CN1360199A - 一种燃气管网故障在线检测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气管网故障在线检测***,它由计算机、多通道驱动接收器、调制解调器、数传机顺序连接组成所述的控制中心,和由终端数传机、终端调制解调器、终端多通道驱动接收器、微处理器、终端A/D转换器顺序连接,终端A/D转换器并分别与气压传感器、流量传感器连接组成的远传终端构成。所述的计算机存储器中设置有燃气管网爆管和泄漏故障的在线检测程序***。本发明检测时由于对爆管和泄漏故障最敏感的气压值进行监测,可快速并准确地在线检测燃气管网爆管和泄漏等一类故障的位置及程度,极大地提高了燃气管网爆管和泄漏故障在线检测***对各种突发事故的快速处理能力。

Description

一种燃气管网故障在线检测***

                             技术领域

本发明属于燃气管网故障的测量类，尤其涉及天燃气、煤气管网故障的检测。

                             背景技术

天燃气、煤气是一种洁净、燃烧热效率极高的新型能源。目前，随着我国西气工程的实施，天燃气等燃气将成为城市的主要能源。天燃气、煤气进入千家万户需要在地下敷设管道输送，管道经长期使用后，常发生腐蚀和变形，易发生燃气爆管和泄漏等故障，轻者带来大气污染，重者将会发生重大火灾事故，影响人民生命、财产和安全。因此，建立天燃气、煤气管网故障的检测***刻不容缓。虽然，有些城市燃气管道***设置了管网数据采集***，对管网某些节点的气压和流量进行自动监测，并采用无线方式实时将气压和流量值传回控制中心，以此来监控整个燃气管网的工作状况。但由于缺乏有效的爆管和泄漏等故障检测***及快速检测方法，在遇到突发爆管和泄漏事故时，无法及时并准确地进行故障定位及故障程度的把握。

                              发明内容

本发明的目的是提供一种燃气管网故障在线检测***，以解决上述难题，快速并准确地检测爆管和泄漏等一类故障的位置和程度。

本发明的目的是这样实现的，一种燃气管网故障在线检测***，它由一个控制中心和数个远传终端组成，用于燃气管网爆管和泄漏故障位置及故障程度的快速判断，

其中，由

1，一个计算机，其内设置有中央处理器及存储器，用于在数据采集***支持下，控制远传终端采集数据，并对远传终端传回的采集数据进行整理和分析；在故障检测***的支持下进行燃气管网故障的快速检测；

2，多通道驱动接收器：用于信号的接收、转换和发送；

3，调制解调器：用于模拟信号与数字信号之间的相互转换；

4，数传机，用于将计算机指令通过无线信号传给远传终端，并接收远传终端传回的数据；

顺序连接组成所述的控制中心，用于控制远传终端采集数据、接收远传终端传回的数据，并对数据进行整理、分析和显示检测结果；

和

5，终端数传机，用于接收控制中心指令，并将采集的气压和流量数据信号传回控制中心；

6，终端调制解调器：用于远传终端模拟信号与数字信号之间的相互转换；

7，终端多通道驱动接收器：用于终端通道信号的接收、转换和发送；

8，微处理器：其内并设置有存储器，用于接收控制中心指令，并将气压传感器、流量传感器采集的测量数据进行处理、存储并传回控制中心；

9，终端A/D转换器：用于将采集测量的气压和流量信号转换为数字信号，输入终端微处理器；

10，气压传感器：用于采集测量所在远传终端燃气管网点的压力；

11，流量传感器：用于采集测量所在远传终端燃气管网点的流量；

12，电池：其与各组成器件连接，用于远传终端采集测量、数模转换、存储、接收、发射以及控制所需电源；

组成的远传终端，其终端数传机、终端调制解调器、终端多通道驱动接收器、微处理器、终端A/D转换器顺序连接，终端A/D转换器并分别与气压传感器、流量传感器连接，用于远传终端执行控制中心对燃气管网爆管和泄漏故障的在线检测；

所述的控制中心其计算机存储器中设置有燃气管网爆管和泄漏故障的在线检测程序，包括下列步骤：

1，启动计算机，设置燃气管网爆管和泄漏在线检测软件***并存储；

2，输入管网基础数据并存储；

3，控制中心指令位于供气站、加压站和燃气管网监测点处的远传终端进行气压和(或)流量监测；

4，远传终端按程序指令进行气压和(或)流量的测量、采集和存储，并将测量数据传回控制中心；

5，控制中心对远传终端传回的监测数据进行分析，作出燃气管网是否存在爆管和泄漏等故障，以及进行故障的定位和故障程度的判断。

本发明由于采用了以上的技术方案，建立燃气管网有限个监测节点气压变化与管网其它未监测节点气压变化之间的对应关系，以故障前后监测点气压变化来检测燃气管网的故障。首先离线建立燃气管网各种代表性故障状态下，有限个监测点气压变化与未监测节点气压变化之间关系的数据库，一旦燃气管网出现故障，只要输入有限个监测点在故障前后的气压变化，就可很容易识别故障位置和故障程度。依据燃气管网的大小，这一过程可在几秒至几十秒内完成，从而做到故障在线监测；同时，由于对爆管和泄漏等一类故障最敏感的气压值进行监测，因而能做到故障准确定位。

