闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统及方法，解决需要人员深入闸井进行作业的技术问题。系统包括：数据交互设备，用于形成人机交互界面，根据输入指令形成遥测组件探测状态的控制数据，显示遥测组件形成的同步采集数据；擒纵机构，用于受控形成吸合动作带动牵引连杆进行竖直方向的相对运动；牵引连杆，用于形成竖直支撑结构固定遥测组件；遥测组件，用于承载传感器，受控形成传感器探测方向在水平周向和竖直周向上的调整，对采集信号进行预处理形成同步采集数据。可以完全替代日常闸井巡检人工下井作业，通过将本发明专利技术遥测系统与巡检车量搭载结合，能够节省人力成本，提高工作效率，消除下井作业带来的主要安全隐患。的主要安全隐患。的主要安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统及方法


[0001]本专利技术涉及机电控制
，具体涉及一种闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统及方法。

技术介绍

[0002]城市天然气管网的高效运行是保证城市天然气输送的关键，安全运行与否直接关系到城市的公共安全。随着输气管道设备的老化以及机械撞击、自然灾害、第三方活动等客观因素的发生会造成管路上法兰、阀门、泵的密封圈以及管线出现缺陷，形成小孔或裂缝而引起泄漏事故，一旦发生天然气泄漏极易引发如火灾、爆炸、污染、中毒等多种次生灾害，对人身安全和社会经济构成严重危害隐患。闸井天然气管道泄漏检测是城市天然气管网输配安全监测的重要工作之一，目前仍以传统人工定期巡检方式为主。这种闸井天然气管道甲烷泄漏人工检测存在众多问题：有限空间作业安全性低，易燃易爆物质积聚或氧含量不足对巡检人员安全作业存在巨大隐患；闸井巡检工作频次高，流程复杂，且需携带大量工作器具、个人防护用品与应急装备，导致人工巡检劳动强度大、效率低下；有限空间作业流程复杂，效率低下；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，其是一种消耗型甲烷检测仪器，寿命短，响应慢，需要频繁校准，对周界环境湿度、温度、压力变化以及干扰气体抗干扰能力差，直接接触式测量方式也受区域障碍条件所限，并且主要通过人工记录方式进行数据统计，很容易出现计数不准，甚至漏检、漏报的现象。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，本专利技术实施例提供一种闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统及方法，解决需要人员深入闸井进行作业的技术问题。
[0004]本专利技术实施例的闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统，包括：
[0005]数据交互设备，用于形成人机交互界面，根据输入指令形成遥测组件探测状态的控制数据，显示遥测组件形成的同步采集数据；
[0006]擒纵机构，用于受控形成吸合动作带动牵引连杆进行竖直方向的相对运动；
[0007]牵引连杆，用于形成竖直支撑结构固定遥测组件，并形成数据交互设备与遥测组件间的信号传递通道；
[0008]遥测组件，用于承载传感器和辅助设备，受控形成传感器探测方向在水平周向和竖直周向上的调整，对采集信号进行预处理形成同步采集数据。
[0009]本专利技术实施例的闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测方法，利用上述的闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统，包括：
[0010]初始化数据交互设备，形成电机控制信号控制各电机自检和形成遥测组件初始姿态，形成两路保护控制信号分别控制上层环形夹持结构和下层环形夹持结构同时夹持牵引连杆；
[0011]数据交互设备根据人机交互指令形成以下降入控制信号序列：
[0012]下层环形夹持结构取消磁吸夹持牵引连杆
‑
环形电磁铁得电磁吸滚珠丝杠上的环形软铁板带动下层环形夹持结构上行到位
‑
下层环形夹持结构磁吸夹持牵引连杆
‑
上层环形夹持结构取消磁吸夹持牵引连杆
‑
环形电磁铁失电
‑
下层环形夹持结构因重力下滑到位
‑
上层环形夹持结构磁吸夹持牵引连杆；
[0013]重复擒纵控制信号序列控制牵引连杆降入闸井；
[0014]当遥测组件下降到位时保持上层环形夹持结构和下层环形夹持结构共同磁吸夹持牵引连杆；
[0015]数据交互设备根据人机交互指令形成姿态控制信号控制水平周向电机和竖直周向电机调整传感器采集方向。
[0016]本专利技术实施例的闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统及方法不仅能够提高甲烷泄漏检测灵敏度和漏点定位准确性，还可以完全替代日常闸井巡检人工下井作业，通过将本专利技术遥测系统与巡检车量搭载结合，能够节省人力成本，提高工作效率，消除下井作业带来的主要安全隐患。
附图说明
[0017]图1所示为本专利技术一实施例闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统的架构示意图。
[0018]图2所示为本专利技术一实施例闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统的遥测组件的结构示意图。
[0019]图3所示为本专利技术一实施例闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统的牵引连杆的俯视结构示意图。
[0020]图4所示为本专利技术一实施例闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统的擒纵机构的侧视结构示意图。
