基于智能球的城市燃气管网泄漏监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于智能球的城市燃气管网泄漏监测系统，该系统包括：智能球，设于城市燃气管网中的管道中，用于检测燃气管道中的声音信号；地面标记盒，设于所述管道的外壁上，用于接收所述智能球发出的信号，并将接收的信号通过无线网络发送出去；信号处理系统，连接于所述无线信道中，用于接收并处理所述信号，得到泄漏点位置。本实用新型专利技术结构简单，使用方便，能够自动完成对燃气管道的检测和分析，一旦发现存在泄漏点，即可报警，并显示泄漏点位置，从而有利于工作人员对燃气管道的分析和维修。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Leak monitoring system of urban gas pipeline network based on intelligent ball

The utility model relates to a city gas pipeline leak monitoring system based on smart ball, the system includes: smart ball, located in the city gas pipeline in the pipeline, for voice signal detection in a gas pipeline; the ground mark box, which is arranged on the outer wall of the pipeline, a signal to receiving the smart ball and, the received signal is sent via wireless network; signal processing system is connected to the wireless channel, for receiving and processing the signal, get the position of the leakage point. The utility model has the advantages of simple structure, convenient use, can automatically complete the detection and analysis of gas pipeline leak, once found, can alarm, and display the location of leakage, and analysis and maintenance of the gas pipeline to staff.

【技术实现步骤摘要】
基于智能球的城市燃气管网泄漏监测系统
本技术涉及燃气泄漏监测，具体地指一种基于智能球的城市燃气管网泄漏监测系统。
技术介绍
近年来国家大力投资基础建设，城市燃气管网作为能源供给的重要通道已经得到全面发展，伴随而来的安全问题也层出不穷。由于城市燃气管道多为埋地管道，很难及时发现燃气泄漏状况，留下了发生灾害事故的隐患。目前尚未可以有效检测或监测燃气管网泄漏问题的技术方案，以实现实时监控管网的健康状况。因此，如何设计一种能够有效地监控城市燃气管道系统，使得当泄漏发生时，能产生预警并准确定位，成为当前国内国际研究的执占。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种基于智能球的城市燃气管网泄漏监测系统，该系统通过智能球检测燃气管道声音信号，通过分析声音信号，以实现对管道中泄漏位置的准确定位。实现本技术目的采用的技术方案是:一种基于智能球的城市燃气管网泄漏监测系统，包括:智能球，设于城市燃气管网中的燃气管道中；至少一个含有地理信息的地面标记盒，分别设于所述管道的外壁上，用于接收所述智能球发出的信号，并将接收的信号通过无线网络发送出去；以及信号处理系统，连接于所述无线网络中，用于接收并处理所述信号，得到泄漏点位置。在上述技术方案中，所述智能球包括:声音传感器，用于监测所述燃气管道中的低频声音信号；以及信号发射模块，与所述声音传感器连接，用于发射所述低频声音信号。在上述技术方案中，所述地面标记盒包括:声音信号接收模块，用于接收所述信号发射模块发射的低频声音信号；以及无线信号发射模块，与所述声音信号接收模块，用于将所述低频声音信号以及地面标记盒信息通过无线网络发送出去。在上述技术方案中，所述信号处理系统包括:无线信号接收模块，连接于所述无线网络中，用于接收所述低频声音信号以及地面标记盒信息；以及信号处理模块，与所述无线信号接收模块连接，用于处理所述低频声音信号以及地面标记盒信息，得到泄漏的位置。进一步地，本技术基于智能球的城市燃气管网泄漏无线监测系统，还包括:远程监控计算机以及连接在远程监控计算机上的报警器，所述远程监控计算机与所述信号处理模块连接，如远程监控计算机接收存在燃气泄漏的信号，则控制报警器发出警报。本技术监测系统在燃气管网中的燃气管道中分别置放一个智能球，利用管道内燃气的自身流速推动智能球的前进。智能球运动的过程同时也是检测燃气管道泄漏的过程。燃气管道的外壁安装的地面标记盒，地面标记盒实时捕获智能球传来的低频声音信号，地面标记盒把接收到的信号传给信号处理系统进行信号分析，信号分析的结果传递给远程监控计算机，实时监控智能球所经过的燃气管道的状况。如果发现泄漏信号，远程监控计算机会立即触发报警器报警，以及通过相关软件追踪智能球的位置，从而对泄漏点进行定位。