CN114427944A - 一种检测气体管道严密性的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体运输管道严密性检测领域，具体是一种检测气体管道严密性的方法，用于气体传输管道网络，所述气体传输管道网络包括主管、多个分支管组成的分支管网和与分支管网相连的用气设备，所述分支管网通过主管与外部供气连通；包括以下步骤：S1.所述用气设备均处于停止用气的状态，获取当前主管的气体压力为P₀；S2.断开主管与外部供气，并持续测量主管的气体压力P_n；S3.获取一定时间t内主管气体压力P_n的变化；S4.根据P_n与P₀的差异以及P_n随时间t的变化，量化判断主管和分支管网的严密性。形成量化检测结果，使得泄漏能被直观、及时地发现，提高了管道的安全性，并能帮助准确定位泄漏分支管及疑似泄漏分支管，能满足快速检测和常规检测的需求。

Description

一种检测气体管道严密性的方法及***

技术领域

本发明涉及气体运输管道严密性检测领域，更具体地，涉及一种检测气体管道严密性的方法及***。

背景技术

气体管道网络的应用广泛，是各种气体运输、传递、应用过程中最常见的载体。无论是生活中常见的燃气，又或者是工业上各种气体如氧气、氮气等的使用；无论是长距离传输，如西气东输，还是小范围用气，如一个小厂房内的压缩空气，在持续传输的需求中，通过管道传输通常是第一选择。相比液化、罐装等方式，管道的可靠性更高，成本更低，传输量大且更加稳定。但管道传输依然存在自身的缺陷，一是管道网络下，管与管之间离不开接驳延长，另一个是管道网络的布建受环境影响大。一旦管道数量多，容易形成整体的交错复杂。这两点导致现有管道网络在投入使用后，需要进行严密性检测耗时长，难度大，而且很难实现泄漏点的快速定位。

现有技术中，对气体管道网络的检测手段成本高，速度慢，实用性差。如家庭传统的通过肥皂水验漏，通常只是针对用气设备与管道的接口，因为耗时长，极少用户会对主管和分支管道本身进行检测。而且家里若设有多个用气设备，其耗时更长而且效果不佳。同样，工业上一个厂房的管道，通常只能依赖特殊气体的检测装置，但面对管道复杂，或轻微的泄露，气体检测装置通常难以验准，而且耗时长。针对一些严密性要求高的重要管道，现有技术会通过流量计进行检测，但正常气量的流量通常与泄漏的流量差异大，流量计无法兼顾，而且流量计成本高，通常只能针对个别管道。因此，现有技术缺乏一种用于气体管道网络的严密性检测方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种检测气体管道严密性的方法及***，用于解决现有气体传输管道网络严密性检测效果差的问题。

本发明采取的技术方案是，一种检测气体管道严密性的方法，用于气体传输管道网络，所述气体传输管道网络包括主管、多个分支管组成的分支管网和与分支管网相连的用气设备，所述分支管网通过主管与外部供气连通；包括以下步骤：S1.所述用气设备均处于停止用气的状态，获取当前主管的气体压力为P₀；S2.断开主管与外部供气，并持续测量主管的气体压力P_n；S3.获取一定时间t内主管气体压力P_n的变化；S4.根据P_n与P₀的差异以及P_n随时间t的变化，量化判断主管和分支管网的严密性。

步骤S1中，所述用气设备均处于停止用气状态，是为了减弱甚至消除主管和分支管网中可能存在的泄漏影响，以获取主管和分支管网完全密封时，当前外部供气下主管理论上应具有的最大气体压力P₀。具体地，在外部供气的持续作用，而分支管网连接的所有用气设备处于停止用气的状态下，主管和分支管网上可能存在的泄漏量通常远小于外部供气量。因此，在外部供气的持续补充作用下，使得主管和分支管网被气体充满，在主管和分支管网中形成类似完全密封状态下的稳定状态，而泄漏的影响被缩小至可以忽略。

当外部供气稳定的情况下，主管和分支管网内各个位置的气压相同，此时获取的当前主管的气体压力P₀为在外部供气下主管和分支管网内各个位置的最大压力，也是严密性检测前主管和分支管网的重要参照压力。P₀作为参照压力，用于与后续变化的压力形成对比。

步骤S2中，断开主管与外部供气的连通是为了切断外部供气。由于失去了外部供气的补给而当前主管和分支管中的气压大，主管和分支管网中存在的泄漏点的作用被放大，主管气体压力根据主管和分支管网的严密性迅速发生变化，通过持续变化的P_n量化反应主管和分支管网的泄漏程度。

