CN116412359A - 一种天然气泄漏监测***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种天然气泄漏监测***及方法，涉及泄漏检测技术领域。其包括用于划分天然气管道的管道划分模块、用于实时监控和检测的管道监测模块、用于确定泄漏位置的泄漏定位模块、用于发出泄漏警报的警报提示模块、用于处理泄漏管道的泄漏处理模块、用于收集分析并存储数据的控制中心模块、用于构建危险评估模型的危险评估模块以及用于提前规避泄漏风险的泄漏预警模块。本发明通过多种检测方法、多种组合方式、精准定位、及时提醒，实现天然气管道的全方位检测，提高泄漏检测的准确性和及时性；通过分析数据实现泄漏前的预警，通过构建危险评估模型实现泄漏后危险程度评估，进一步避免了发生大规模天然气泄漏，最大程度上保障人员安全。

Description

一种天然气泄漏监测***及方法

技术领域

本发明属于泄漏监测技术领域，尤其涉及一种天然气泄漏监测***及方法。

背景技术

天然气是一种重要的能源，广泛用作城市煤气和工业燃料，而随着经济的发展，天然气的需求也在日趋增加。因为天然气在空气中含量达到一定程度后会使人窒息，并且作为燃料，天然气也会因发生***而造成伤亡，当天然气在房屋或帐篷等封闭环境里聚集的情况下达到一定的比例时，就会触发威力巨大的***。因此对于天然气因泄漏而造成的安全问题需要采取一些手段进行预防。

目前，天然气主要采用管道输送的方式进行运输，在对天然气进行运输时，管道受到运输时间、运输环境及使用情况等的影响，会不可避免的受到腐蚀，也会因为接口处因磨损而不再密闭，或者因为施工等人为因素意外破损，最终造成天然气的泄漏事故，因此需要对管道进行监测，如果检测到天然气发生泄漏，需要及时对泄漏的位置进行定位，并通过示警提醒相关人员及时处理，避免因天然气的泄漏造成巨大的损失或伤亡。传统的检测方法都是通过硬件检测方法进行检测的，这种检测方式存在泛化能力差、定位精度低等问题。

中国发明CN113418142A公开了一种天然气泄露监测***及方法，其***包括：天然气阀门，用于获取天然气阀门状态，并将天然气阀门状态发送至云端服务器；灶台阀门，用于获取灶台阀门状态，并将灶台阀门状态发送至云端服务器；云端服务器，用于接收天然气阀门状态和灶台阀门状态，并根据天然气阀门状态和灶台阀门状态确定待监测管道的当前状态，当当前状态处于封闭状态时，向多个压力监测传感器发送压力获取指令；多个压力监测传感器，用于在接收到压力获取指令时，获取管道气压值，并将管道气压值发送至云端服务器；云端服务器，还用于根据管道气压值判断待监测管道是否存在天然气泄漏。从而实现了对管道的泄漏检测。通过上述方式，在天然气阀门以及灶台阀门同时关闭时，检测管道内的气压递减速率，从而判断管道是否存在天然气泄漏，从而实现了无需人工检测能够自动检测管道是否有泄漏，提升了用户的安全。

上述天然气的泄漏监测主要针对的是进入用户家中的天然气管道，这类管道一般采用金属软管等进行天然气的输送；上述发明并没有针对天然气公司或天然气厂向城市输送天然气的管道进行监测，这类管道一般采用PE管或者钢管进行输送，因为同一种监测方法对于不同的管道材质并不一定全都适用，上述发明并没有针对不同的管道材质采用对应的泄漏监测方法。

现有技术中，缺少根据不同输送阶段所采用的不同管道材质而采用的不同的泄漏监测技术，并且只对泄漏后的天然气进行处理，并没有针对泄漏前的天然气做出提前预警；没有针对天然气的泄漏情况做出危险评估，也没有区分缓慢泄漏(不敏感泄漏)或突发性泄漏或人为引起的泄漏，并针对上述泄漏方式做出不同的应对手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气泄漏监测***及方法，通过判断不同阶段的管道材质而采用不同的监测方式；通过定位标记及时发现泄漏位置，利用警报进行泄漏后的提醒，并针对缓慢泄漏或突发性泄漏做出及时处理；通过分析信息数据对天然气发生泄漏前进行预警，防止人为造成的泄漏；通过分析检测数据，做出天然气泄漏的危险程度评估，实现从天然气厂或天然气公司到城市配气中心再到用户家中的全方面、大范围、分阶段的泄漏后监测和泄漏前预警。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

第一方面，本申请实施例提供了一种天然气泄漏监测***，包括依次通信连接的管道划分模块、管道监测模块、泄漏定位模块、警报提示模块、泄漏处理模块以及控制中心模块；

所述管道划分模块，用于根据天然气管道的材质、用途和铺设区域对所述天然气管道进行划分，将其划分为第一管道、第二管道、第三管道和第四管道；

所述管道监测模块，用于处理所述天然气管道的若干管道接口并对所述天然气管道进行分段，形成分段管道；对所述管道接口和所述分段管道进行实时监控和检测，对发生天然气泄漏的泄漏管道进行标记，生成标记信号和定位信号；

