CN110822292A - 燃气管道通球运行位置的监控***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种燃气管道通球运行位置的监控***及方法,通过在燃气管道上设置若干个取压管,每一个取压管对应一个压力变送器,压力变送器的一部分伸入到对应取压管中,另一部分位于取压管外侧,压力变送器可采集对应取压管内的压力值,监控数据终端将各个压力变送器采集的压力值发送给远程监控平台,由远程监控平台根据各个压力变送器采集的压力值对应的变化差值确定通球在燃气管道内的运行位置,从而可以实现对通球在燃气管道内运行位置的跟踪监控。
Description
技术领域
本发明涉及燃气管道内检测技术领域,特别涉及一种燃气管道通球运行位置的监控***及方法。
背景技术
按照《油气输送管道完整性管理规范》GB 32167-2015要求,需对已通气的城市燃气压力管道每隔8年进行一次管道内检测。通过向燃气管道内发射检测球、清洁器等通球,使得通球在压力的作用下沿着管道内壁向前运行,其可在不影响管道正常运行的状态下实现对管道内状况的完整性检测和清理。
在管道内检测过程中,许多情况下需要知道通球在燃气管道内的运行位置,而目前尚未有一种有效的方式对通球的运行位置进行监控,存在卡球风险和管网输配供气中断等安全隐患。因此,需要提供一种燃气管道通球运行位置的监控***,以实现对通球运行位置的跟踪监控。
发明内容
本发明实施例提供了一种燃气管道通球运行位置的监控***及方法,以对通球运行位置进行监控。
第一方面,本发明提供了一种燃气管道通球运行位置的监控***,包括:设置在燃气管道上的若干个取压管、与取压管对应的压力变送器、监控数据终端和远程监控平台;
所述压力变送器的一部分伸入到对应取压管内,另一部分位于取压管外侧,所述压力变送器位于取压管外侧的部分与所述监控数据终端电信号连接,用于采集所对应取压管内的压力值,并将采集的压力值发送给所述监控数据终端;
所述监控数据终端,用于将各个所述压力变送器采集的压力值发送给所述远程监控平台;
所述远程监控平台,用于根据接收到的各个所述压力变送器采集的压力值对应的变化差值确定所述通球的运行位置。
优选地,
所述监控数据终端包括APN通讯卡,所述APN通讯卡用于将各个所述压力变送器采集的压力值发送给外部网络运营商基站,数据发送频率为0.5~2秒发送一次;
所述远程监控平台与所述网络运营商基站之间建立有专用数据通道,所述远程监控平台通过所述专用数据通道接收所述网络运营商基站转发的各个所述压力变送器采集的压力值。
优选地,所述监控数据终端进一步包括:通信信号采集器,用于采集所述APN通讯卡向所述网络运营商基站发送数据的信号强度值,并将采集的所述信号强度值通过所述APN通讯卡发送给所述远程监控平台。
优选地,所述监控数据终端进一步包括:可充电锂电池;所述可充电锂电池用于给所述监控数据终端包括的器件、所述压力变送器进行供电,所述可充电锂电池至少可持续供电168个小时。
优选地,
所述监控数据终端进一步包括:电压采集器;所述电压采集器用于采集所述可充电锂电池的电压值,并将采集的所述电压值发送给所述远程监控平台;
所述远程监控平台,用于在确定所述电压值低于设定电压阈值时,进行电池更换预警。
优选地,
所述压力变送器的压力识别精度为±0.1%;
和/或,
进一步包括:防爆箱,所述监控数据终端位于所述防爆箱内部,所述防爆箱的防爆级别为ExibIIB T6等级。
优选地,所述远程监控平台,具体用于在确定相邻位置的两个所述压力变送器所采集压力值之间的压差大于设定压力阈值时,确定所述通球的运行位置处于该两个所述压力变送器之间的燃气管道内。
优选地,所述远程监控平台进一步用于根据燃气管道的实际布置情况,构建虚拟管道模型,根据确定的所述通球的运行位置,在所述虚拟管道模型上展示所述通球在燃气管道内的运行轨迹。
第二方面,本发明实施例还提供了一种基于上述任一监控***的监控方法,包括:
压力变送器采集对应取压管内的压力值,并将采集的压力值发送给监控数据终端;
所述监控数据终端将各个压力变送器采集的压力值通过APN通讯卡发送给外部网络运营商基站;