具体地，瞬间截断外部供气对主管和分支管网内的供给，残留的管道气压使得被忽略的泄漏点的作用被放大，急速泄压。泄漏越严重，压力的变化越大，存在泄漏的主管或分支管网会由于泄漏处气体的持续排出导致局部的压力不断下降，由于主管和分支管网连通，该效果会不断延伸至各个位置，最终反映为主管的气体压力不断下降。当泄漏越严重，主管的压力下降速度越快。

步骤S3中，获取一定时间t，是为了形成一个确定的检测过程，使得每次严密性检测的结果处于相同的条件下进行，满足可比性，这是满足量化判断的先决条件之一。具体地，时间t能根据压力下降的快慢制定，或变化明显的时间段制定，又或者是根据预留的检测时间制定。当时间固定后，能将P_n的变化与时间相匹配，具体反映的是检测持续时间与主管气体压力变化之间的关系。

步骤S4中，P_n的变化了提供了一个明确的起始压力值，固定的检测时间，以及时间范围内压力值的持续变化，以压力反映主管和分支管网的严密性状态，并形成准确可比的检测数值。具体地，根据P_n的变化至少能获得以下基本信息：根据P₀和P_n的差异，即主管气体压力是否下降能直接判断主管和分支管网在一定时间内是否存在泄漏；若主管气体压力在下降至某一较高压力后持续稳定，可初步判断主管和分支管网当前实际能承受的最大气体压力；根据主管气体压力下降的速度或下降至某一压力或比例所需的时间，能形成量化的数据，方便用于不同的主管和分支管网，不同时间段的主管和分支管网的对比，从而形成泄漏程度的判断，为制定合理的维护标准和及时进行维护提供参考，提高了安全性。

所述方法还包括以下步骤：步骤S2中还包括步骤：S21.持续地测量每条分支管的气体压力P_m-n；步骤S3中还包括步骤：S31.获取时间t内每个分支管的气体压力P_m-n的变化；步骤S4后还包括步骤：S5.根据分支管的气体压力P_m-n的变化，获取分支管的气体压力变化速度Q_m，然后通过分支管的气体压力变化速度Q_m进行严密性排序；根据严密性排序获取泄漏分支管和疑似泄漏分支管。

步骤S21中，分别持续地测量每条分支管的气体压力P_m-n，是为了在获取整体状态的同时进一步关注各分支管自身气体压力的变化，从而获取各个分支管对主管气体压力变化造成的影响。具体地，针对分支管的气体压力测量位置应该设置在每个分支管的出气口处，又或者设置在分支管与主管、其他分支管连通口距离最远的一端，从而减少相互干扰，凸显分支管自身的气体压力变化。在主管检查整体的同时，获取各个分支管对整体气体压力变化的影响程度。

步骤S31中，获取时间t内每个分支管气体压力P_m-n的变化，是为了使获取到的分支管的气体压力变化能与主管气体压力变化相对应。具体地，本步骤中的时间t与步骤S3中的时间t为同一时间段，即在获取主管气体压力变化的同时进行了分支管气体压力的同步获取，从而使得分支管气体压力变化与主管压力变化之间形成有效的关联，凸出了各个分支管在参与影响主管压力变化过程中自身的作用程度，方便提取出影响最大的分支管，确认具体影响整体严密性的目标，从而达到泄漏点的确认。

步骤S5中，获取分支管的气体压力变化速度Q_m，是为了形成量化对比。获取对主管气体压力下降影响最大的分支管和影响程度较大的分支管，从而形成需要维护和持续重点关注的目标。具体地，在检测开始后，若主管和分支管存在泄漏且检测的时间足够长，主管气体压力会先下降然后在某一较低的气体压力下维持稳定或下降至与环境气压一致后不再发生变化。分支管的初始压力与主管一致，而后逐步下降。虽然分支管在时间足够长的检测时间后气体压力会与主管一致，但根据其自身严密性的不同，分支管在测试的前期，即分支管内气体压力较高的一段时间内，由于气体的移动需要时间，这时严密性较差的分支管相比严密性较好的分支管的气体压力下降速度更快。