[0021]图5所示为本专利技术一实施例闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统中上层环形夹持结构的俯视(A
‑
A方向)结构示意图。
[0022]图6所示为本专利技术一实施例闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统中轴向滑动组件的侧视剖视示意图。
[0023]图7所示为本专利技术一实施例闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统中下层环形夹持结构的俯视(B
‑
B方向)结构示意图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术一实施例闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统的架构如图1所示。在图1中，本实施例包括：
[0026]数据交互设备100，用于形成人机交互界面，根据输入指令形成遥测组件探测状态的控制数据，显示遥测组件形成的同步采集数据。
[0027]本领域技术人员可以理解，数据交互设备的硬件基础包括处理器、显示器和输入设备，处理器可以采用DSP(Digital Signal Processor)数字信号处理器、FPGA(Field
‑
Programmable Gate Array)现场可编程门阵列、MCU(Microcontroller Unit)系统板、SoC(system on a chip)系统板或包括I/O的PLC(Programmable Logic Controller)最小系统。显示器可以是触摸屏幕。遥测组件探测状态包括但不限于遥测组件搭载的传感器在不同高度和方位的姿态，以及搭载传感器和辅助设备的协同同步运行状态。形成控制数据或格式化显示同步采集数据的过程由预置的数据处理模型完成。
[0028]擒纵机构200，用于受控形成吸合动作带动牵引连杆进行竖直方向的相对运动。
[0029]吸合动作包括对牵引连杆的夹持开合和在夹持开合基础上形成的牵引连杆挪动。吸合动作通过对应的机电结构接收机电控制数据形成。
[0030]牵引连杆300，用于形成竖直支撑结构固定遥测组件，并形成数据交互设备与遥测组件间的信号传递通道。
[0031]牵引连杆通过若干定制杆件串联固连形成，可以根据作业深度调整牵引连杆整体长度。也可以采用定长一体杆体。本领域技术人员可以理解，牵引连杆采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统，其特征在于，包括：数据交互设备，用于形成人机交互界面，根据输入指令形成遥测组件探测状态的控制数据，显示遥测组件形成的同步采集数据；擒纵机构，用于受控形成吸合动作带动牵引连杆进行竖直方向的相对运动；牵引连杆，用于形成竖直支撑结构固定遥测组件，并形成数据交互设备与遥测组件间的信号传递通道；遥测组件，用于承载传感器和辅助设备，受控形成传感器探测方向在水平周向和竖直周向上的调整，对采集信号进行预处理形成同步采集数据。2.如权利要求1所述的闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统，其特征在于，所述遥测组件包括：防爆外壳，用于容纳传感器主体和预处理电路，在壳体上形成固定传感器信号采集端和辅助设备的密闭固定通孔；连接提梁，用于提供水平周向电机和竖直周向电机在竖直方向和水平方向的固定位置；水平周向电机，用于带动防爆外壳作水平周向转动；竖直周向电机，用于带动防爆外壳作竖直周向转动。3.如权利要求1所述的闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统，其特征在于，所述擒纵机构300包括：立柱，用于提供上层环形夹持结构和下层环形夹持结构转动固定的基准位置，形成下层环形夹持结构相对上层环形夹持结构相对运动的轴向运动路径；上层环形夹持结构，用于固定在立柱上形成可开合的对称弧形抱臂，通过开放端的电磁吸合对牵引连杆形成受控夹持；环形电磁铁，用于固定在上层环形夹持结构和下层环形夹持结构之间的立柱上，形成对轴向滑动组件的受控吸合；轴向滑动组件，用于环绕立柱形成轴向滑动连接结构，在滑动连接结构端部形成环形衔铁，环绕滑动连接结构形成周向转动连接结构。4.如权利要求3所述的闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统，其特征在于，所述上层环形夹持结构包括一对对称设置的第一半圆弧形抱臂和第二半圆弧形抱臂，第一半圆弧形抱臂和第二半圆弧形抱臂的固定端铰接在立柱上；立柱在铰接位置的底部和顶部固定限位板；第一半圆弧形抱臂和第二半圆弧形抱臂的开放端分别固定相对的电磁铁和衔铁。5.如权利要求3所述的闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统，其特征在于，所述下层环形夹持结构包括一对对称设置的第三半圆弧形抱臂和第四半圆弧形抱臂，第三半圆弧形抱臂和第四半圆弧形抱臂的固定端铰接在轴向滑动组件的外侧壁上；第三半圆弧形抱臂和第四半圆弧形抱臂的开放端分别固定相对的电磁铁和衔铁。6.如权利要求3所述的闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统，其特征在于，所述上层环形夹持结构的下方固定环形电磁铁，环形电磁铁的磁吸面为环绕立柱的圆环且位于环形电磁铁底端与立柱共轴线；在环形电磁铁下方固定基准限位板，在基准限位板与环形电磁铁之间形成滚珠丝杠。
7.如权利要求6所述的闸井内天然气设施甲烷泄漏探入式激光遥测系统，其特征在于，所述轴向滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜国，刘瑶，雷岩，谭松玲，陈涛涛，李伟，潘宇，吴成文，
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：