一种天然气场站泄漏检测设备及检测实施方法技术

本发明专利技术公开了一种天然气场站泄漏检测设备及检测实施方法，可远程实时检测天然气的泄漏，解决了现有天然气管道泄漏检测装置需要人为手持着进行检测，特别费力，增加了维护工人的工作量，劳动强度高，工人容易疲劳，致使检测效率低的技术问题，且通过多个激光检测模块进行检测，包括激光气体传感器、数据传输系统以及终端，所述激光气体传感器安装在管道一侧，所述管道远离激光气体传感器的一侧设置有反射激光的自然反射面，自动化程度高，检测精度高，响应速度快，适用场合多等优点，能够准确检测到泄漏点位置和气体泄漏浓度，同时减轻了现场操作人员的劳动强度，保障天然气运输和储存的安全，保障天然气加气站的安全、高效、稳定的运营。运营。运营。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气场站泄漏检测设备及检测实施方法


[0001]本专利技术涉及天然气泄漏检测相关的应用领域，具体来讲涉及的是一种天然气场站泄漏检测设备及检测实施方法。

技术介绍

[0002]随着经济社会现代化建设进程的日益完善，社会大众持续提升的物质与精神文化生活水平要求城市各项基础设施建设更加的有效与完善，天然气管道作为传输天然气的主要载体，对管道的密闭性一直就有着极为严格的要求，一旦天然气管道的密闭性不佳，出现泄漏现象，在天然气与外界各种可变因素发生接触反应的情况下，则可能引发各种大规模性的恶性事故，带来严重的损失，因此需要维护工人使用天然气管道泄漏检测装置对天然气输送管道进行定期的检查，现有天然气管道泄漏检测装置由手持机体、检测头构成，使用时，将检测头靠近天然气管道即可进行检测，检测头主要有电化学传感器和催化燃烧传感器，电化学传感器的原理是外界气体进入气体检测仪后，气体进入传感器通过特氟纶薄膜到达电极，根据不同的气体发生不同的电化学反应，当天然气到达电极后就会被氧化，氧化反应使电子通过外电路从工作电极流向极板，形成电流，电流与气体浓度成正比；催化燃烧传感器的工作原理是天然气检测仪由两只固定电阻构成惠斯登检测桥路。当含有天然气混合气体扩散到检测元件上时，迅速进行无焰燃烧，并产生反应热，使热丝电阻值增大，电桥输出一个变化的电压信号，这个电压信号的大小与可燃气体的浓度成正比。
[0003]但是，现有天然气管道泄漏检测装置需要人为手持着进行检测，特别费力，增加了维护工人的工作量，劳动强度高，工人容易疲劳，致使检测效率低。