因此，通过速度的排序能选出对主管和分支管网内严密性影响最大的分支管，以及获取到需要进一步确认，以及加强监控的疑似泄漏分支管。一般选出严密性排序第一的分支管为泄漏分支管，其余严密性排序前5％-20％的分支管为疑似泄漏分支管，又或者将通过设定气压标定值，当高于某一预设值时，判断为泄漏分支管，当处于某一范围时判断为疑似泄漏分支管。

所述时间t为30秒至15分钟和/或者是P_n从P₀下降至预设值K所需的时间；所述K为70％P₀至90％P₀。采用时间t为30秒至15分钟是为了适应非停产方式下的快速检测。具体地，无论是大量利用燃气、氧气、氮气等的冶金产业，又或者是气体反应物质的化工产业，长时间大规模停机停炉检测是非常困难的。一次主管和分支管网的长时间暂停，例如1～2小时，就会造成较大的经济损失，甚至影响未来多个批次产品的质量。而选择30秒至15分钟这一时间段，通过生产上的相互配合，容易腾出这一时间间隔。这使得所述方法能适用于日常常规的检测，大大提高了实用性，填补了工业供气管道检测的技术空缺。当然，这也是基于所述方法的检测是利用主管和分支管网在满压时瞬间切断，在管道内压力维持较高时进行的严密性检测这一基础上的选择。

而另一方面，针对检测时间充裕，对时间段没有明确需求的应用中，本方法能通过主管气体压力下降至某一预设值的时间为检测时长，主管和分支管内的气体压力越大，在存在泄漏的情况下压力下降越为明显；所以通过取靠近最大压力附近范围内的数值作为预设值，这样能保证泄漏造成的气体压力变化能被准确地展示，并确保了检测结果的可靠性。为了进一步提升效果，在实际使用过程中能将两者进一步结合，以获取耗时少且检测效果明显的检测时长。

所述步骤S1前还包括以下步骤：S11.检测当前主管的气体流量和/或采集所有用气设备当前的运行信号，判断用气设备是否均处于停止用气的状态；当主管的气体流量低于任一用气设备正常用气的最低流量和/或所有用气设备当前的运行信号反应均处于停止用气的状态，判断分支管网处于停止用气状态。

步骤S11是为了提供一个准确判断分支管网处于停止用气状态的依据。具体地，确定用气设备是否均处于停止用气的状态，判断主管及分支管网是否由于正常用气导致的压力变化能通过两种检测，一个方案是获取对所有与分支管网连通的用气设备进行单独的用气量的数据采集，获取最小正常用气时的流量，以此作为所述最低流量。通过检测主管流量是否高于所述最低流量，判断主管和分支管网是否处于停止用气状态，这样的好处在于所需配合的设备少，简化控制，硬件成本低，无需额外设置检测点；另一个方案是通过检测各个用气设备的用气信号，例如用气开关，阀门，电控信号等。这样的好处在于能即装即用，可靠性高，更换用气设备影响少，无需重新测量修正。

进一步，当同时检测当前主管的气体流量和所有用气设备当前的用气状态时组成双重检测。形成自检测和故障排除，从而提高整体的使用安全性。具体地，当主管的气体流量低于正常用气的最低流量和所有用气设备当前均处于停止用气的状态，判断用气设备均处于停止用气状态；当主管的气体流量低于正常用气的最低设定流量，但至少一个用气终端当前处于用气的状态；或主管的气体流量高于或等于正常用气的最低设定流量，但用气终端当前均处于停止用气的状态；两种检测的结果不一致判断检测异常状态，配合提示修复；待修复后重新重复本步骤，能避免任一检测方案失效，提高安全性和可靠性。

所述步骤S11之前还包括以下步骤：S01.持续检测主管的气体流量，记录并提取主管的气体流量低于正常用气的最低流量时对应的时间段和/或持续采集用气设备的运行信号，记录并提取所有用气设备均处于停止用气的状态时对应的时间段形成闲置时间段；S02.提取闲置时间段，分析并形成一定时间周期内的闲置用气规律；S03.根据闲置用气规律，形成可选的自动检测时间，在选定的自动检测时间内，自动执行所述方法，进行严密性检测。

步骤S01中，记录并获取形成闲置时间段是为了在当前正常用气的过程中提取用气规律，主动配合现有应用环境寻找所述方法能实施的时段，以提高所述方法的适应性。具体地，通过持续记录所有用气设备均停止用气状态下的时段，为用户提供在不影响现有供气作业的前提下进行检测的时间建议。利用固定的分支管网和用气设备在日常使用过程中存在的潜规律，相比主动安排检测时间产生的问题，例如用气设备实际运行过程中的差异或意外导致预订的检测时间难以精确控制，所述步骤S01通过主动收集总结现有的用气规律，从而提取出生产或使用习惯中被忽略的闲置时间，使得正常用气和严密性检测更好地融合，无疑更能满足常态化检测的需求。