所述泄漏定位模块，用于根据所述定位信号确定所述泄漏管道的位置，并生成警报信号；

所述警报提示模块，包括警报单元和提示单元；所述警报单元用于根据所述警报信号发出泄漏警报；所述提示单元用于生成提示信息；其中，所述提示信息包括：泄漏位置、泄漏开始时间、泄漏量、扩散速度、环境信息；

所述控制中心模块，用于根据所述警报信号和所述提示信息生成处理指令；

所述泄漏处理模块，用于根据所述处理指令对所述泄漏管道进行处理，并生成处理结果报告；

所述控制中心模块，还用于收集各模块数据，并分析所述各模块数据，生成分析结果报告；还用于存储所述各模块数据；还用于生成检测指令。

优选的，所述管道监测模块包括依次通信连接的管道接口单元、管道分段单元、管道监控单元和管道检测单元；

所述管道接口单元，用于获取所述管道接口及其相关信息，对每两个所述管道接口做密封处理，形成密封接口；其中，所述相关信息包括：接口种类、接口形状、接口大小、接口型号和接口材质；

所述管道分段单元，用于根据所述管道接口对所述天然气管道进行分段，形成分段管道；

所述管道监控单元，用于监控所述分段管道和所述密封接口，并将监控信息发送至所述控制中心模块；

所述管道检测单元，用于根据所述检测指令对所述分段管道和所述密封接口进行检测，标记所述泄漏管道并生成所述标记信号和所述定位信号。

优选的，所述检测指令包括检测方式和检测方法；其中，所述检测方式包括交替检测和组合检测。

优选的，所述检测方法包括：区间压力检测法、漏磁检测法、红外热像仪检测法、负压波检测法和阵列涡流检测法。

优选的，所述第一管道采用所述负压波检测法和所述区间压力检测法进行所述交替检测；所述第二管道采用所述红外热像仪检测法和所述负压波检测法进行所述组合检测；所述第三管道采用所述负压波检测法和所述区间压力检测法进行所述交替检测；所述第四管道采用所述漏磁检测法和所述阵列涡流检测法进行所述组合检测。

优选的，所述密封接口处采用工业密封膜进行包裹，并在所述工业密封膜上设置气压传感器和气体流量计。

优选的，所述控制中心模块包括依次通信连接的控制指令单元、数据收集单元、数据分析单元和数据存储单元；

所述控制指令单元，用于生成控制指令，所述控制指令包括：所述处理指令、所述检测指令和收集指令；

所述数据收集单元，用于根据所述收集指令对所述各模块数据进行收集，并进行分类和整理；

所述数据分析单元，用于对收集的所述各模块数据进行分析和归纳，生成分析结果报告；

所述数据存储单元，用于存储所述各模块数据；

其中，所述数据存储单元还用于为所述各模块提供调阅权限和访问权限。

优选的，该***还包括与所述控制中心模块通信连接的危险评估模块，其用于根据所述监控信息、所述提示信息、所述处理结果报告和所述分析结果报告构建危险评估模型；所述危险评估模型用于对动态变化的泄漏区域的天然气进行实时的危险程度评估。

优选的，该***还包括与所述危险评估模块通信连接的泄漏预警模块，其用于对泄漏前的所述天然气管道进行预警，提前规避所述天然气管道的泄漏风险；所述泄漏预警模块包括依次通信连接的工程信息获取单元、信息解析对比单元和安全预警单元；

所述工程信息获取单元，用于获取工程建设信息、管道铺设信息和所述标记信号；

所述信息解析对比单元，用于对所述工程建设信息进行解析，将解析结果与所述管道铺设信息进行对比，并结合所述标记信号生成预警信号；

所述安全预警单元，用于根据所述预警信号发出预警通知；

其中，所述工程建设信息包括：施工区域、施工范围和施工开始时间；所述管道铺设信息包括：所述材质、所述铺设区域、铺设范围、铺设开始时间、铺设结束时间；

其中，所述标记信号用于标记所述泄漏管道。

第二方面，本申请实施例提供了一种天然气泄漏监测方法，包括以下步骤：

S1，根据天然气管道的材质、用途和铺设区域将其划分为第一管道、第二管道、第三管道和第四管道；

S2，处理所述天然气管道的若干接口并对所述天然气管道进行分段；

S3，对所述接口和分段管道进行实时监控，生成监控信息；

S4，根据所述监控信息生成检测指令；

S5，根据所述检测指令对所述分段管道和所述接口进行检测，标记泄漏管道并生成标记信号和定位信号；

S6，根据所述定位信号确定所述泄漏管道的位置，生成警报信号；

S7，根据所述警报信号发出泄漏警报，并生成提示信息；

S8，根据所述警报信号和所述提示信息生成处理指令；

S9，根据所述处理指令对所述泄漏管道进行处理，并生成处理结果报告；

S10，生成收集指令，并根据所述收集指令收集***各模块数据，并进行分类和整理；

S11，对收集的所述***各模块数据进行分析和归纳，生成分析结果报告；

S12，存储所述***各模块数据并为所述***各模块提供调阅权限和访问权限；

S13，根据所述监控信息、所述提示信息、所述处理结果报告和所述分析结果报告构建危险评估模型；

S14，根据所述危险评估模型对泄漏区域天然气的动态变化，实时进行危险程度评估；

S15，获取工程建设信息、管道铺设信息和所述标记信号；

S16，对所述工程建设信息进行解析，将解析结果与所述管道铺设信息进行对比，并结合所述标记信号生成预警信号；

S17，根据所述预警信号发出预警通知，提前规避所述天然气管道的泄漏风险；

其中，所述检测指令包括检测方式和检测方法；所述检测方式包括交替检测和组合检测；所述检测方法包括：区间压力检测法、漏磁检测法、红外热像仪检测法、负压波检测法和阵列涡流检测法；

