通过介质压力扰动信号检测燃气管路泄漏的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种燃气管网监测装置及方法，特别是涉及一种通过介质压力扰动信号检测燃气管路泄漏的装置和方法。

背景技术

城市燃气管网中的介质压力扰动信号，本质上是流动信号、波动信号、音频信号、振动信号等在介质绝对压力上的叠加信号，包含的信息量十分巨大，但是采集、剥离与分析难度较大。

对于较大泄漏事件（通常指100m³/h以上的泄漏量），通常情况下会在管网内的介质里激起“负压波”，通过对负压波的传播时差进行分析，就可以定位出泄漏信号源。

对于一般泄漏事件（通常指50m³/h以上、100m³/h以下的泄漏量），因为在泄漏点处存在“活塞效应”，“活塞效应”会激起波动信号，波动信号在沿着管道传播过程中，最终会被整合成一维平面波，通过对信号进行频域分析也可以发现这种泄漏源。

但是，对于较小的泄漏（通常指小于50m³/h的泄漏量），因其激发的波动信号很弱，加上传播过程中的衰减问题，无法通过负压波与频域分析获得泄漏信息，导致存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明针对现有燃气管网中较小的泄漏因其激发的波动信号很弱且传播过程中存在衰减导致无法通过负压波与频域分析获得泄漏信息，进而存在较大安全隐患的技术问题，提供一种通过介质压力扰动信号检测燃气管路泄漏的装置和方法。

为此，本发明提供一种通过介质压力扰动信号检测燃气管路泄漏的装置，其包括中压燃气管路、介质绝压传感器、数据处理模块、通讯模块和云服务器，在所述中压燃气管路内部设置所述介质绝压传感器，所述介质绝压传感器与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块与所述云服务器通过所述通讯模块连接；所述介质绝压传感器用于监测所述中压燃气管路内介质的绝对压力；所述数据处理模块用于处理来自所述介质绝压传感器的采集的压力数据，将压力信号处理成压力扰动信号，并将压力扰动信号处理成能量密度信号；所述通讯模块用于将所述数据处理模块处理后的数据上传到所述云服务器；所述云服务器用于接收信息并对接收到的信息进行融合处理与判断，对能量密度信号进行处理，判断测点周边是否存在异常能量信号，是否需要对测点周边管道进行泄漏排查。

优选的，所述通过介质压力扰动信号检测燃气管路泄漏的装置安装在燃气管网阀门井内，所述介质绝压传感器、数据处理模块、通讯模块一一对应，每间隔一段距离布置一套，在不同阀门井内采集、处理介质的压力数据，将数据通过各自对应的通讯模块上传至所述云服务器，所述云服务器用于对收到的不同测点的信息进行融合与判断，对信号源进行定位，对管网进行安全评估。

本发明同时提供一种通过介质压力扰动信号检测燃气管路泄漏的方法，其包括如下步骤：S1：由数据处理模块将压力信号处理成压力扰动信号；S2：由数据处理模块将压力扰动信号处理成能量密度信号；S3：将所述能量密度信号上传到云服务器，在云服务器上对能量密度信号进行处理，判断测点周边是否存在异常能量信号，是否需要对测点周边管道进行泄漏排查。

优选的，所述步骤S1包括：S1.1：燃气中压管网内的介质绝压传感器以γ赫兹对其所在位置的介质的绝对压力进行采样，设获得的绝对压力信号为P

优选的，所述步骤S2包括：S2.1：获得能量信号：基于压力扰动信号p

S2.2：获得能量密度信号E

优选的，所述步骤S3包括：S3.1：监视24小时的E

优选的，定位异常能量信号源位置的方法为：若相邻点A和B均检测到异常能量信号，设A点的

优选的，所述步骤S2获得能量密度信号后，用于监视介质突发异常能量信号的步骤如下：（1）设任意项的E

优选的，所述步骤S2获得能量密度信号后，用于监视介质突发异常能量信号的步骤如下：（A）设任意项的E

优选的，所述步骤S3中，在云服务器对P

异常能量信号源位置为，从CD中点处向C点偏移L米：

其中：

本发明有益效果是：

（1）本发明通过对介质的压力信号监测获得介质的压力扰动信号，对压力扰动信号的能量密度进行监测，可以及时发现管网上发生的异常能量信号，并通过云服务器对异常能量信号的信号源进行初步定位计算，整体结构简单，能耗低，便于长期在线监测；