进一步，通过主管和用气设备的检测结合，记录并提取主管的气体流量低于正常用气的最低流量时对应的时间段为第一闲置时间段，记录并提取所有用气设备运行信号均反映处于停止用气的状态时对应的时间段形成第二闲置时间段。当第一闲置时间段与第二闲置时间段不重合时，能分析出分支管网可能存在异常；这样形成了双层保护，提高了所述方法的安全性和可靠性。

步骤S02中，形成一定时间周期内的闲置用气规律是为了凸显闲置时间段的周期性变化，以确认闲置时间段的有效范围，是自动运行检测的先决条件。具体地，该时间周期能是一个班次，一天，一周，一个月，一个季度，又或者是生产规划相似的一段时间内，又或者是用气设备安排相似的一段时间内。进一步，就闲置时间段成功运行和未成功运行的情况进行统计，当未成功运行的概率偏高时，例如成功运行低于70～80％，消除过早的记录，重新获取闲置时间自动修正闲置用气规律。当通过主管和用气设备的检测结合时，提取第一闲置时间段与第二闲置时间段的重合时间段形成闲置用气规律。

步骤S03中，利用闲置用气规律获取检测时间，实现自动检测是为了使所述方法能满足常态下日常检测的需求。具体地，通过自动检测使得本方法实现的难度低，所需的条件小。利用采集的信息，将条件允许的时间呈现给用户，供用户选择，选择后在指定的时间内自动检测，检测完毕后自动输出结果并解除检测状态，减少人员操作，提高了自动化。这一设计对用气环境的影响小，增加了管道的检测频率，并使得检测形成常态，真正实现主管和分支管网的严密性有效监控，确保管道的用气安全。

进一步，还提供一种检测气体管道严密性的***，包括：第一压力传感器，设置在主管上；电控阀门，设置在主管上且位于第一压力传感器的进气侧；第一流量传感器，设置在主管上；用气检测传感器，与用气设备相连且与用气设备的数量对应；第三压力传感器，数量与所述分支管的数量匹配且设置在每个分支管上；控制中心，分别与电控阀门、第一压力传感器、第一流量传感器、第三压力传感器和用气检测传感器相连；内设有储存模块，所述储存模块储存有实现权利要求1-5任一项所述的一种检测气体管道严密性的方法的程序。

所述第一压力传感器用于采集主管气体压力，并转换成电信号传输至控制中心；所述电控阀门在控制中心的控制下用于打开或截断主管与外部供气的连通；所述第一流量传感器用于检测整个分支管网的用气流量；所述用气检测传感器用于检测当前用气设备是否处于用气状态。所述储存模块用于记录所述方法所需的程序，以及第一传感器发送的数据及分析结果；所述第三压力传感器用于测量每个分支管的气体压力变化。

具体地，设置在主管上的电控阀门快速有效地实现了外部供气的截断，配合用气设备的状态，能快速获取一个严密性检测所需的密闭环境。而为了在这一密闭的主管和分支管网中检测气体的轻微变化，特别是在工作状态与泄漏状态差异大的严密性检测过程中，采用第一压力传感器相比流量计的检测精度更高，成本更低，适应性更好，而且可靠性和稳定性更高。所述***的重要特点之一是利用用气设备的当前状态而不是控制用气设备的状态，这使得所述***的启动和工作过程的影响非常小。通过第一流量传感器从整个主管和分支管网的角度判断用气设备的用气状态；而用气检测传感器是利用了用气设备用自身气时自带的信号进行转换，而非额外的监测，这大大降低了对用气检测传感器的要求，而且无论是第一流量传感器或用气检测传感器，其对控制中心提供的均是开关信号，简单的信号简化了控制中心所需的功能，使控制中心结构简单，从而令控制中心能提高可靠性和降低成本。

所述电控阀门的进气侧的所述主管上还设有第二压力传感器。所述第二压力传感器用于检测所述电控阀门进气侧的气体压力。具体地，所述第二压力传感器能在电控阀门关闭之后，通过测量电控阀门进气侧的气压稳定性，判断外部供气压力的稳定情况。当外部供气稳定的条件下，还能配合测量所述电控阀门的状态，从而排除电控阀门在检测过程中可能存在干扰或故障问题。通过简单且低成本的设置实现了所述***安全性的提高，增加了检测的对象，提供了故障排查和自检。