其中，所述第一管道采用所述负压波检测法和所述区间压力检测法进行所述交替检测；所述第二管道采用所述红外热像仪检测法和所述负压波检测法进行所述组合检测；所述第三管道采用所述负压波检测法和所述区间压力检测法进行所述交替检测；所述第四管道采用所述漏磁检测法和所述阵列涡流检测法进行所述组合检测。

本发明的有益效果为：

(1)根据天然气公司/天然气厂到城市配气中心再到用户家中的过程中所使用的不同的输送管道，采用不同的泄漏检测手段，防止一种检测手段无法适用整个输送过程的情况，通过多种手段实现天然气输送管道的全方位检测，进一步保障了泄漏检测的准确性和及时性。

(2)根据检测结果对发生天然气泄漏的位置进行精准定位，并通过警报提示进行及时提醒，利用定位的准确性和提醒的及时性，防止因为天然气泄漏但没有及时处理而引起的经济损失或人员伤亡。

(3)区分天然气发生泄漏的方式，采用多种检测手段交替或组合的方式对缓慢泄漏(不敏感泄漏)或突发性泄漏进行检测，确保天然气输送管道在发生不同方式的泄漏时都可以被及时检测到，进一步保障了天然气输送的安全性。

(4)通过分析检测数据对泄漏后天然气管道进行及时处理，通过解析工程建设信息，如施工地信息，将解析得到的信息与管道铺设的位置进行比对，从而对泄漏前的天然气管道进行预警通知，防止因如施工建设等人为因素造成天然气管道破损，进而避免发生天然气的大规模泄漏。

(5)通过收集和分析检测数据，建立天然气泄漏的危险评估模型，从而对泄漏的天然气的危险程度进行评估，根据评估结果进行相应的处理，如果危险程度极高，则需要迅速撤离泄漏区域的人员，并迅速派遣就近处理人员进行处理；危险评估模型还可以给处理人员提供处理时间(天然气***极限时间)作参考，防止处理人员因处理时间太长而发生危险。

附图说明

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本申请的技术方案。

图1为本申请实施例提供的一种天然气泄漏监测***的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的天然气输送过程的阶段划分示意图；

图3为本申请实施例提供的管道监测模块结构示意图；

图4为本申请实施例提供的区间压力检测法的步骤流程图；

图5为本申请实施例提供的红外热像仪检测法的步骤流程图；

图6为本申请实施例提供的负压波检测法的步骤流程图；

图7为本申请实施例提供的控制中心模块结构示意图；

图8为本申请实施例提供的泄漏预警模块结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种天然气泄漏监测方法的步骤流程图；

附图标记说明

图中：1、管道划分模块；2、管道监测模块；3、泄漏定位模块；4、警报提示模块；5、泄漏处理模块；6、控制中心模块；7、危险评估模块；8、泄漏预警模块；21、管道接口单元；22、管道分段单元；23、管道监控单元；24、管道检测单元；41、警报单元；42、提示单元；61、控制指令单元；62、数据收集单元；63、数据分析单元；64、数据存储单元；81、工程信息获取单元；82、信息解析对比单元；83、安全预警单元。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的方法和***的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、特征及其功效作详细说明。

实施例1

请参阅图1，本发明实施例提供一种天然气泄漏监测***，包括依次通信连接的管道划分模块1、管道监测模块2、泄漏定位模块3、警报提示模块4、泄漏处理模块5、控制中心模块6、危险评估模块7和泄漏预警模块8；

管道划分模块1，用于根据天然气管道的材质和铺设区域对天然气管道进行划分，将其划分为第一管道、第二管道、第三管道和第四管道；

管道监测模块2，用于处理天然气管道的若干管道接口并对天然气管道进行分段，形成分段管道；对管道接口和分段管道进行实时监控和检测，对发生天然气泄漏的泄漏管道进行标记，生成标记信号和定位信号；

泄漏定位模块3，用于根据定位信号确定泄漏管道的位置，并生成警报信号；

警报提示模块4，包括警报单元41和提示单元42；警报单元41用于根据警报信号发出泄漏警报；提示单元42用于生成提示信息；其中，提示信息包括：泄漏位置、泄漏开始时间、泄漏量、扩散速度、环境信息；

