一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，包括多场源信息采集系统、数据处理与分析系统、监测预警系统，其中多场源信息采集系统包括浓度场采集子系统、温度场采集子系统、地电场采集子系统，浓度场采集子系统采集浓度数据，温度场采集子系统采集温度数据，地电场采集子系统采集地电数据；数据处理与分析系统接收浓度数据、温度数据、地电数据传输到数据处理与分析系统，数据处理与分析系统产生预警信号传输到监测预警系统，使监测预警系统报警。本实用新型专利技术通过构建燃气泄漏采集系统，获取相应的技术参数，预防燃气管道泄漏。

An artificial intelligence detection system for deep buried gas pipeline leakage

【技术实现步骤摘要】
一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统
本技术涉及燃气泄露检测系统领域，具体是一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统。
技术介绍
目前，随着煤炭去产能战略的提出，油气资源在我国国民经济发展中占据比重越来越大。然而油气资源分布的不均匀性导致其利用率较低，往往需要长距离、大范围的运输。管道由于自身的诸多优势已成为油气运输的主要手段。现有的燃气管道一般分为地面架空和地下埋设两种类型。但是由于种种原因，管道泄漏不可避免。其中地面架空管道的泄漏主要是由于管体自身零部件缺陷等导致，其次还有日照、雨水等原因；地下埋设管道泄漏主要是由于外部因素引起，如滑坡、沉降及暗河冲刷等。对于管道泄漏检测国内外相关学者进行了大量研究，主要包括直接检测和间接检测两种。直接检漏法主要利用泄漏物敏感材料制成传感单元布置于管道周边进行检测，当管道发生泄漏时，传感单元与泄漏物相互作用并以压电信号输出，提醒工作人员泄漏事件的发生。该方法精确度很高，但是成本较高、检测连续性有待提高等缺点导致其难以推广；其次还有人工目测巡检法(成本低，效率低)等。间接检漏法是通过监测管道的运行参数，如浓度、压力、流量、温度等反演预估泄漏事件发生的可能性。包括：质量平衡法(成本高，无法准确定位)、负压波检漏法(简单易操作，无法满足小尺度泄漏)、压力梯度法(定位较差)、压力点分析法(定位较差)、统计检漏法(成本低，定位较差)、应力波法(定位较差)等。上述方法受自身条件限制，普遍存在定位难等问题，已无法满足目前智慧管网中燃气管道安全运营管理的需要。综上，现如今缺少一种结构简单、设计合理且使用操作简便、效果好的燃气管道巡检系统，能有效解决现有燃气管道巡检系统存在的泄漏点难以定位、监控片面化、应急救援缓慢、关键信息获取难度高等问题。基于此，本技术主要针对地下埋深管道提出一种深埋燃气管道泄漏人工智能巡检系统及检测方法。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，该系统结构简单、设计合理且使用操作简便，能有效解决现有地下埋深燃气管道巡检系统存在的泄漏点难以定位、监控片面化、应急救援缓慢、关键信息获取难度高等问题。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为：一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，其特征在于：包括多场源信息采集系统、数据处理与分析系统、监测预警系统，所述多场源信息采集系统包括浓度场采集子系统、温度场采集子系统、地电场采集子系统，其中：所述浓度场采集子系统采用激光甲烷检测仪，由激光甲烷检测仪采集燃气管道区域甲烷气体的浓度数据；所述温度场采集子系统采用分布式光纤测温系统，分布式光纤测温系统包括主机、导杆、分布式测温光纤，分布式测温光纤缠绕于导杆上后整体传输到燃气管道区域，分布式测温光纤与主机连接，由分布式测温光纤采集燃气管道区域的温度数据并传输到主机；地电场采集子系统包括多通道采集主机、多道电极传感单元，所述多通道采集主机由集成有程控电极转换器的数字式电阻率仪构成，多道电极传感单元呈环向等间距分布，数字式电阻率仪连接至各个电极传感单元，由电极传感单元采集的信号通过通讯电缆传输到数字式电阻率仪，并由数字式电阻率仪得到电阻率数据；数据处理与分析系统采用远程上位计算机，远程上位计算机通过无线通讯网络分别与激光甲烷检测仪、分布式光纤测温系统的主机、地电场采集子系统的数字式电阻率仪通讯连接，激光甲烷检测仪、分布式光纤测温系统的主机、数字式电阻率仪分别将各自数据通过无线通讯网络传输到远程上位计算机；监测预警系统与数据处理与分析系统的远程上位计算机电连接。所述的一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，其特征在于：激光甲烷检测仪包括信号处理系统、充电单元、供电单元、光源模块、激光发射模块、激光接收模块、光源驱动模块，其中充电单元输入端连接市电，充电单元输出端与供电单元输入端连接，供电单元输出端与光源驱动模块连接，光源驱动模块输出端与光源模块连接，光源模块的出光口通过激光发射模块向燃气管道区域出射激光，燃气管道区域反射的激光入射至激光接收模块，激光接收模块与信号处理系统电连接。所述的一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，其特征在于：温度场采集子系统中，导杆为自动伸缩杆结构。所述的一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，其特征在于：地电场采集子系统中，多道电极传感单元组成的环向半径根据待勘探的燃气管道区域范围设定。所述的一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，其特征在于：所述监测预警系统为显示器和声光报警模块的组合。