所述用气设备包括控制器和/或进气阀门；所述用气检测传感器是与所述进气阀门相连的开关采集模块和/或是与所述控制***相连的信号采集模块。所述开关采集模块用于检测所述进气阀门的开关，检测进气阀门开启时发送电信号至控制中心；所述信号采集模块用于检测控制器的用气信号，当检测到用气信号时发送电信号至控制中心。具体地，用气设备的用气离不开进气阀门和程序，通过外接或扩展的方式获取用气设备自身的用气信号，能在不影响用气设备的前提下，有效地实现对用气设备当前的用气状态的检测。

所述控制中心还包括：计时模块、控制模块和时钟模块；所述计时模块和时钟模块与控制模块相连。所述控制模块用于接收和反馈电信号，控制所述***的运行；所述计时模块用于提供时长信号；所述时钟模块用于提供时间信息。具体地，所述计时器能实现延时、计算时长并输出电信号等作用；通过时钟模块获取闲置用气时段对应的实际时间，并配合实现自动检测，使得***的运行无需每次都依赖主动触发，结构简单，操作智能化和具有良好的操作友好性。

所述的***还包括警报组件，所述警报组件包括警示灯、警示发声器、报警信号传输模块中的一种或多种且与所述控制中心相连。所述警报组件用于检测结果达到预设条件后发出提醒。具体地，所述警报组件与控制中心相连，当形成检测结果后，控制中心比对检测结果与具体的预设值，预设值能是检测结果、过程参数、局部的压力值等。当超出预设值时，控制中心能控制所述***停止使用的同时，通过警报组件给予明确的提醒，让该信息能被快速获知，及时进行必要的处理和维护，避免危险的发生。该设计强化了人机交互的作用，避免重要信息被忽略。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：提供一种方法，通过管道压力的变化的快速测定，形成管道严密性的量化检测结果，使得泄漏问题能被直观、及时地发现，提高了气体传输管道的安全性，并能帮助准确定位泄漏分支管及疑似泄漏分支管，能满足快速检测和常规检测的需求，能根据管道用气环境自动寻找检测实施的闲置时间实施检测，无需全面停机配合，操作简单，可靠性高，适应性强；并提供一种实施方法的***，结构简单，自动化及智能化程度高，成本低，具有好的可靠性和友好性。

附图说明

图1为本发明的步骤流程图。

图2为本发明实施例2中的管道设备分布示意图。

图3为本发明实施例2中的控制中心组成示意图。

附图标记说明：主管001，分支管002，用气检测传感器060，控制中心100，电控阀门200，第一压力传感器300，第二压力传感器400，第三压力传感器500，第一流量传感器600，用气设备700。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，本实施例是一种检测气体管道严密性的方法，用于铝合金铸造厂生产厂房内的氮气传输管道。铝合金铸造厂在生产过程中需要使用氮气进行铝液净化，而大部分铝合金铸造厂都是通过建造制氮机，将氮气通过主管输送至生产厂房，然后通过多路分支管分别传输至每一个熔炉附近的净化设备使用。一个生产厂房内的所有分支管均与同一主管相连，组成分支管网。而各个净化设备形成用气设备，通过分支管网与主管相连，净化设备的用气量一致，一台设备每次启用耗时约为十五分钟。

生产厂房内共计五个熔炉，每个熔炉配备一台净化设备，并通过独立的分支管分别与主管相连通。进行步骤S11检测当前主管的气体流量；当主管的气体流量高于正常用气的最低流量，即高于一台设备启动时的用气流量，判断当前分支管网处于用气阶段，严密性检测暂缓。间隔一段预设时间后，如5～20分钟后，再次进行步骤S11，检测当前主管的气体流量，当主管的气体流量不显示，低于正常用气的最低设定流量，判断当前所有用气设备均处于停止用气的状态，进入严密性检测。

进行步骤S1获取当前主管的气体压力0.6MPa，各个分支管出气口的压力为：1号分支管0.58MPa、2号分支管0.56MPa、3号分支管0.57MPa、4号分支管0.54MPa、5号分支管0.58MPa；持续一段时间，约30秒至3分钟，确保外部供气稳定后，进行步骤S2断开主管与外部供气的连通。持续测量主管的气体压力，并同时进行步骤S21，持续进行五个分支管的压力变化的检测并获取数据。基于净化设备每次净化的时间短间隔长的特点，进行步骤S3，并以主管的气体压力下降至90％的时间为时间t，测得主管压力下降至0.52MPa耗时15分钟。