控制中心模块6，用于根据警报信号和提示信息生成处理指令；

泄漏处理模块5，用于根据处理指令对泄漏管道进行处理，并生成处理结果报告；

控制中心模块6，还用于收集各模块数据，并分析各模块数据，生成分析结果报告；还用于存储各模块数据；还用于生成检测指令；

危险评估模块7，用于构建危险评估模型，对动态变化的泄漏区域的天然气进行实时的危险程度评估；

泄漏预警模块8，用于对泄漏前的天然气管道进行预警，提前规避天然气管道的泄漏风险。

下面将对上述***各模块进行详细说明。

关于管道划分模块1，天然气公司(或天然气厂)采购到液化天然气后，会通过专用车将液化天然气运输到天然气公司。天然气需要将液化天然气转化为气化天然气，因此需要进行调压处理，又因为调压后形成的气化天然气无色无味，为了避免天然气泄漏后无法发现，所以通常会向气化天然气中加入四氢噻吩对其进行加臭处理。需要说明的是，本实施例中天然气是指呈现气态的，可被用户使用的天然气。经过上述处理后的天然气被天然气公司通过输送管道输送到市区或者城镇中，城镇再将这些天然气处理后输送给各地区，各地区再将天然气输送至每家用户。

在天然气的整个输送过程中，因为区域原因、需求原因和安全考虑等多种因素，在各个输送站点之间的输送管道可能会根据实际需求采用不同的材质。请参阅图2，天然气从位于天然气公司的输送总站开始输送，到达城镇的配气中心，配气中心将接收到的天然气再分配给若干地区的若干个分输站，分输站再根据用户需求将天然气输送到若干用户的若干场站，而场站通过输气阀门将天然气输送到输送终站。因此，输送总站、配气中心、分输站、场站和输送终站将整个天然气的输送过程分为了四个阶段，其中，输送总站到配气中心为第一阶段、配气中心到若干分输站为第二阶段，分输站到若干场站为第三阶段，场站到输送终站为第四阶段。需要说明的是，上述配气中心指的是城市中总的接收站，该配气中心用于接收来自天然气公司或天然气厂输送的天然气，并对这些天然气做统一的处理和分配；上述分输站指的是位于城市中各区域的分站点，这些区域包括但不限于各个企业、公司、学校、社区和工厂；上述场站指的是进入用户室内的站点，比如社区内的站点通过管道将天然气输送到用户家中，进入用户家中的管道会通过天然气阀门进行控制；而上述输送终站指的是用户使用天然气时天然气最后输出的站点，比如用户家中的灶台。上述输送总站、配气中心、分输站、场站和输送终站只是用于本实施例中对管道铺设区域以及划分的各个阶段进行说明，并没有特指某一个站点所代表的专用名称，还可以用第一站点、第二站点、第三站点和第四站点等进行命名。

在本实施例中，上述四个阶段中每一阶段的天然气管道根据实际需求和铺设区域以及其他因素考虑，可能会选择不同的管道材质；因此，将上述第一阶段的天然气管道划分为第一管道，第二阶段的天然气管道划分为第二管道，第三阶段的天然气管道划分为第三管道，第四阶段的天然气管道划分为第四管道；而根据用途进行分类，又可以将上述第一管道分为输气管道；第二管道和第三管道分为配气管道，其中第三管道为低压配气管道；第四管道分为入户管道。上述不同材质的管道包括PE管、钢管、塑料管以及金属软管等。在实际应用中，上述第一管道、第二管道和第三管道多用远距离输送天然气，所以大多采用钢管、PE管、塑料管或者PE管与钢管结合的方式，而上述第四管道因其用于用户室内，所以多为金属软管或者塑料管。

关于管道监测模块2，请参阅图3，在本发明提供的一种实施例中，管道监测模块2包括依次通信连接的管道接口单元21、管道分段单元22、管道监控单元23和管道检测单元24；

管道接口单元21，用于获取管道接口及其相关信息，对每两个管道接口做密封处理，形成密封接口；其中，相关信息包括：接口种类、接口形状、接口大小、接口型号、接口材质；

管道分段单元22，用于根据管道接口对天然气管道进行分段，一个分段管道包括两个未接触的管道接口；

管道监控单元23，用于监控分段管道和密封接口，并将监控信息发送至控制中心模块6；

管道检测单元24，用于根据检测指令对分段管道和密封接口进行检测，标记泄漏管道并生成标记信号和定位信号。

具体地，整个天然气传输过程中天然气管道并不是只有整个一根，它是由若干个长度合适的天然气管道拼接而成的。在管道接口单元21中，每根天然气管道的两端都各有一个管道接口，当两根天然气管道拼接时，位于这两个管道的两个管道接口就会连接在一起，形成一个密封接口，该密封接口是两个管道接口通过密封处理形成的。在本实施例中，如果天然气管道采用PE管，则密封处理为热熔焊接，如果采用钢管，则密封处理为电焊焊接。上述密封处理可以有多种密封方式，具体根据采用的管道材质决定，本实施例只是列举两个例子进行解释说明，不做具体限定。在本实施例中，管道接口的相关信息包括但不限于：接口种类、接口形状、接口大小、接口型号和接口材质等，上述相关信息是用于密封处理时作为参考。

在本发明提供的一种实施例中，密封接口处采用工业密封膜进行包裹，并在工业密封膜上设置气压传感器和气体流量计。具体地，密封接口因为是由两根天然气管道拼接组合而成，所以即使进行了密封处理也依然会存在泄漏的风险，所以在密封接口处用工业密封膜进行包裹，并在其上设置气压传感器和气体流量计，气压传感器用来检测气体压强，气体流量计用来检测管道中流过的气体量。如果在工业密封膜上的检测到气体压强，并且气体流量计检测到管道内位于密封接口处的天然气的流速加快，说明该密封接口处发生了天然气的泄漏。

