一种天然气管网泄漏监测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种天然气管网泄漏监测系统及检测方法，该系统包括至少两组第一音波传感器组件，至少两组所述传感器组件均位于天然气管网的主管道上，所述第一音波传感器组件包括呈一定间距设置的两个音波传感器；第二音波传感器组件，所述第二音波传感器组件位于天然气网的主管道与支线管道周围；所述第二音波传感器组件包括三个音波传感器。该系统通过多传感器联合的方式来判断信号的方向，同时通过多传感器的信号处理来屏蔽由于首末端或支线引起的干扰，再通过相关的信号处理，实现城市天然气管道泄漏的精确定位。适用于城市天然气管网的管道泄漏监测，将可以为城市天然气管网的安全生产保驾护航。

A Leakage Monitoring System and Detection Method for Natural Gas Pipeline Network

【技术实现步骤摘要】
一种天然气管网泄漏监测系统及检测方法
本专利技术涉及管道泄漏监测
，特别是涉及一种天然气管网泄漏监测系统及检测方法。
技术介绍
适用于城市天然气管网的多音波传感器的管道泄漏监测系统。我国城市天然气管网近10年来处于快速增长期，特别是西气东输一线、二线、三线的建设，使沿线城市都使用上了天然气，城市天然气管网的建设也越来越密集，目前全国大多数城市都已经使用上了管输的天然气，随着我国城市建设的进一步加快，天然气作为一种清洁能源，在我国城市能源消费领域的比重越来越大，而城市燃气管网的安全问题也越来越严重，随时面临由于燃气管道泄漏带来的爆炸和财产损失和人员伤亡。
技术实现思路
本专利技术提供了一种天然气管网泄漏监测系统及检测方法。本专利技术提供了如下方案：一种天然气管网泄漏监测系统，包括：至少两组第一音波传感器组件，至少两组所述传感器组件均位于天然气管网的主管道上，所述第一音波传感器组件包括呈一定间距设置的两个音波传感器；第二音波传感器组件，所述第二音波传感器组件位于天然气网的主管道与支线管道周围；所述第二音波传感器组件包括三个音波传感器，其中两个音波传感器分别位于天然气网的主管道上且分布于支线管道两侧，另一音波传感器位于所述支线管道上，三个音波传感器中相邻两个之间的间距相等且与所述第一音波传感器组件中两个音波传感器之间的间距相等；其中，各传感器组件分别与独立的音波泄漏监测系统基站可通信相连；各音波泄漏监测系统基站分别与云数据处理平台相连。优选地：各传感器组件各自包含的各个所述音波传感器分别通过独立的音波信号调理模块以及音波信号数据通讯模块实现与所述音波泄漏监测系统基站可通信相连。优选地：所述音波泄漏监测系统基站包括相互电连接的多路音波信号处理模块以及音波信号储存远传终端；所述音波信号数据通讯模块与所述多路音波信号处理模块相连。优选地：所述多路音波信号处理模块连接有GPS模块。优选地：所述云数据处理平台连接有企业信号处理数据库储存服务器，所述企业信号处理数据库储存服务器连接有多个报警显示终端。优选地：还包括设置于所述天然气管网的主管道和/天然气管网的支线管道上的压力传感器以及流量传感器，所述压力传感器以及所述流量传感器分别与所述云数据处理平台可通信相连。一种所述天然气管网泄漏监测系统的检测方法，所述方法包括：分别获取各传感器组件包含的各音波传感器获取到信号的时间，确定获取到信号时间最早的第一音波传感器；确定所述第一音波传感器所在的第一音波传感器组件以及所述第一音波传感器位于所述第一音波传感器组件内的方位；根据确定的所述第一音波传感器位于所述第一音波传感器组件内的方位确定信号来源管段，所述信号来源管段为所述第一管传感器与所述第一音波传感器组件内相邻第二音波传感器连线平行且位于所述第一音波传感器与所述第二音波传感器相对一侧的外侧的管段；判断第二音波传感器在第一时刻时的音波类型与所述第一音波传感器相对所述第一时刻延时第一时间后的音波类型是否相同，根据音波类型判断结果确定信号来源类型；所述第一时间为所述第一音波传感器与第二音波传感器之间的间距除以声音在管道中的理论传输速度。