在进行步骤S3的同时进行步骤S31，断开外部供气15分钟后，各个分支管出气口的压力：1号分支管0.52MPa、2号分支管0.5MPa、3号分支管0.51MPa、4号分支管0.46MPa、5号分支管0.53MPa。单独对主管断开位置至分支管连接处这一段短管进行检查，未发现泄漏。进行步骤S4根据主管气体的变化量化判断分支管网存在泄漏，而对比上一次维护后的结果：15分钟前测得的主管压力为0.61MPa，十五分钟后测得的主管压力为0.57MPa，下降百分比为6.56％，可见分支管网的严密性有明显下降。

然后进行步骤S5计算各个分支管的气体压力变化速度，各分支管的压力下降速度为：1号分支管0.004MPa/min、2号分支管0.004MPa/min、3号分支管0.004MPa/min、4号分支管0.005MPa/min、5号分支管0.003MPa/min。获取排序为：4号管＞1号管＝2号管＝3号管＞5号管。选出4号管为泄漏分支管，提示及时进行维护。为了进一步实现常规检测，通过步骤S01.持续检测主管的气体流量，记录并提取主管的气体流量低于正常用气的最低流量时对应的时间段，记录并提取所有用气设备均处于停止用气的状态时对应的时间段形成闲置时间段，即所有净化设备都没有开启的时间段；继续进行步骤S02.提取闲置时间段，分析并形成一定时间周期内的闲置用气规律；由于分支管数量少，而限制时间段长，选取每月为基准；最后进行步骤S03.根据闲置用气规律，即每月用气最少的日期及时间段，指定自动检测时间，在自动检测时间内，自动运行严密性检测，循环上述步骤并输出结果。

实施例2

如图2所示，本实施例是一种检测气体管道严密性的***，用于一套三层住宅的燃气管道，燃气的主管001设置在室外，分三个分支管002进入每一层住宅，进入住宅后又再次分开三路，分别对燃气炉、燃气热水器和燃气发热器供气。主管001上设有智能燃气表，入室的分支管002形成分支管网，分支管网连接一共9个用气终端。***包括：第一压力传感器300，设置在主管001上，靠近智能燃气表，第一压力传感器300用于反映主管001和分支管网的整体压力变化；电控阀门200，设置在主管001上且位于第一压力传感器300的进气侧，位于智能燃气表与第一传感器之间且与智能燃气表之间的距离不超过20cm。

电控阀门200用于开启或截断外部供气，电控阀门200为常开的阀门，并带有自锁功能，自锁功能需要用户手动解除；第一流量传感器600，设置在主管001上且位于第一传感器与电控阀门200之间，第一流量传感器600用于从主管001上判断分支管网整体是否有用气；第二压力传感器400，设置在电控阀门200的进气侧且位于智能燃气表的进气侧，与智能燃气表之间的距离不超过20cm，第二压力传感器400用于检测外部供气的压力，以及电控阀门200的封闭效果；每个用气设备700均包括进气阀门，即燃气炉、燃气热水器和燃气发热器的启动开关。

每个用气设备700的启动开关上设有用气检测传感器060，具体能是开关信号检测装置，信号检测装置用于采集用气设备700开启用气的信号；第三压力传感器500，设置在每条分支管002与用气设备700的连接处附近。第三压力传感器500用于检测分支管002道的自身的压力变化；警报组件设置在主管001总开关附近。***设有控制中心100，控制中心100分别与电控阀门200、第一压力传感器300、第二压力传感器400、第三压力传感器500、第一流量传感器600和用气检测传感器060相连，并进行相互通信。

如图3所示，控制中心100包括控制模块、储存模块、计时模块、时钟模块和通信模块。控制模块分别与储存模块、计时模块、时钟模块和通讯模块相连，且通过通信模块与电控阀门200、第一压力传感器300、第二压力传感器400、第三压力传感器500、第一流量传感器600和用气检测传感器060相连。本实施例中，控制模块、储存模块、计时模块、时钟模块和通讯模块集成在一个PCB板上。控制模块为MCU，又或者是单片机、PLC或者其他控制芯片。通信模块为无线通讯模块，具体能是IOT模块，并构成整栋住宅的物联网，电控阀门200为电磁截流阀，第一、二、三压力传感器均是压力变送计。储存模块能是FLASH储存器；电磁截流阀、第一、二、三压力传感器、第一流量传感器600、用气检测传感器060均通过物联网与控制中心100形成数据交换。