所述远程监控平台通过与所述网络运营商基站之间的专用数据通道接收所述网络运营商基站转发的各个所述压力变送器采集的压力值,在确定相邻位置的两个所述压力变送器所采集压力值之间的压差大于设定压力阈值时,确定所述通球的运行位置处于该两个所述压力变送器之间的燃气管道内。
优选地,进一步包括:所述远程监控平台根据燃气管道的实际布置情况,构建虚拟管道模型,根据确定的所述通球的运行位置,在所述虚拟管道模型上展示所述通球在燃气管道内的运行轨迹。
本发明实施例提供了一种燃气管道通球运行位置的监控***及方法,通过在燃气管道上设置若干个取压管,每一个取压管对应一个压力变送器,压力变送器的一部分伸入到对应取压管中,另一部分位于取压管外侧,压力变送器可采集对应取压管内的压力值,监控数据终端将各个压力变送器采集的压力值发送给远程监控平台,由远程监控平台根据各个压力变送器采集的压力值对应的变化差值确定通球在燃气管道内的运行位置,从而可以实现对通球在燃气管道内运行位置的跟踪监控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的一种监控***结构示意图;
图2是本发明一个实施例提供的另一个监控***结构示意图;
图3是本发明一个实施例提供的通球在燃气管道内运行位置示意图;
图4是本发明一个实施例提供的一种监控方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明实施例提供了一种燃气管道通球运行位置的监控***,包括:设置在燃气管道上的若干个取压管10、与取压管10对应的压力变送器20、监控数据终端30和远程监控平台40;
所述压力变送器20的一部分伸入到对应取压管10内,另一部分位于取压管10外侧,所述压力变送器20位于取压管10外侧的部分与所述监控数据终端30电信号连接,用于采集所对应取压管10内的压力值,并将采集的压力值发送给所述监控数据终端30;
所述监控数据终端30,用于将各个所述压力变送器20采集的压力值发送给所述远程监控平台40;
所述远程监控平台40,用于根据接收到的各个所述压力变送器20采集的压力值对应的变化差值确定所述通球的运行位置。
本发明实施例中,通过在燃气管道上设置若干个取压管,每一个取压管对应一个压力变送器,压力变送器的一部分伸入到对应取压管中,另一部分位于取压管外侧,压力变送器可采集对应取压管内的压力值,监控数据终端将各个压力变送器采集的压力值发送给远程监控平台,由远程监控平台根据各个压力变送器采集的压力值对应的变化差值确定通球在燃气管道内的运行位置,从而可以实现对通球在燃气管道内运行位置的跟踪监控。
传统数据通信方式是采用手机卡向外部网络运营商基站发送数据,由网络运营商基站中转至运营商网络群服务器,再由运营商网络服务器将数据分配至远程监控平台所处的服务器,数据传输途径较长,数据传输缓慢,远程监控平台在接收到数据之后,为延迟数据,分析结果的准确性较低。
基于上述问题,在本发明一个实施例中,请参考图2,所述监控数据终端包括APN通讯卡301,所述APN通讯卡用于将各个所述压力变送器采集的压力值发送给外部网络运营商基站,数据发送频率为0.5~2秒发送一次;
所述远程监控平台与所述网络运营商基站之间建立有专用数据通道,所述远程监控平台通过所述专用数据通道接收所述网络运营商基站转发的各个所述压力变送器采集的压力值。
APN(Access Point Name,接入点名称)用来标识GPRS(General Packet RadioService,通用分组无线服务技术)的业务种类,目前可分为两大类:CMWAP和CMINET。企业用户可以申请专用APN,专用APN以专网的形式,直接接入服务器,形成一个相对独立的网络环境,所有数据都在移动GPRS的APN内网传输,无需经过公网,不仅数据链路传输途径简单,而且数据传输具有更高的安全性。
由于压力变送器需要设置在燃气管道的取压管上,且压力变送器与监控数据终端之间电信号连接,为了便于获取压力变送器采集的压力值,监控数据终端需要设置在阀井内,而阀井内的通信信号会受影响,在本发明一个实施例中,所述监控数据终端进一步包括:通信信号采集器,用于采集所述APN通讯卡向所述网络运营商基站发送数据的信号强度值,并将采集的所述信号强度值通过所述APN通讯卡发送给所述远程监控平台,以使远程监控平台将信号强度值作为参考,确定所接收压力值大约的延时时长。