(2) 本发明通过安装在管道内的介质绝压传感器进行原始数据的采集，监测指标敏感，通过所建立的数理评估模型，可以实现管网的完备性分析与检测。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种通过介质压力扰动信号检测燃气管路泄漏的装置，其包括中压燃气管路、介质绝压传感器、数据处理模块、通讯模块和云服务器，在所述中压燃气管路内部设置所述介质绝压传感器，所述介质绝压传感器与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块与所述云服务器通过所述通讯模块连接；所述介质绝压传感器用于监测所述中压燃气管路内介质的绝对压力；所述数据处理模块用于处理来自所述介质绝压传感器的采集的压力数据，将压力信号处理成压力扰动信号，并将压力扰动信号处理成能量密度信号；所述通讯模块用于将所述数据处理模块处理后的数据上传到所述云服务器；所述云服务器用于接收信息并对接收到的信息进行融合处理与判断，对能量密度信号进行处理，判断测点周边是否存在异常能量信号，是否需要对测点周边管道进行泄漏排查。

本发明提供的通过介质压力扰动信号检测燃气管路泄漏的装置安装在燃气管网阀门井内，所述介质绝压传感器、数据处理模块、通讯模块一一对应，每间隔一段距离布置一套，在不同阀门井内采集、处理介质的压力数据，将数据通过各自对应的通讯模块上传至所述云服务器，所述云服务器用于对收到的不同测点的信息进行融合与判断，对信号源进行定位，对管网进行安全评估。

实施例2

本发明同时提供一种通过介质压力扰动信号检测燃气管路泄漏的方法，其包括如下步骤：S1：由数据处理模块将压力信号处理成压力扰动信号：S2：由数据处理模块将压力扰动信号处理成能量密度信号：S3：将所述能量密度信号上传到云服务器，在云服务器上对能量密度信号进行处理，判断测点周边是否存在异常能量信号，是否需要对测点周边管道进行泄漏排查。

具体地，步骤S1又包括：S1.1:燃气中压管网内的介质绝压传感器以 10赫兹对其所在位置的介质进行压力采样，设获得绝对压力信号为P

具体地，步骤S2又包括：S2.1：获得能量信号：基于压力扰动信号p

具体地，步骤S3又包括：对于能量密度信号E

S3.1:监视24小时的E

若相邻点A和B均检测到异常能量信号，设A点的

本实施例适用于泄漏量较小的情况（例如，小于50m³/h的泄漏量），其根据每天的E

实施例3

对于能量密度信号E

对于上传的能量密度信号E

本实施例适用于泄漏量极小的情况（例如，小于2m³/h的泄漏量），其根据多天的E

实施例4

实施例2中，所述步骤S2获得能量密度信号后，监视介质的突发异常能量信号方法可以采用下列两种方法之一：

方法一，步骤如下：（1）设任意项的E

方法二，步骤如下：（1）设任意项的E

采用上述两种方法获得的触发时段的P

异常能量信号源位置为，从CD中点处向C点偏移L米：

其中：

本实施例适用于泄漏量较大的情况（例如，大于50m³/h的泄漏量），其可以实时检测管道泄漏情况并确定泄漏位置。

本申请通过对压力扰动信号的能量密度信号的监测，可以发现异常泄漏信号，并通过计算进一步实现泄漏点的初步定位，整体结构简单，能耗低，便于长期在线监测；监测指标敏感，可以快速发现问题，及时处理，很大程度上减少了安全隐患。

利用上述方法与流程，使用诸如p

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。