技术实现思路

[0004]因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种天然气场站泄漏检测设备及检测实施方法，可远程实时检测天然气的泄漏，解决了现有天然气管道泄漏检测装置需要人为手持着进行检测，特别费力，增加了维护工人的工作量，劳动强度高，工人容易疲劳，致使检测效率低的技术问题，且通过多个激光检测模块进行检测。
[0005]本专利技术是这样实现的，构造一种天然气场站泄漏检测设备，包括激光气体传感器、数据传输系统以及终端，所述激光气体传感器安装在管道一侧，所述管道远离激光气体传感器的一侧设置有反射激光的自然反射面；
[0006]所述激光气体传感器包括激光检测模块、视频监控模块以及三维旋转云台，所述激光检测模块与视频监控模块分别安装在所述三维旋转云台两侧。
[0007]所述的天然气场站泄漏检测设备及检测实施方法，可远程实时检测天然气的泄漏，解决了现有天然气管道泄漏检测装置需要人为手持着进行检测，特别费力，增加了维护工人的工作量，劳动强度高，工人容易疲劳，致使检测效率低的技术问题，且通过多个激光检测模块进行检测，包括激光气体传感器、数据传输系统以及终端，所述激光气体传感器安装在管道一侧，所述管道远离激光气体传感器的一侧设置有反射激光的自然反射面，自动
化程度高，检测精度高，响应速度快，适用场合多等优点，能够准确检测到泄漏点位置和气体泄漏浓度，同时减轻了现场操作人员的劳动强度，保障天然气运输和储存的安全，保障天然气加气站的安全、高效、稳定的运营。
[0008]三维云台作为激光检测模块的载体，通过周期性的激光扫描，可以形成一个锥形体的监测区域，完成对站场管道设备的泄漏监测。
[0009]所述激光检测模块包括激光收发单元、信号控制采集处理单元以及主控与数据传输单元，所述激光收发单元与信号控制采集单元保持连接，所述主控与数据传输单元与所述信号控制处理采集单元保持连接。
[0010]所述激光收发单元包括探测器、激光器以及透镜。
[0011]激光器将调制后的激光通过透镜射出，自然反射面将垂直光变为散射光，之后再次经过透镜聚光后被探测器接收；
[0012]所述信号控制采集处理单元包括信号检测电路以及激光控制电路，所述信号检测电路与探测器保持连接，所述激光控制电路与激光器保持连接。
[0013]信号控制采集处理单元包括激光器控制电路与信号检测电路，前者通过温度控制与电流调控实现对发射激光的调制，后者对反射激光谐波信号进行提取；
[0014]所述主控与数据传输单元选择单片机。
[0015]主控与数据传输单元主体结构为单片机，其主要作用为向信号控制采集处理单元发送指令并接收信号，同时进行外部数据的传输。
[0016]所述信号检测电路包括信号输入电路、信号放大电路以及信号输出电路，所述信号输入电路与探测器以及信号放大电路均保持连接，所述信号输出电路与信号放大电路以及主控与数据传输单元保持连接。
[0017]由于从现场采集来的信号的强度较小，需要用信号放大电路对信号进行放大，放大后的信号传输到信号采集单元进行处理。
[0018]所述数据传输系统包括第一光端机与第二光端机，所述第一光端机与第二光端机通过光缆保持连接。
[0019]一般天然气站场的露天工艺区与站控室(或中控室)相距较远，以太网信号传输距离较短，因此采用信号整合的形式，将信号通过光端机转化为光信号，利用光纤进行传输，在终端一侧通过光端机对信号进行解析。
[0020]所述终端包括控制器、报警器、信号输入器显示器以及存储单元，所述报警器、信号输入器显示器以及存储单元均与控制器保持连接。
[0021]当激光气体传感器通过数据传输系统将检测到的气体浓度信号传输给终端，显示屏显示浓度值，当浓度超过设定值时，工控机控制声光报警装置启动报警。当激光气体传感器通过数据传输系统将检测到的气体浓度信号传输给终端，显示屏显示浓度值，当浓度超过设定值时，工控机控制声光报警装置启动报警。
[0022]所述三维旋转云台为双筒构造，两侧分别安装激光检测模块视频监控模块，二者工作时同步旋转，保证检测数据与监控画面实时对应；三维旋转云台作为激光检测模块的载体，通过周期性的激光扫描，可以形成一个锥形体的监测区域，完成对站场管道设备的泄漏监测；
[0023]三维旋转云台选用适用于气体防爆I区、II区及粉尘防爆A20～A22区防爆场合的
防爆一体化全方位变速云台，其满足电源、信号、视频三重防雷要求，符合天然气站场的使用要求；云台可实现水平360度、垂直180度的连续旋转，同时可根据后端动作指令完成预置位的设置，每台云台可独立设置128个预置位，通过预置位的设置可确定传感器巡航路径；
[0024]激光检测模块的检测半径为50m，通过水平旋转，可实现水平约7800m2面积区域的天然气泄漏监测，在一般的天然气站场布置2～8台即可实现对工艺场区的覆盖式监测；检测的响应时间不超过0.1s，可实现几乎无延迟的实时监测。
[0025]数据传输系统负责前端激光气体传感器与后端预警监控终端之间信号的传输；其中前端传感器向后端传输的信号为：激光检测模块的浓度数据信号，包含光强数据与天然气积分浓度数据；三维旋转云台实时返回的云台动作信号，包含水平角度、垂直角度、预置位号与旋转速度的实时值；视频监控模块采集的工艺现场视频信号；终端通过向前端传感器发送指令信号控制传感器的运行，包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气场站泄漏检测设备，其特征在于；包括激光气体传感器(9)、数据传输系统(2)以及终端(3)，所述激光气体传感器(9)安装在管道(8)一侧，所述管道(8)远离激光气体传感器(9)的一侧设置有反射激光的自然反射面(7)；所述激光气体传感器(9)包括激光检测模块(1)、视频监控模块(4)以及三维旋转云台(5)，所述激光检测模块(1)与视频监控模块(4)分别安装在所述三维旋转云台(5)两侧。2.根据权利要求1所述的一种天然气场站泄漏检测设备，其特征在于；所述激光检测模块(1)包括激光收发单元(110)、信号控制采集处理单元(120)以及主控与数据传输单元(130)，所述激光收发单元(110)与信号控制采集单元(120)保持连接，所述主控与数据传输单元(130)与所述信号控制处理采集单元(120)保持连接。3.根据权利要求2所述的一种天然气场站泄漏检测设备，其特征在于；所述激光收发单元(110)包括探测器(111)、激光器(112)以及透镜(6)。4.根据权利要求2所述的一种天然气场站泄漏检测设备，其特征在于；所述信号控制采集处理单元(120)包括信号检测电路(121)以及激光控制电路(122)，所述信号检测电路(121)与探测器(111)保持连接，所述激光控制电路(122)与激光器(112)保持连接。5.根据权利要求2所述的一种天然气场站泄漏检测设备，其特征在于；所述主控与数据传输单元(130)选择单片机。6.根据权利要求4所述的一种天然气场站泄漏检测设备，其特征在于；所述信号检测电路(121)包括信号输入电路(121
‑
1)、信号放大电路(121
‑
2)以及信号输出电路(121
‑
3)，所述信号输入电路(121
‑
1)与探测器(111)以及信号放大电路(121
‑
2)均保持连接，所述信号输出电路(121
‑
3)与信号放大电路(121
‑
2)以及主控与数据传输单元(130)保持连接。7.根据权利要求1所述的一种天然气场站泄漏检测设备，其特征在于；所述数据传输系统(2)包括第一光端机(2
‑
4)与第二光端机(2
‑
2)，所述第一光端机(2
‑
4)与第二光端机(2
‑
2)通过光缆保持连接。8.根据权利要求1所述的一种天然气场站泄漏检测设备，其特征在于；所述终端(3)包括控制器(3
‑
5)、报警器(3
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1)、信号输入器(3
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2)显示器(3
‑
3)以及存储单元(3
‑
4)，所述报警器(3
‑
1)、信号输入器(3
‑
2)显示器(3
‑
3)以及存储单元(3
‑
4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩文臣，李宇，韵琼琼，郅强，刘兆虎，李专，
申请(专利权)人：华润燃气投资中国有限公司，
类型：发明
国别省市：