一种地下有限空间燃气设备甲烷泄漏探测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种地下有限空间燃气设备甲烷泄漏探测方法和装置。所述方法包括以下步骤：读取激光检测装置从激光回波信号中解调出的激光频率调制信号的二次谐波信号；基于所述二次谐波信号计算甲烷浓度；如果所述甲烷浓度超过设定的阈值，则判定发生了天然气泄漏。本发明专利技术基于激光频率调制信号的二次谐波信号计算甲烷浓度，由于偶次谐波信号的峰值正好位于甲烷吸收谱线的中心，因此本发明专利技术相对现有技术直接基于激光回波信号计算甲烷浓度，可提高甲烷浓度的计算精度，从而提高甲烷泄漏检测的精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种地下有限空间燃气设备甲烷泄漏探测方法和装置


[0001]本专利技术属于天然气泄漏监测
，具体涉及一种地下有限空间燃气设备甲烷泄漏探测方法和装置。

技术介绍

[0002]天然气作为城市的重要能源来源，已广泛应用于城市居民的供电、供热、炊事等方面。燃气管道遍布整个城市的地下，犹如城市的大动脉，成为国民经济发展和人民生活保障的资源和能源，具有城市生命线的重要地位。城市燃气安全运行关系到城市及社会的发展，供气安全管理的任务日趋繁重。城镇燃气管道面临来自多方面的风险，主要包括腐蚀、施工破坏和人为破坏等外部影响、焊口开裂等质量问题、地质灾害等。由于天然气是可燃气体，天然气泄漏有燃烧和爆炸的危险，在天然气设备发生泄漏后的及时发现和迅速处置对保障人民生命财产安全具有重大意义。
[0003]天然气的主要成份是甲烷，天然气泄漏检测主要基于空气中甲烷浓度的监测实现。目前，天然气泄漏检测仍以传统人工定期巡检方式为主，检测手段主要包括人耳辨别泄漏点声音、喷洒肥皂水和便携式甲烷检测仪等。现有的便携式甲烷现场检测装备主要是催化燃烧式传感器，其是一种消耗型甲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下有限空间燃气设备甲烷泄漏探测方法，其特征在于，包括以下步骤：读取激光检测装置从激光回波信号中解调出的激光频率调制信号的二次谐波信号；基于所述二次谐波信号计算甲烷浓度；如果所述甲烷浓度超过设定的阈值，则判定发生了天然气泄漏。2.根据权利要求1所述的地下有限空间燃气设备甲烷泄漏探测方法，其特征在于，激光检测装置包括：控制器，与控制器相连的收发信号处理器，与收发信号处理器相连的激光驱动器和回波前置放大器，与激光驱动器相连的激光发射器，与回波前置放大器相连的激光接收器；所述收发信号处理器从激光回波信号中解调出所述二次谐波信号并送至控制器。3.根据权利要求2所述的地下有限空间燃气设备甲烷泄漏探测方法，其特征在于，从激光回波信号中解调出所述二次谐波信号的方法包括：从激光回波信号中解调出频率调制信号；将一个采样周期内的频率调制信号等分成多个小段信号；分别对每个小段信号进行快速傅里叶变换，得到每个小段信号的频谱信号；将每个小段信号的二次谐波的幅度值连接在一起，得到一个采样周期内二次谐波的频谱信号。4.根据权利要求3所述的地下有限空间燃气设备甲烷泄漏探测方法，其特征在于，基于所述二次谐波信号计算甲烷浓度的方法包括：利用标准的甲烷浓度测量仪，测量与激光检测装置相距单位距离的甲烷浓度y
i
和二次谐波的峰值均值x
i
，i＝1,2,
…
,N，N为测量次数；建立以下二次拟合模型：y＝ax2+bx+c式中，x为二次谐波的峰值均值，y为甲烷浓度，a、b、c分别为二次项系数、一次项系数和常数项；利用(x
i
，y
i
)对所述二次拟合模型进行训练，确定a、b、c；将测得的与激光检测装置相距单位距离的检测点处的二次谐波的峰值均值，代入训练好的二次拟合模型，得到检测测点处的甲烷浓度。5.根据权利要求4所述的地下有限空间燃气设备甲烷泄漏探测方法，其特征在于，如果二次谐波的频谱信号满足以下条件，根据所述二次拟合模型计算甲烷浓度的值；否则，甲烷浓度的值为0；所述条件为：0.42<W
L
/W<0.580.42<W
R
/W<0.580.75<H
L
/H
R
<1.33式中，W
L
、W
R
分别为二次谐波频谱信号的极大值点与其左边相邻的极小值点和右边相邻的极小值点对应的频率差，W＝W
L
+W
R
，H
L
、H
R
分别为二次谐波频谱信号的极大值点与其左边相邻的极小值点和右边相邻的极小值点的幅度差。6.一种地下有限空间燃气设备甲烷泄漏探测装...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑶，谭松玲，陈涛涛，李伟，陈飞，
申请(专利权)人：北京市燃气集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：