在管道分段单元22中，根据管道接口对天然气管道进行分段，从而形成分段管道。因为管道接口进行密封处理形成了密封接口，所以通过密封接口来对天然气管道进行分段从而形成分段管道，因为两个接触的管道接口形成一个密封接口，所以两个密封接口将天然气管道分为一个分段管道。

在管道监控单元23和管道检测单元24中，管道监控单元23对分段管道和密封接口进行实时监控，将监控得到的监控信息发送至控制中心模块6，控制中心模块6根据监控信息生成检测指令，并将检测指令发送至管道检测单元24，管道检测单元24接收到检测指令后对分段管道和密封接口进行检测，将检测到的发生天然气泄漏的天然气管道进行标记，将其标记为泄漏管道，并生成标记信号和定位信号，其中，定位信号用于对发生天然气泄漏的管道进行迅速定位。

在本发明提供的一种实施例中，检测指令包括检测方式和检测方法；其中，检测方式包括交替检测和组合检测；检测方法包括：区间压力检测法、漏磁检测法、红外热像仪检测法、负压波检测法和阵列涡流检测法。

具体地，控制中心模块6根据监控信息为管道检测单元24生成检测指令，该检测指令包括上述检测方式和上述检测方法。因为第一管道、第二管道、第三管道和第四管道可能采用不同的管道材质，又因为它们位于不同的铺设区域，所以针对不同阶段的管道也会采用不同的检测方式和不同的检测方法。

关于检测方式，上述交替检测指的是两种检测方法来回交替地进行检测，上述组合检测指的是两种检测方法组合在一起进行检测。需要说明的是，交替检测并不是两种检测方法同时进行检测，而是轮流进行，即一个检测方法结束检测后，另一个检测方法开始检测，二者中间可以立刻交替，也可以设定一个间隔阈值，即在一个检测方法结束并间隔一定时间后，再开始下一个检测方法的检测；而组合检测是两种检测方法同时进行检测，采用上述检测方式可以进一步保证检测结果的准确性。

在本实施例中，上述交替检测和组合检测包括两种或两种以上的检测方法，并不仅限于两种检测方法。

根据天然气公司/天然气厂到城市配气中心再到用户家中的过程中所使用的不同的输送管道，采用不同的泄漏检测手段，防止一种检测手段无法适用整个输送过程的情况，通过多种手段实现天然气输送的全方位检测，进一步保障了泄漏检测的准确性和及时性。

关于检测方法，下面将会对上述检测方法中的几种进行详细说明。

请参阅图4，关于区间压力检测法，其包括以下步骤：

S101，在密封接口内部设置封闭片；

S102，在分段管道内设置压力传感器；

S103，利用封闭片将分段管道进行封闭，形成封闭分段管道；

S104，利用压力传感器对封闭分段管道进行检测；

S105，将检测到的异常气压变化进行输出。

具体地，通过封闭片将分段管道进行封闭，使其内部变为封闭空间，再利用压力传感器检测封闭管道内的气压，如果检测发现气压发生异常变化，则说明这段管道内发生了天然气的泄漏，将异常气压变化输出至控制中心模块6中。上述压力传感器用于检测管道内气压，包括但不限于电容式压力传感器、霍尔式压力传感器、电感式压力传感器或半导体应变片式压力传感器。

请参阅图5，关于红外热像仪检测法，其包括以下步骤：

S201，采集天然气管道的热成像图像；

S202，将热成像图像输入卷积神经网络中进行训练，生成预测图像模型；

S203，采集分段管道的区段热成像图像；

S204，将区段热成像图像输入预测图像模型，输出预测图像；

S205，将区段热成像图像与预测图像进行对比，获取气体泄漏区域。

具体地，红外热像仪可以获取天然气管道的热成像图像，将获取的若干热成像图像输入卷积神经网络中进行训练和学习，进而生成预测图像模型，该模型通过分析对比可以准确找出天然气泄漏的区域；采集整个天然气管道中的若干分段管道的区段热成像图像，并将其输入预测图像模型中，进而可以获取到预测图像，通过对比预测图像与输入前的区段热成像图像，可以找出天然气的泄漏区域。

请参阅图6，关于负压波检测法，其包括如下步骤：

S301，在分段管道内设置高敏压力变送器和气体流量计；

S302，在分段管道外设置温度传感器；

S303，利用高敏压力变送器检测分段管道内的负压波信号和气体压力；

S304，利用气体流量计检测分段管道内的气体流量；

S305，若检测到负压波信号且气体压力和气体流量超过设定阈值，则计算负压波信号的传播速度；

S306，记录负压波信号到达两侧高敏压力变送器的传播时间差；

S307，根据传播速度和传播时间差计算泄漏点位置。

在本发明提供的一种实施例中，第一管道采用负压波检测法和区间压力检测法进行交替检测；第二管道采用红外热像仪检测法和负压波检测法进行组合检测；第三管道采用负压波检测法和区间压力检测法进行交替检测；第四管道采用漏磁检测法和阵列涡流检测法进行组合检测。

