水、发出井内积水报警。所述设定范围，是以低于阀门井实际高度值的上限值(例如0.9H，此处H为阀门井实际高度值)确定的。

优选地，所述积水报警的触发条件还包含：两个激光束测量的阀门井高度的激光测量值的相关系数R

相关系数计算为：R

如图1所示，本申请实施例还提出一种燃气管道泄露检测装置，用于实现本申请第一方面任意一项实施例所述方法，包含主控模块1、第一激光探测模块2、第二激光探测模块3、报警模块。所述第一激光探测模块用于发射第一激光束、接收第一激光束的反射光。所述第二激光探测模块用于发射第二激光束、接收第二激光束的反射光。所述主控模块，用于接收反射光的强度信息，通过计算确定燃气泄漏或井内积水事件。所述报警模块，用于发出所述燃气泄漏告警或井内积水告警信息。

本申请中装置的实施例，进一步还包含存储模块4、通信模块5、电池模块。

在使用状态下，所述第一激光探测模块发出第一激光束，并经阀门井反射后，接收第一激光束的反射光。所述第二激光探测器模块发出第二激光束，并经阀门井反射后，接收第二激光束的反射光。

所述存储模块用来存储设备的配置信息和计算结果信息。

所述通信模块实现无线通信功能，接收上位机的配置指令，同时将监测结果上传到上位机。

所述主控模块用来接收第一激光器和第二激光器的探测结果，并经过泄漏检测算法和液位检测算法运算后，给出是否有燃气泄漏以及阀门井内是否有废水积存，然后将结果存储到存储模块，同时通过通信模块将结果上报到上位机。

如步骤102、104，所述泄漏检测算法具体为首先根据第一激光束和第二激光束2返回来的激光强度，依据lambert-beer定律，在洛伦兹归一化函数代入下计算出井内燃气浓度C1(依据第一激光束的返回值计算得到)和C2(依据第二激光束的返回值计算得到)，进而，判断C1和C2是否在下限值0.8C～上限值1.2C范围内，若C1和C2均在此范围内，以及，计算R

如步骤103、105，所述液位检测算法为通过两个激光束去测量阀门井高度H1和H2，当两个激光束测量的阀门井高度H1和H2均小于0.9H且R

所述报警模块为具备声、光、电报警功能的模块，当检测到燃气泄漏时，该模块可以发出声音和灯光警示，警示周围人员此处发生燃气泄漏，请迅速疏散远离。

如图2所示，本发明提供了一种燃气泄漏检测的方法，使用图1所述装置，具体步骤如下：

步骤201、第一激光器和第二激光器向阀门井底部发出探测激光束，并接收各自返回的激光束，然后转入步骤202。

步骤202、主控模块根据激光束返回的信息首先判断C1和C2的数值大小，基于泄漏检测算法判断有无燃气泄漏，如有泄漏则向上位机发送燃气泄漏报警信息，同时控制声光电模块进行现场报警，然后进入步骤203，如无燃气泄漏则直接转入步骤203。

步骤203、主控模块根据激光束返回的信息，计算测量的阀门井高度H1和H2，根据液位监测算法，判断阀门井内有无液位存在，如有液位存在，则向上位机发送提示信息，同时转入步骤201，若无液位存在则直接转入步骤201。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。