优选地：所述第一传感器组件为两组，所述第二传感器组件位于两组所述第一传感器组件之间；所述第一音波传感器位于所述主管道的首端的第一传感器组件内，所述第一音波传感器位于靠近所述主管道的首端一侧，所述第二音波传感器在第一时刻时的音波类型与所述第一音波传感器相对所述第一时刻延时第一时间后的音波类型相同，则所述信号来源类型为上游启闭、开阀信号；所述第一音波传感器位于所述主管道的末端的第一传感器组件内，所述第一音波传感器位于靠近所述主管道的末端一侧，所述第二音波传感器在第一时刻时的音波类型与所述第一音波传感器相对所述第一时刻延时第一时间后的音波类型相同，则所述信号来源类型为下游启闭、开阀信号；所述第一音波传感器位于所述第二传感器组件内，所述第一音波传感器位于所述支线管道上，所述第二音波传感器在第一时刻时的音波类型与所述第一音波传感器相对所述第一时刻延时第一时间后的音波类型相同，则所述信号来源类型为支线管道的启闭、开阀信号。优选地：所述第一音波传感器位于所述主管道的首端的第一传感器组件内，所述第二音波传感器在第一时刻时的音波类型与所述第一音波传感器相对所述第一时刻延时第一时间后的音波类型不同，则所述信号来源类型为位于所述主管道的首端的第一传感器组件以及所述第二传感器组件之间的主管道上的泄漏信号；所述第一音波传感器位于所述主管道的末端的第一传感器组件内，所述第一音波传感器位于远离所述主管道的末端一侧，所述第二音波传感器在第一时刻时的音波类型与所述第一音波传感器相对所述第一时刻延时第一时间后的音波类型不同，则所述信号来源类型为位于所述主管道的末端的第一传感器组件以及所述第二传感器组件之间的主管道上的泄漏信号；所述第一音波传感器位于所述第二传感器组件内，所述第一音波传感器位于所述支线管道上，所述第二音波传感器在第一时刻时的音波类型与所述第一音波传感器相对所述第一时刻延时第一时间后的音波类型不同，则所述信号来源类型为支线管道的泄漏信号。优选地：通过以下公式计算泄漏点距离支线管道的距离x；式中：Δt为所述第一音波传感器接获取到信号的时间与所述第二传感器组件中与所述第一音波传感器相邻的传感器获取到信号的时间的差，L为支线管道到主管道首端/末端的长度，v1为泄漏音波信号向下游传送的实际速度，v2为泄漏音波信号向上游传送的实际速度。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：通过本专利技术，可以实现一种天然气管网泄漏监测系统及检测方法，在一种实现方式下，该系统可以包括至少两组第一音波传感器组件，至少两组所述传感器组件均位于天然气管网的主管道上，所述第一音波传感器组件包括呈一定间距设置的两个音波传感器；第二音波传感器组件，所述第二音波传感器组件位于天然气网的主管道与支线管道周围；所述第二音波传感器组件包括三个音波传感器，其中两个音波传感器分别位于天然气网的主管道上且分布于支线管道两侧，另一音波传感器位于所述支线管道上，三个音波传感器中相邻两个之间的间距相等且与所述第一音波传感器组件中两个音波传感器之间的间距相等；其中，各传感器组件分别与独立的音波泄漏监测系统基站可通信相连；各音波泄漏监测系统基站分别与云数据处理平台相连。该系统通过多传感器联合的方式来判断信号的方向，同时通过多传感器的信号处理来屏蔽由于首末端或支线引起的干扰，再通过相关的信号处理，实现城市天然气管道泄漏的精确定位。适用于城市天然气管网的管道泄漏监测，将可以为城市天然气管网的安全生产保驾护航。