具体地，通过区分天然气发生泄漏的方式，采用多种检测手段交替或组合的方式对缓慢泄漏(不敏感泄漏)或突发性泄漏进行检测，确保天然气输送管道在发生不同方式的泄漏时都可以被及时检测到，进一步保障了天然气输送的安全性。

关于泄漏定位模块3、警报提示模块4以及泄漏处理模块5，根据检测结果对发生天然气泄漏的位置进行精准定位，并通过警报提示进行及时提醒，利用定位的准确性和提醒的及时性，防止因为天然气泄漏但没有及时处理而引起的经济损失或人员伤亡。并且通过对小规模泄漏进行常规处理，对大规模泄漏进行紧急处理，增强了泄漏处理的效率，进一步保障了安全。

关于控制中心模块6，请参阅图7，该控制中心模块6包括依次通信连接的控制指令单元61、数据收集单元62、数据分析单元63和数据存储单元64；

控制指令单元61，用于生成控制指令，控制指令包括：处理指令、检测指令和收集指令；

数据收集单元62，用于根据收集指令对各模块数据进行收集，并进行分类和整理；

数据分析单元63，用于对收集的各模块数据进行分析和归纳，生成分析结果报告；

数据存储单元64，用于存储各模块数据；

其中，数据存储单元64还用于为各模块提供调阅权限和访问权限。

关于危险评估模块7，其与控制中心模块6通信连接，其用于根据监控信息、提示信息、处理结果报告和分析结果报告构建危险评估模型，该危险评估模型用于对动态变化的泄漏区域的天然气进行实时的危险程度评估。该模块通过收集和分析检测数据，建立天然气泄漏的危险评估模型，从而对泄漏的天然气的危险程度进行评估，根据评估结果进行相应的处理，如果危险程度极高，则需要迅速撤离泄漏区域的人员，并迅速派遣就近处理人员进行处理；危险评估模型还可以给处理人员提供处理时间(天然气***极限时间)作参考，防止处理人员因处理时间太长而发生危险。

关于泄漏预警模块8，请参阅图8，泄漏预警模块8与危险评估模块7通信连接，用于对泄漏前的所述天然气管道进行预警，提前规避所述天然气管道的泄漏风险；该泄漏预警模块8包括依次通信连接的工程信息获取单元81、信息解析对比单元82和安全预警单元83；

工程信息获取单元81，用于获取工程建设信息、管道铺设信息和标记信号；

信息解析对比单元82，用于对工程建设信息进行解析，将解析结果与管道铺设信息进行对比，并结合标记信号生成预警信号；

安全预警单元83，用于根据预警信号发出预警通知；

其中，工程建设信息包括：施工区域、施工范围和施工开始时间；管道铺设信息包括：材质、铺设区域、铺设范围、铺设开始时间、铺设结束时间；

其中，标记信号用于标记泄漏管道。

具体地，该模块通过分析检测数据对泄漏后天然气管道进行及时处理，通过解析工程建设信息，如施工地信息，将解析得到的信息与管道铺设的位置进行比对，从而对泄漏前的天然气管道进行预警通知，防止因如施工建设等人为因素造成天然气管道破损，进而避免发生天然气的大规模泄漏。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

(1)根据天然气公司/天然气厂到城市配气中心再到用户家中的过程中所使用的不同的输送管道，采用不同的泄漏检测手段，防止一种检测手段无法适用整个输送过程的情况，通过多种手段实现天然气输送管道的全方位检测，进一步保障了泄漏检测的准确性和及时性。

(2)根据检测结果对发生天然气泄漏的位置进行精准定位，并通过警报提示进行及时提醒，利用定位的准确性和提醒的及时性，防止因为天然气泄漏但没有及时处理而引起的经济损失或人员伤亡。

(3)区分天然气发生泄漏的方式，采用多种检测手段交替或组合的方式对缓慢泄漏(不敏感泄漏)或突发性泄漏进行检测，确保天然气输送管道在发生不同方式的泄漏时都可以被及时检测到，进一步保障了天然气输送的安全性。

(4)通过分析检测数据对泄漏后天然气管道进行及时处理，通过解析工程建设信息，如施工地信息，将解析得到的信息与管道铺设的位置进行比对，从而对泄漏前的天然气管道进行预警通知，防止因如施工建设等人为因素造成天然气管道破损，进而避免发生天然气的大规模泄漏。

(5)通过收集和分析检测数据，建立天然气泄漏的危险评估模型，从而对泄漏的天然气的危险程度进行评估，根据评估结果进行相应的处理，如果危险程度极高，则需要迅速撤离泄漏区域的人员，并迅速派遣就近处理人员进行处理；危险评估模型还可以给处理人员提供处理时间(天然气***极限时间)作参考，防止处理人员因处理时间太长而发生危险。