储存模块中存有检测气体管道严密性的方法的程序，当***安装完毕后，用户能手动触发管道严密性的检测，具体能是通过与控制中心100进行人机交互的操作面板，操控控制中心100运行程序。操作面板具体能是触摸屏、带显示和按键的组合面板等。***还包括保护外壳和电源，控制中心100、电控阀门200、第一压力传感器300、第一流量传感器600和电源设置在外壳内；电源与控制中心100相连。外壳用于在装置外形成刚性保护，并提供固定的基础；电源用于提供稳定的安全电源。外壳能是表面喷有防腐蚀涂层的金属外壳；电源能是安装电池的电池仓。

智能燃气表能是智能插卡燃气表或无线燃气表或IC卡燃气表等。用气检测传感器060设有通信装置，用气检测传感器060具体能是开关检测器，并与通信装置相连。开关检测器用于检测用气终端的开启状态并提供电信号；通信装置用于将检测开关的电信号发送至控制中心100。通信装置为无线通信模块，开关检测器与用气终端的开关相连，且设有电源。用气终端开启后，开关检测器同步被触发并提供电信号。当用气终端关闭后，开关检测器停止，电信号停止。

当程序运行后，控制中心100控制***进行步骤S11，通过第一流量传感器600检测当前主管001的气体流量，并检测所有用气检测传感器060的状态；检测到当前主管001的气体流量低于任一用气设备700正常用气的流量时，而且所有用气设备700在用气检测传感器060的检测下均处于停止用气的状态下，控制中心100判断所有用气设备700均处于停止用气状态。而后控制中心100执行步骤S1，获取当前主管001的气体压力P₀。其中，m为1至9，代表9条分支管002，各个分支管002出气口的压力为P_m-0，具体为P_1-0、P_2-0……P_9-0；持续一段时间，约30秒至3分钟。

确保外部供气稳定后，控制中心100执行步骤S2，断开主管001与外部供气的连通，持续测量主管001的气体压力。其中，n为采集的次数，每次采集之间具有一定的时间间隔，具体地，记录主管001压力为P₁至P_n。控制中心100在执行步骤S2的同时，一并执行步骤S21，在相同的时间段内，持续进行9个分支管002的压力变化，并记录9个分支管002的压力为：P_1-1至P_1-n；P_2-1至P_2-n；……P_9-1至P_9-n。基于住宅用气的时间规律性比较强，一般集中在饭点，而对时长的要求低，控制中心100执行步骤S3，并以15分钟为检测时长，每1分钟采集1次。

在进行步骤S3的同时进行步骤S31，断开外部供气15分钟后，各个分支管002出气口的压力为P_1-15、P_2-15……P_9-15。人工对主管001断开位置至分支管002连接处这一段主管001进行检查，未发现泄漏，将主管001检测无泄漏信息输入控制中心100。控制中心100进行步骤S4根据P₀与P₁₅的差异量化判断分支管网的严密性，具体能通过控制中心100调取上一次维护后或新管道的检测结果进行对比，若P₀与P₁₅差异非常少，说明检测的管网严密性好，严密性检测结束，控制中心100输出结果。若十五分钟后，P₁₅＜60-95％P₀，例如85％、75％、70％等说明存在运行不允许的泄漏，控制中心100继续执行后步骤S5，计算各个分支管002的气体压力变化速度，Q_m＝(P_m-0-P_m-n)/t，获取Q₁、Q₂……Q₉。然后对结果进行排序，如获取排序为：4>5>3>1>2>6>9>8>7。

控制中心100输出排序，并突显4号管为泄漏分支管002，突显5号管为疑似泄漏分支管002，通过警报组件标识，提醒及时进行维护，除了以前5-％20％外，还能进一步通过设定预设值，当Q_m达到超过某一速度是，确认为泄漏分支和/或疑似泄漏分支。在排序过程中，能替换为设定某一目标压力，按照达到压力的先后顺序进行排序。