在本发明一个实施例中,为了保证远程监控平台能够及时获取到压力变送器采集的压力值,监控数据终端可以将压力变送器采集的压力值进行实时发送,或者,配置发送频率,每隔一个时间段发送一次,例如,每隔1秒发送一次,从而保证远程监控平台对通球运行位置的跟踪监控。
一般情况下,燃气管道的内检测过程根据燃气管道的长度、管道异常程度的不同,需要一定的时间段才能够完成,因此,所述监控数据终端可以进一步包括:可充电锂电池;其中,所述可充电锂电池用于给所述监控数据终端包括的器件、所述压力变送器进行供电,所述可充电锂电池采用大容量高性能的锂电池,至少可持续供电168个小时(7天),从而可以保证内检测过程中持续对通球的运行位置的监控,无需频繁更换,降低了检测过程中的人力成本。
在本发明一个实施例中,所述监控数据终端可以进一步包括:电压采集器;其中,所述电压采集器用于采集所述可充电锂电池的电压值,并将采集的所述电压值发送给所述远程监控平台;所述远程监控平台,用于在确定所述电压值低于设定电压阈值时,进行电池更换预警。
在可充电锂电池充满电的状态下,电压采集器采集的可充电锂电池的电压值为一个较高的值,例如,V1,随着可充电锂电池为监控数据终端内的器件以及压力变送器供电的过程,可充电锂电池内的电量越来越低,电压值也会越来越低,通过设定一个电压阈值,例如,V2,在电压值低于V2时,表明可充电锂电池电量不足,需要更换,远程监控平台进行电池更换预警,提醒工作人员更换电池。
在本发明一个实施例中,为了提高远程监控平台定位通球的运行位置的准确性,可以采用压力识别精度为±0.1%的压力变送器。
在本发明一个实施例中,由于燃气管道在内检测过程中一直处于燃气供应状态,且阀井内为易爆环境,为了保证内检测过程中对通球运行位置的持续监控,可以进一步包括:防爆箱,所述监控数据终端位于所述防爆箱内部,所述防爆箱的防爆级别为ExibIIB T6等级。
在本发明一个实施例中,为了实现对通球的运行位置的定位,所述远程监控平台,具体用于在确定相邻位置的两个所述压力变送器所采集压力值之间的压差大于设定压力阈值时,确定所述通球的运行位置处于该两个所述压力变送器之间的燃气管道内。
请参考图3,燃气管道上设置有三个取压管,分别位于位置A1、位置A2、位置A3处,通球运行到位置A1和A2之间时,位置A1处的压力值大于位置A2处的压力值,由于远程监控平台对位置A1、位置A2、位置A3处的压力值一直处于监控状态,设定一个压力阈值,例如,P1,在监测到相邻位置的两个压力变送器采集压力值之间的压差大于P1时,表明通球运行到了该相邻位置之间,在通球运行到位置A1和位置A2之间时,位置A2和位置A3处压力值的差较小,当通球从位置A1和位置A2之间向前运行到位置A2和位置A3之间时,位置A2和位置A3处压力值的差变大,该压差会大于P1,此时,远程监控平台上监测到位置A2和位置A3处压力值的差突然变大,且压差大于了P1,则确定通球运行到了位置A2和位置A3之间,如此,实现了对通球运行位置的定位。
为了进一步向工作人员展示出通球在燃气管道内的运行位置,在本发明一个实施例中,所述远程监控平台可以进一步用于根据燃气管道的实际布置情况,构建虚拟管道模型,其中,该虚拟管道模型中管道的布置与燃气管道实际布置情况相同,远程监控平台在确定了所述通球的运行位置后,在所述虚拟管道模型上对应位置处定位通球,并在虚拟管道模型上展示所述通球在燃气管道内的运行轨迹。
进一步地,远程监控平台还可以根据接收到的压力值形成相应的压力曲线,通过存储监控数据终端发送的压力值,工作人员可对历史压力曲线进行查询。
请参考图4,本发明实施例还提供了一种基于上述实施例中任一监控***的监控方法,该方法可以包括以下步骤:
步骤401,压力变送器采集对应取压管内的压力值,并将采集的压力值发送给监控数据终端。
步骤402,所述监控数据终端将各个压力变送器采集的压力值通过APN通讯卡发送给外部网络运营商基站。