实施例2

请参阅图9，本发明提供一种天然气泄漏监测方法，包括如下步骤：

S1，根据天然气管道的材质、用途和铺设区域将其划分为第一管道、第二管道、第三管道和第四管道；

S2，处理天然气管道的若干接口并对天然气管道进行分段；

S3，对接口和分段管道进行实时监控，生成监控信息；

S4，根据监控信息生成检测指令；

S5，根据检测指令对分段管道和接口进行检测，标记泄漏管道并生成标记信号和定位信号；

S6，根据定位信号确定泄漏管道的位置，生成警报信号；

S7，根据警报信号发出泄漏警报，并生成提示信息；

S8，根据警报信号和提示信息生成处理指令；

S9，根据处理指令对泄漏管道进行处理，并生成处理结果报告；

S10，生成收集指令，并根据收集指令收集***各模块数据，并进行分类和整理；

S11，对收集的***各模块数据进行分析和归纳，生成分析结果报告；

S12，存储***各模块数据并为***各模块提供调阅权限和访问权限；

S13，根据监控信息、提示信息、处理结果报告和分析结果报告构建危险评估模型；

S14，根据危险评估模型对泄漏区域天然气的动态变化，实时进行危险程度评估；

S15，获取工程建设信息、管道铺设信息和标记信号；

S16，对工程建设信息进行解析，将解析结果与管道铺设信息进行对比，并结合标记信号生成预警信号；

S17，根据预警信号发出预警通知，提前规避天然气管道的泄漏风险；

其中，检测指令包括检测方式和检测方法；检测方式包括交替检测和组合检测；检测方法包括：区间压力检测法、漏磁检测法、红外热像仪检测法、负压波检测法和阵列涡流检测法；

其中，第一管道采用负压波检测法和区间压力检测法进行交替检测；第二管道采用红外热像仪检测法和负压波检测法进行组合检测；第三管道采用负压波检测法和区间压力检测法进行交替检测；第四管道采用漏磁检测法和阵列涡流检测法进行组合检测。

具体地，根据天然气公司/天然气厂到城市配气中心再到用户家中的过程中所使用的不同的输送管道，采用不同的泄漏检测手段，防止一种检测手段无法适用整个输送过程的情况，通过多种手段实现天然气输送管道的全方位检测，进一步保障了泄漏检测的准确性和及时性；根据检测结果对发生天然气泄漏的位置进行精准定位，并通过警报提示进行及时提醒，利用定位的准确性和提醒的及时性，防止因为天然气泄漏但没有及时处理而引起的经济损失或人员伤亡；通过区分天然气发生泄漏的方式，采用多种检测手段交替或组合的方式对缓慢泄漏(不敏感泄漏)或突发性泄漏进行检测，确保天然气输送管道在发生不同方式的泄漏时都可以被及时检测到，进一步保障了天然气输送的安全性；通过分析检测数据对泄漏后天然气管道进行及时处理，通过解析工程建设信息，如施工地信息，将解析得到的信息与管道铺设的位置进行比对，从而对泄漏前的天然气管道进行预警通知，防止因如施工建设等人为因素造成天然气管道破损，进而避免发生天然气的大规模泄漏；通过收集和分析检测数据，建立天然气泄漏的危险评估模型，从而对泄漏的天然气的危险程度进行评估，根据评估结果进行相应的处理，如果危险程度极高，则需要迅速撤离泄漏区域的人员，并迅速派遣就近处理人员进行处理；危险评估模型还可以给处理人员提供处理时间(天然气***极限时间)作参考，防止处理人员因处理时间太长而发生危险。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将***的内部划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件，或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种天然气泄漏监测***，其特征在于：包括依次通信连接的管道划分模块、管道监测模块、泄漏定位模块、警报提示模块、泄漏处理模块以及控制中心模块；

所述管道划分模块，用于根据天然气管道的材质、用途和铺设区域对所述天然气管道进行划分，将其划分为第一管道、第二管道、第三管道和第四管道；

所述管道监测模块，用于处理所述天然气管道的若干管道接口并对所述天然气管道进行分段，形成分段管道；对所述管道接口和所述分段管道进行实时监控和检测，对发生天然气泄漏的泄漏管道进行标记，生成标记信号和定位信号；

所述泄漏定位模块，用于根据所述定位信号确定所述泄漏管道的位置，并生成警报信号；

所述警报提示模块，包括警报单元和提示单元；所述警报单元用于根据所述警报信号发出泄漏警报；所述提示单元用于生成提示信息；其中，所述提示信息包括：泄漏位置、泄漏开始时间、泄漏量、扩散速度、环境信息；

所述控制中心模块，用于根据所述警报信号和所述提示信息生成处理指令；

所述泄漏处理模块，用于根据所述处理指令对所述泄漏管道进行处理，并生成处理结果报告；

所述控制中心模块，还用于收集各模块数据，并分析所述各模块数据，生成分析结果报告；还用于存储所述各模块数据；还用于生成检测指令。

2.根据权利要求1所述的一种天然气泄漏监测***，其特征在于：所述管道监测模块包括依次通信连接的管道接口单元、管道分段单元、管道监控单元和管道检测单元；

所述管道接口单元，用于获取所述管道接口及其相关信息，对每两个所述管道接口做密封处理，形成密封接口；其中，所述相关信息包括：接口种类、接口形状、接口大小、接口型号和接口材质；