所述的一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，其特征在于：还包括GPS定位导航系统，GPS定位导航系统与数据处理与分析系统无线通讯连接，由GPS定位导航系统采集燃气管道区域的GPS定位数据并传输到数据处理与分析系统。所述的一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，其特征在于：所述多场源信息采集系统、GPS定位导航系统与数据处理与分析系统之间通过4G网络组建无线局域网，实现无线通讯连接。与现有技术相比，本技术优点为：1、本技术采用三种物理数据即浓度、温度和地电数据，能够实现对深埋燃气管道泄露源的全面综合测试，较以往单一浓度场等测试方法相比更加准确，可大大提高异常泄漏区的检测精度。2、本技术采用4G网络和无线局域网相结合的方式，使得信息传输更加快速便捷，有效提高了应急指挥速度，大大缩短抢险时间。3、本技术系统内部自带GPS定位导航，可对巡检人员工作路径进行实时追踪，以便达到发现泄露源的同时即可瞬间对其精准定位的效果。4、本技术系统中浓度测试改变以往接触式检测手段，引进先进激光测试技术，其适用环境更加宽广，检测工作效率显著提高；温度测试采用分布式温度传感光纤，其兼具传感传输功能且较适用于恶劣环境，存活性较常规传感器大大提高；地电测试系统改变以往直线式排列系统，更改为环向可变径测试系统，使用更加方便、快捷。附图说明图1是本技术系统原理框图。图2是本技术浓度场采集子系统原理图。图3是本技术温度场采集子系统原理图。图4是本技术地电场采集子系统原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。如图1所示，一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，包括多场源信息采集系统、数据处理与分析系统、监测预警系统，多场源信息采集系统包括浓度场采集子系统、温度场采集子系统、地电场采集子系统，其中：如图2所示，浓度场采集子系统采用激光甲烷检测仪，由激光甲烷检测仪采集燃气管道区域甲烷气体的浓度数据；激光甲烷检测仪包括信号处理系统3，充电单元1-1和供电单元1-2构成的电源系统3，光源模块2-1、激光发射模块2-3、激光接收模块2-4、光源驱动模块2-2构成的探测系统2，其中充电单元1-1输入端连接市电，充电单元1-1输出端与供电单元1-2输入端连接，供电单元1-2输出端与光源驱动模块2-2连接，光源驱动模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，其特征在于：包括多场源信息采集系统、数据处理与分析系统、监测预警系统，所述多场源信息采集系统包括浓度场采集子系统、温度场采集子系统、地电场采集子系统，其中：/n所述浓度场采集子系统采用激光甲烷检测仪，由激光甲烷检测仪采集燃气管道区域甲烷气体的浓度数据；/n所述温度场采集子系统采用分布式光纤测温系统，分布式光纤测温系统包括主机、导杆、分布式测温光纤，分布式测温光纤缠绕于导杆上后整体传输到燃气管道区域，分布式测温光纤与主机连接，由分布式测温光纤采集燃气管道区域的温度数据并传输到主机；/n地电场采集子系统包括多通道采集主机、多道电极传感单元，所述多通道采集主机由集成有程控电极转换器的数字式电阻率仪构成，多道电极传感单元呈环向等间距分布，数字式电阻率仪连接至各个电极传感单元，由电极传感单元采集的信号通过通讯电缆传输到数字式电阻率仪，并由数字式电阻率仪得到电阻率数据；/n数据处理与分析系统采用远程上位计算机，远程上位计算机通过无线通讯网络分别与激光甲烷检测仪、分布式光纤测温系统的主机、地电场采集子系统的数字式电阻率仪通讯连接，激光甲烷检测仪、分布式光纤测温系统的主机、数字式电阻率仪分别将各自数据通过无线通讯网络传输到远程上位计算机；/n监测预警系统与数据处理与分析系统的远程上位计算机连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，其特征在于：包括多场源信息采集系统、数据处理与分析系统、监测预警系统，所述多场源信息采集系统包括浓度场采集子系统、温度场采集子系统、地电场采集子系统，其中：
所述浓度场采集子系统采用激光甲烷检测仪，由激光甲烷检测仪采集燃气管道区域甲烷气体的浓度数据；
所述温度场采集子系统采用分布式光纤测温系统，分布式光纤测温系统包括主机、导杆、分布式测温光纤，分布式测温光纤缠绕于导杆上后整体传输到燃气管道区域，分布式测温光纤与主机连接，由分布式测温光纤采集燃气管道区域的温度数据并传输到主机；
地电场采集子系统包括多通道采集主机、多道电极传感单元，所述多通道采集主机由集成有程控电极转换器的数字式电阻率仪构成，多道电极传感单元呈环向等间距分布，数字式电阻率仪连接至各个电极传感单元，由电极传感单元采集的信号通过通讯电缆传输到数字式电阻率仪，并由数字式电阻率仪得到电阻率数据；
数据处理与分析系统采用远程上位计算机，远程上位计算机通过无线通讯网络分别与激光甲烷检测仪、分布式光纤测温系统的主机、地电场采集子系统的数字式电阻率仪通讯连接，激光甲烷检测仪、分布式光纤测温系统的主机、数字式电阻率仪分别将各自数据通过无线通讯网络传输到远程上位计算机；
监测预警系统与数据处理与分析系统的远程上位计算机连接。


2.根据权利要求1所述的一种深埋燃气管道泄漏人工智能检测系统，其特征在于：激光甲烷检测仪包括信号处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙斌杨，张平松，袁宏永，薛生，郭立全，付明，胡雄武，
申请(专利权)人：安徽理工大学，清华大学合肥公共安全研究院，
类型：新型
国别省市：安徽;34