步骤403,所述远程监控平台通过与所述网络运营商基站之间的专用数据通道接收所述网络运营商基站转发的各个所述压力变送器采集的压力值,在确定相邻位置的两个所述压力变送器所采集压力值之间的压差大于设定压力阈值时,确定所述通球的运行位置处于该两个所述压力变送器之间的燃气管道内。
为了进一步向工作人员展示出通球在燃气管道内的运行位置,在本发明一个实施例中,所述远程监控平台可以根据燃气管道的实际布置情况,构建虚拟管道模型,其中,该虚拟管道模型中管道的布置与燃气管道实际布置情况相同,远程监控平台在确定了所述通球的运行位置后,在所述虚拟管道模型上对应位置处定位通球,并在虚拟管道模型上展示所述通球在燃气管道内的运行轨迹。
进一步地,由于压力变送器需要设置在燃气管道的取压管上,且压力变送器与监控数据终端之间电信号连接,为了便于获取压力变送器采集的压力值,监控数据终端需要设置在阀井内,而阀井内的通信信号会受影响,在本发明一个实施例中,可以进一步利用通信信号采集器采集所述APN通讯卡向所述网络运营商基站发送数据的信号强度值,并将采集的所述信号强度值通过所述APN通讯卡发送给所述远程监控平台,以使远程监控平台将信号强度值作为参考,确定所接收压力值大约的延时时长。
在本发明一个实施例中,为了保证远程监控平台能够及时获取到压力变送器采集的压力值,监控数据终端可以将压力变送器采集的压力值进行实时发送,或者,配置发送频率,每隔一个时间段发送一次,数据发送频率可以为0.5~2秒发送一次,优选地,每隔1秒发送一次,从而保证远程监控平台对通球运行位置的跟踪监控。
进一步地,还可以通过电压采集器采集所述可充电锂电池的电压值,并将采集的所述电压值发送给所述远程监控平台,所述远程监控平台在确定所述电压值低于设定电压阈值时,进行电池更换预警。
在可充电锂电池充满电的状态下,电压采集器采集的可充电锂电池的电压值为一个较高的值,例如,V1,随着可充电锂电池为监控数据终端内的器件以及压力变送器供电的过程,可充电锂电池内的电量越来越低,电压值也会越来越低,通过设定一个电压阈值,例如,V2,在电压值低于V2时,表明可充电锂电池电量不足,需要更换,远程监控平台进行电池更换预警,提醒工作人员更换电池。
综上,本发明各个实施例至少可以实现如下有益效果:
1、在本发明实施例中,通过在燃气管道上设置若干个取压管,每一个取压管对应一个压力变送器,压力变送器的一部分伸入到对应取压管中,另一部分位于取压管外侧,压力变送器可采集对应取压管内的压力值,监控数据终端将各个压力变送器采集的压力值发送给远程监控平台,由远程监控平台根据各个压力变送器采集的压力值对应的变化差值确定通球在燃气管道内的运行位置,从而可以实现对通球在燃气管道内运行位置的跟踪监控。
2、在本发明实施例中,通过对远程监控平台和网络运营商基站之间建立专用数据通道,监控数据终端使用APN通讯卡向网络运营商基站发送采集的压力值,网络运营商基站可以直接通过专用数据通道将压力值转发给远程监控平台,不仅数据链路传输途径简单,提高了数据传输效率,而且数据传输具有更高的安全性。
3、在本发明实施例中,监控数据终端通过将压力变送器采集的压力值进行实时发送,或者,配置发送频率,每隔1秒发送一次,从而可以保证远程监控平台对通球运行位置进行跟踪监控。
4、在本发明实施例中,通过采用大容量高性能的锂电池对监控数据终端内的器件进行供电,至少可持续供电168个小时,从而可以保证内检测过程中持续对通球的运行位置的监控,无需频繁更换,降低了检测过程中的人力成本。
5、在本发明实施例中,采用压力识别精度为±0.1%的压力变送器,可以提高采集的压力值的准确性,进而提高远程监控平台定位通球的运行位置的准确性。
6、在本发明实施例中,远程监控平台通过构建虚拟管道模型,在确定了所述通球的运行位置后,在所述虚拟管道模型上对应位置处定位通球,并在虚拟管道模型上展示所述通球在燃气管道内的运行轨迹,从而可以直观的展示出通球在燃气管道内的运行位置。