所述管道分段单元，用于根据所述管道接口对所述天然气管道进行分段，形成分段管道；

所述管道监控单元，用于监控所述分段管道和所述密封接口，并将监控信息发送至所述控制中心模块；

所述管道检测单元，用于根据所述检测指令对所述分段管道和所述密封接口进行检测，标记所述泄漏管道并生成所述标记信号和所述定位信号。

3.根据权利要求2所述的一种天然气泄漏监测***，其特征在于：所述检测指令包括检测方式和检测方法；其中，所述检测方式包括交替检测和组合检测。

4.根据权利要求3所述的一种天然气泄漏监测***，其特征在于：所述检测方法包括：区间压力检测法、漏磁检测法、红外热像仪检测法、负压波检测法和阵列涡流检测法。

5.根据权利要求4所述的一种天然气泄漏监测***，其特征在于：所述第一管道采用所述负压波检测法和所述区间压力检测法进行所述交替检测；所述第二管道采用所述红外热像仪检测法和所述负压波检测法进行所述组合检测；所述第三管道采用所述负压波检测法和所述区间压力检测法进行所述交替检测；所述第四管道采用所述漏磁检测法和所述阵列涡流检测法进行所述组合检测。

6.根据权利要求2所述的一种天然气泄漏监测***，其特征在于：所述密封接口处采用工业密封膜进行包裹，并在所述工业密封膜上设置气压传感器和气体流量计。

7.根据权利要求1所述的一种天然气泄漏监测***，其特征在于：所述控制中心模块包括依次通信连接的控制指令单元、数据收集单元、数据分析单元和数据存储单元；

所述控制指令单元，用于生成控制指令，所述控制指令包括：所述处理指令、所述检测指令和收集指令；

所述数据收集单元，用于根据所述收集指令对所述各模块数据进行收集，并进行分类和整理；

所述数据分析单元，用于对收集的所述各模块数据进行分析和归纳，生成分析结果报告；

所述数据存储单元，用于存储所述各模块数据；

其中，所述数据存储单元还用于为所述各模块提供调阅权限和访问权限。

8.根据权利要求2所述的一种天然气泄漏监测***，其特征在于：还包括与所述控制中心模块通信连接的危险评估模块，其用于根据所述监控信息、所述提示信息、所述处理结果报告和所述分析结果报告构建危险评估模型；所述危险评估模型用于对动态变化的泄漏区域的天然气进行实时的危险程度评估。

9.根据权利要求8所述的一种天然气泄漏监测***，其特征在于：还包括与所述危险评估模块通信连接的泄漏预警模块，其用于对泄漏前的所述天然气管道进行预警，提前规避所述天然气管道的泄漏风险；所述泄漏预警模块包括依次通信连接的工程信息获取单元、信息解析对比单元和安全预警单元；

所述工程信息获取单元，用于获取工程建设信息、管道铺设信息和所述标记信号；

所述信息解析对比单元，用于对所述工程建设信息进行解析，将解析结果与所述管道铺设信息进行对比，并结合所述标记信号生成预警信号；

所述安全预警单元，用于根据所述预警信号发出预警通知；

其中，所述工程建设信息包括：施工区域、施工范围和施工开始时间；所述管道铺设信息包括：所述材质、所述铺设区域、铺设范围、铺设开始时间、铺设结束时间；

其中，所述标记信号用于标记所述泄漏管道。

10.一种天然气泄漏监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，根据天然气管道的材质、用途和铺设区域将其划分为第一管道、第二管道、第三管道和第四管道；

S2，处理所述天然气管道的若干接口并对所述天然气管道进行分段；

S3，对所述接口和分段管道进行实时监控，生成监控信息；

S4，根据所述监控信息生成检测指令；

S5，根据所述检测指令对所述分段管道和所述接口进行检测，标记泄漏管道并生成标记信号和定位信号；

S6，根据所述定位信号确定所述泄漏管道的位置，生成警报信号；

S7，根据所述警报信号发出泄漏警报，并生成提示信息；

S8，根据所述警报信号和所述提示信息生成处理指令；

S9，根据所述处理指令对所述泄漏管道进行处理，并生成处理结果报告；

S10，生成收集指令，并根据所述收集指令收集***各模块数据，并进行分类和整理；

S11，对收集的所述***各模块数据进行分析和归纳，生成分析结果报告；

S12，存储所述***各模块数据并为所述***各模块提供调阅权限和访问权限；

S13，根据所述监控信息、所述提示信息、所述处理结果报告和所述分析结果报告构建危险评估模型；

S14，根据所述危险评估模型对泄漏区域天然气的动态变化，实时进行危险程度评估；

S15，获取工程建设信息、管道铺设信息和所述标记信号；

S16，对所述工程建设信息进行解析，将解析结果与所述管道铺设信息进行对比，并结合所述标记信号生成预警信号；

S17，根据所述预警信号发出预警通知，提前规避所述天然气管道的泄漏风险；

其中，所述检测指令包括检测方式和检测方法；所述检测方式包括交替检测和组合检测；所述检测方法包括：区间压力检测法、漏磁检测法、红外热像仪检测法、负压波检测法和阵列涡流检测法；

其中，所述第一管道采用所述负压波检测法和所述区间压力检测法进行所述交替检测；所述第二管道采用所述红外热像仪检测法和所述负压波检测法进行所述组合检测；所述第三管道采用所述负压波检测法和所述区间压力检测法进行所述交替检测；所述第四管道采用所述漏磁检测法和所述阵列涡流检测法进行所述组合检测。

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