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种天然气管网泄漏监测系统的连接框图；图2是本专利技术实施例提供的一种天然气管网泄漏监测系统的检测方法的工作原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气管网泄漏监测系统，其特征在于，包括：至少两组第一音波传感器组件，至少两组所述传感器组件均位于天然气管网的主管道上，所述第一音波传感器组件包括呈一定间距设置的两个音波传感器；第二音波传感器组件，所述第二音波传感器组件位于天然气网的主管道与支线管道周围；所述第二音波传感器组件包括三个音波传感器，其中两个音波传感器分别位于天然气网的主管道上且分布于支线管道两侧，另一音波传感器位于所述支线管道上，三个音波传感器中相邻两个之间的间距相等且与所述第一音波传感器组件中两个音波传感器之间的间距相等；其中，各传感器组件分别与独立的音波泄漏监测系统基站可通信相连；各音波泄漏监测系统基站分别与云数据处理平台相连。

【技术特征摘要】
1.一种天然气管网泄漏监测系统，其特征在于，包括：至少两组第一音波传感器组件，至少两组所述传感器组件均位于天然气管网的主管道上，所述第一音波传感器组件包括呈一定间距设置的两个音波传感器；第二音波传感器组件，所述第二音波传感器组件位于天然气网的主管道与支线管道周围；所述第二音波传感器组件包括三个音波传感器，其中两个音波传感器分别位于天然气网的主管道上且分布于支线管道两侧，另一音波传感器位于所述支线管道上，三个音波传感器中相邻两个之间的间距相等且与所述第一音波传感器组件中两个音波传感器之间的间距相等；其中，各传感器组件分别与独立的音波泄漏监测系统基站可通信相连；各音波泄漏监测系统基站分别与云数据处理平台相连。2.根据权利要求1所述的天然气管网泄漏监测系统，其特征在于，各传感器组件各自包含的各个所述音波传感器分别通过独立的音波信号调理模块以及音波信号数据通讯模块实现与所述音波泄漏监测系统基站可通信相连。3.根据权利要求2所述的天然气管网泄漏监测系统，其特征在于，所述音波泄漏监测系统基站包括相互电连接的多路音波信号处理模块以及音波信号储存远传终端；所述音波信号数据通讯模块与所述多路音波信号处理模块相连。4.根据权利要求3所述的天然气管网泄漏监测系统，其特征在于，所述多路音波信号处理模块连接有GPS模块。5.根据权利要求1所述的天然气管网泄漏监测系统，其特征在于，所述云数据处理平台连接有企业信号处理数据库储存服务器，所述企业信号处理数据库储存服务器连接有多个报警显示终端。6.根据权利要求1所述的天然气管网泄漏监测系统，其特征在于，还包括设置于所述天然气管网的主管道和/天然气管网的支线管道上的压力传感器以及流量传感器，所述压力传感器以及所述流量传感器分别与所述云数据处理平台可通信相连。7.一种权利要求1-6任意一项所述天然气管网泄漏监测系统的检测方法，其特征在于，所述方法包括：分别获取各传感器组件包含的各音波传感器获取到信号的时间，确定获取到信号时间最早的第一音波传感器；确定所述第一音波传感器所在的第一音波传感器组件以及所述第一音波传感器位于所述第一音波传感器组件内的方位；根据确定的所述第一音波传感器位于所述第一音波传感器组件内的方位确定信号来源管段，所述信号来源管段为所述第一管传感器与所述第一音波传感器组件内相邻第二音波传感器连线平行且位于所述第一音波传感器与所述第二音波传感器相对一侧的外侧的管段；判断第二音波传感器在第一时刻时的音波类型与所述第一音波传感器相对所述第一时刻延时第一时间后的音波类型是否相同，根据音波类型判断结果确定信号来源类型；所述第一时间为所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟宏达，
申请(专利权)人：北京中计新业科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11