上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本发明方法实施例基于同一构思,具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述,此处不再赘述。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个······”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后需要说明的是:以上所述仅为本发明的较佳实施例,仅用于说明本发明的技术方案,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种燃气管道通球运行位置的监控***,其特征在于,包括:设置在燃气管道上的若干个取压管、与取压管对应的压力变送器、监控数据终端和远程监控平台;
所述压力变送器的一部分伸入到对应取压管内,另一部分位于取压管外侧,所述压力变送器位于取压管外侧的部分与所述监控数据终端电信号连接,用于采集所对应取压管内的压力值,并将采集的压力值发送给所述监控数据终端;
所述监控数据终端,用于将各个所述压力变送器采集的压力值发送给所述远程监控平台;
所述远程监控平台,用于根据接收到的各个所述压力变送器采集的压力值对应的变化差值确定所述通球的运行位置。
2.根据权利要求1所述的监控***,其特征在于,
所述监控数据终端包括APN通讯卡,所述APN通讯卡用于将各个所述压力变送器采集的压力值发送给外部网络运营商基站,数据发送频率为0.5~2秒发送一次;
所述远程监控平台与所述网络运营商基站之间建立有专用数据通道,所述远程监控平台通过所述专用数据通道接收所述网络运营商基站转发的各个所述压力变送器采集的压力值。
3.根据权利要求2所述的监控***,其特征在于,所述监控数据终端进一步包括:通信信号采集器,用于采集所述APN通讯卡向所述网络运营商基站发送数据的信号强度值,并将采集的所述信号强度值通过所述APN通讯卡发送给所述远程监控平台。
4.根据权利要求1所述的监控***,其特征在于,所述监控数据终端进一步包括:可充电锂电池;所述可充电锂电池用于给所述监控数据终端包括的器件、所述压力变送器进行供电,所述可充电锂电池至少可持续供电168个小时。
5.根据权利要求4所述的监控***,其特征在于,
所述监控数据终端进一步包括:电压采集器;所述电压采集器用于采集所述可充电锂电池的电压值,并将采集的所述电压值发送给所述远程监控平台;
所述远程监控平台,用于在确定所述电压值低于设定电压阈值时,进行电池更换预警。
6.根据权利要求1所述的监控***,其特征在于,
所述压力变送器的压力识别精度为±0.1%;
和/或,
进一步包括:防爆箱,所述监控数据终端位于所述防爆箱内部,所述防爆箱的防爆级别为ExibIIB T6等级。
7.根据权利要求1-6所述的监控***,其特征在于,所述远程监控平台,具体用于在确定相邻位置的两个所述压力变送器所采集压力值之间的压差大于设定压力阈值时,确定所述通球的运行位置处于该两个所述压力变送器之间的燃气管道内。
8.根据权利要求7所述的监控***,其特征在于,所述远程监控平台进一步用于根据燃气管道的实际布置情况,构建虚拟管道模型,根据确定的所述通球的运行位置,在所述虚拟管道模型上展示所述通球在燃气管道内的运行轨迹。
9.一种基于权利要求1-8中任一监控***的监控方法,其特征在于,包括:
压力变送器采集对应取压管内的压力值,并将采集的压力值发送给监控数据终端;
所述监控数据终端将各个压力变送器采集的压力值通过APN通讯卡发送给外部网络运营商基站;
所述远程监控平台通过与所述网络运营商基站之间的专用数据通道接收所述网络运营商基站转发的各个所述压力变送器采集的压力值,在确定相邻位置的两个所述压力变送器所采集压力值之间的压差大于设定压力阈值时,确定所述通球的运行位置处于该两个所述压力变送器之间的燃气管道内。
10.根据权利要求9所述的监控方法,其特征在于,进一步包括:所述远程监控平台根据燃气管道的实际布置情况,构建虚拟管道模型,根据确定的所述通球的运行位置,在所述虚拟管道模型上展示所述通球在燃气管道内的运行轨迹。
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