为了进一步实现常规检测，控制中心100会通过运行步骤S01.持续检测主管001的气体流量，记录并提取主管001的气体流量低于正常用气的最低流量时对应的时间段，记录并提取所有用气设备700均处于停止用气的状态时对应的时间段形成闲置时间段，即所有用气设备700都没有开启的时间段；而且控制中心100还会自动进行步骤S02.提取闲置时间段，分析并形成一定时间周期内的闲置用气规律；由于分支管002数量少，而限制时间段长，通过手动选择或自动选取的方式，例如以周为基准，形成闲置用气规律；并自动进行步骤S03.根据闲置用气规律，即每周用气最少的日期及时间段，指定自动检测时间，在自动检测时间内，控制中心100自动运行严密性检测。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测气体管道严密性的方法，用于气体传输管道网络，所述气体传输管道网络包括主管、多个分支管组成的分支管网和与分支管网相连的用气设备，所述分支管网通过主管与外部供气连通；其特征在于，包括以下步骤：

S1.所述用气设备均处于停止用气的状态，获取当前主管的气体压力为P₀；

S2.断开主管与外部供气，并持续测量主管的气体压力P_n；

S3.获取一定时间t内主管气体压力P_n的变化；

S4.根据P_n与P₀的差异以及P_n随时间t的变化，量化判断主管和分支管网的严密性。

2.根据权利要求1所述的一种检测气体管道严密性的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

步骤S2中还包括步骤：S21.持续地测量每条分支管的气体压力P_m-n；

步骤S3中还包括步骤：S31.获取时间t内每个分支管的气体压力P_m-n的变化；

步骤S4后还包括步骤：S5.根据分支管的气体压力P_m-n的变化，获取分支管的气体压力变化速度Q_m，然后通过分支管的气体压力变化速度Q_m进行严密性排序；根据严密性排序获取泄漏分支管和疑似泄漏分支管。

3.根据权利要求1所述的一种检测气体管道严密性的方法，其特征在于，所述时间t为30秒至15分钟和/或者是P_n从P₀下降至预设值K所需的时间；所述K为70％P₀至90％P₀。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种检测气体管道严密性的方法，其特征在于；所述步骤S1前还包括以下步骤：

S11.检测当前主管的气体流量和/或采集所有用气设备当前的运行信号，判断用气设备是否均处于停止用气的状态；

当主管的气体流量低于任一用气设备正常用气的最低流量和/或所有用气设备当前的运行信号反应均处于停止用气的状态，判断分支管网处于停止用气状态。

5.根据权利要求4所述的一种检测气体管道严密性的方法，其特征在于，步骤S11之前还包括以下步骤：

S01.持续检测主管的气体流量，记录并提取主管的气体流量低于正常用气的最低流量时对应的时间段和/或持续采集用气设备的运行信号，记录并提取所有用气设备均处于停止用气的状态时对应的时间段形成闲置时间段；

S02.提取闲置时间段，分析并形成一定时间周期内的闲置用气规律；

S03.根据闲置用气规律，形成可选的自动检测时间，在选定的自动检测时间内，自动执行所述方法，进行严密性检测。

6.一种检测气体管道严密性的***，其特征在于，包括：

第一压力传感器，设置在主管上；

电控阀门，设置在主管上且位于第一压力传感器的进气侧；

第一流量传感器，设置在主管上；

用气检测传感器，与用气设备相连且与用气设备的数量对应；

第三压力传感器，数量与所述分支管的数量匹配且设置在每个分支管上；

控制中心，分别与电控阀门、第一压力传感器、第一流量传感器、第三压力传感器和用气检测传感器相连；内设有储存模块，所述储存模块储存有实现权利要求1-5任一项所述的一种检测气体管道严密性的方法的程序。

7.根据权利要求6所述的一种检测气体管道严密性的***，其特征在于，所述电控阀门的进气侧的所述主管上还设有第二压力传感器。

8.根据权利要求6所述的一种检测气体管道严密性的***，其特征在于，所述用气设备包括控制器和/或进气阀门；所述用气检测传感器是与所述进气阀门相连的开关采集模块和/或是与所述控制***相连的信号采集模块。

9.根据权利要求6所述的一种检测气体管道严密性的***，其特征在于，所述控制中心还包括：计时模块、控制模块和时钟模块；所述计时模块和时钟模块与控制模块相连。

10.根据权利要求6所述的一种检测气体管道严密性的***，其特征在于，还包括警报组件，所述警报组件包括警示灯、警示发声器、报警信号传输模块中的一种或多种且与所述控制中心相连。

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