本技术结构简单，使用方便，能够自动完成对燃气管道的检测和分析，一旦发现存在泄漏点，即可报警，并显示泄漏点位置，从而有利于工作人员对燃气管道的分析和维修。【附图说明】图1为本技术基于智能球的城市燃气管网泄漏无线监测系统的结构框图；图2为本技术基于智能球的城市燃气管网泄漏无线监测系统用于管道中的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。如图1和图2所示，本技术基于智能球的城市燃气管网泄漏无线监测系统，包括:智能球100、地面标记盒200、信号处理系统300、远程监控计算机400和报警器500。其中，智能球100是集成了声学传感器，压力传感器，温度传感器，加速度计等元件的全密封球体。智能球100直径比燃气管道600的管径小，智能球100置于燃气管道600内，智能球100沿燃气管道600内滚动，能大大减弱设备与燃气管道600产生的噪音，且该智能球100敏感性极高，对燃气管道600内任意微小声学异常敏感度极高，能检测到非常小的泄漏声。由于智能球100无任何电子元件与燃气管道600内介质直接接触，即便在恶劣的工作环境下，智能球100的密封结构仍能达到高等级的可靠性，确保在可燃气体中运行安全可靠。本实施例所用智能球100包括:声音传感器101和信号发射模块102，声音传感器101用于监测燃气管道600中的低频声音信号；信号发射模块102与声音传感器101连接，将声音传感器101监测到的低频声音信号发射出去。如图2所示，地面标记盒200分段地设于燃气管道600的外壁上，可以根据需要调整相邻地面标记盒200之间等距离。本实施例所用地面标记盒200包括:声音信号接收模块201和无线信号发射模块202。其中，声音信号接收模块201接收所述信号发射模块102发射的低频声音信号；无线信号发射模块202与声音信号接收模块201连接，用于将声音信号接收模块201接收到的低频声音信号以及地面标记盒信息通过无线网络发送出去，其中，地面标记盒信息包括该地面标记盒的位置信息以及在本技术系统中编号信息。本实施例所用无线网络可以为GPRS无线网络等现有无线通信领域所常用的无线通信方式，此处不再赘述。信号处理系统300包括:无线信号接收模块301和信号处理模块302，其中无线信号接收模块301连接于无线网络(如上述的GPRS无线网络)中，用于接收无线信号发射模块202发射的低频声音信号以及地面标记盒信息；信号处理模块302与无线信号接收模块301连接，用于处理所接收到的低频声音信号以及地面标记盒信息，通过对低频声音信号进行波形分析、频谱分析、以及对噪声信号进行排除、对异常信号进行辨别，从而分析出泄漏信号，再根据地面标记盒信息确定泄漏点位置。信号处理系统300还连接有远程监控计算机400，远程监控计算机400连接有报警器500。一旦信号处理系统300分析出存在泄漏点601以及泄漏点601的位置，即向远程监控计算机400发出报警信息，远程监控计算机400则控制报警器500发出警报，此外还可以通过相关软件显示出泄漏点601的位置。当城市燃气管网中所有管道600中的智能球100全部运行到燃气管道600的末端时，一次在线检测结束，可以将智能球100回收并投入下一次检测，实现进行连续监测。本技术克服了燃气管道因埋地存在检测范围受限的难题，使用本技术能够对城市燃气管网进行连续监测，监测人员只需进行前期的安装和智能球的投放、回收和维护工作，本技术监测系统能够监控复杂分布的燃气管网任何位置的安全健康状况，对燃气管道泄漏提供了预警，从而有效地减少燃气火灾爆炸事故的发生，本技术系统灵敏度高，泄漏点检测的精度高，解决了现有城市燃气管网泄漏监测的难题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能球的城市燃气管网泄漏监测系统，其特征在于，包括：?智能球，设于城市燃气管网中的燃气管道中，所述智能球包括：声音传感器，用于监测所述燃气管道中的低频声音信号；信号发射模块，与所述声音传感器连接，用于发射所述低频声音信号；?至少一个含有地理信息的地面标记盒，分别设于所述管道的外壁上，用于接收所述智能球发出的信号，并将接收的信号通过无线网络发送出去，所述地面标记盒包括：声音信号接收模块，用于接收所述信号发射模块发射的低频声音信号；无线信号发射模块，与所述声音信号接收模块，用于将所述低频声音信号以及地面标记盒信息通过无线网络发送出去；?信号处理系统，连接于所述无线网络中，用于接收并处理所述信号，得到泄漏点位置，所述信号处理系统包括：无线信号接收模块，连接于所述无线网络中，用于接收所述低频声音信号以及地面标记盒信息；信号处理模块，与所述无线信号接收模块连接，用于处理所述低频声音信号以及地面标记盒信息，得到泄漏的位置；?远程监控计算机，与所述信号处理模块连接；以及?报警器，与所述连接远程监控计算机连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能球的城市燃气管网泄漏监测系统，其特征在于，包括: 智能球，设于城市燃气管网中的燃气管道中，所述智能球包括:声音传感器，用于监测所述燃气管道中的低频声音信号；信号发射模块，与所述声音传感器连接，用于发射所述低频声音信号； 至少一个含有地理信息的地面标记盒，分别设于所述管道的外壁上，用于接收所述智能球发出的信号，并将接收的信号通过无线网络发送出去，所述地面标记盒包括:声音信号接收模块，用于接收所述信号发射模块发射的低频声音信号；无线信号发射模...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈先锋，张洪铭，张英，王海燕，李黎兵，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：实用新型
国别省市：