由上所述，本发明可快速并准确地检测燃气管网爆管和泄漏等一类故障的位置和程度，极大地提高了燃气管网应对各种突发事故的能力，同时，也显著提高了燃气管网管理水平和服务质量。

                             附图说明

图1是本发明的一种燃气管网故障在线检测***的工作示意图；

图2是本发明的一种燃气管网故障在线检测***的原理结构示意图；

图3是本发明的一种燃气管网故障在线检测***的程序流程图。

图中：

1，控制中心             2，计算机            3，多通道驱动接收器

4，调制解调器           5，数传机            6，远传终端

7，终端数传机           8，终端调制解调器    9，终端多通道驱动接收器

10，微处理器            11，终端A/D转换器    12，气压传感器

13，流量传感器          14，电池

                               实施方式

在图1中，燃气管网故障在线检测***，由控制中心1和若干遥测远传终端6组成。其中，控制中心1可设在主供气站或供气调度室等处。远传终端6分别设在各供气站、加压站及燃气管网若干节点等处，进行气压和(或)流量的在线监测。控制中心1和远传终端6，其由传送无线信号的数传机5、终端数传机7来传递执行指令，或发回气压、流量的监测数据；并由控制中心1进行监测数据的处理，快速准确作出燃气管网爆管和泄漏等故障的判断。

在图2中，燃气管网故障在线检测***，由控制中心1和若干远传终端6组成。其中，控制中心1由设在主供气站或供气调度室等处的计算机2、多通道驱动接收器3、调制解调器4、数传机5由导线顺序连接组成，用于控制燃气管网的远传终端采集数据、接收远传终端传回的数据，并对数据进行整理、分析和显示检测结果。其显示检测结果可为显示器屏幕显示或打印机打印。多通道驱动接收器3，可采用多通道RS-232驱动接收器为好。计算机2中包括有中央处理器、存储器、显示器、键盘等，其中计算机2中的存储器中并设置有燃气管网爆管和泄漏故障在线检测程序***。

在控制中心1中可接入市电或电池等电源，并与各组成器件连接，用于控制中心1所需电源的需要。

远传终端6，设在各供气站、加压站及燃气管网若干节点等处；其由终端数传机7、终端调制解调器8、终端多通道驱动接收器9、微处理器10、终端A/D转换器11、气压传感器12、流量传感器13、电池14组成。其中，终端数传机7、终端调制解调器8、终端多通道驱动接收器9、微处理器10、终端A/D转换器11由导线顺序连接，终端A/D转换器11并分别与气压传感器12、流量传感器13连接，电池14并与各组成器件连接，用于远传终端执行控制中心对燃气管网爆管和泄漏故障的在线检测。

在图3中，控制中心其计算机存储器中设置有燃气管网爆管和泄漏故障在线检测程序***，其程序流程图中包括下列步骤：

1，启动计算机，设置燃气管网爆管和泄漏在线检测软件***并存储；使其享用控制中心计算机得到的各远传终端传回的数据。

2，输入燃气管网基础数据并存储。包括：供气站、加压站、管网的空间布置、供气站设计供气压力和流量、加压站扬程、管道的长度、直径、粗糙度系数和用户设计用气流量等。

3，选择燃气管网气压和(或)流量监测点，控制中心指令设在各供气站、加压站及燃气管网若干节点的管网监测远传终端对供气压力、供气流量和加压站气压以及管网监测点的压力等进行监测。

4，远传终端按程序指令进行气压和(或)流量的测量及存储，并将测量数据传回控制中心。首先，故障检测***根据供气站供气压力和流量以及燃气管网等参数，对局部破坏状态下燃气管网进行气压和流量的分析。当管网中某处管道出现爆管和泄漏等故障破坏时，将破坏处看做一个节点，燃气从该节点泄漏，管道破坏程度依据管道破坏开口面积大小确定。当某一节点相对气压小于零，即低于大气压时，呈负压状态。对于实际燃气管道，一般不会出现负压，此时，该节点相对气压实际接近大气压，可调整该节点使其相对气压等于大气压。这样，如果该节点气压大于所有相邻节点气压，管道呈现无流状态；如果该节点气压小于某相邻节点气压，管道呈现无压流状态。计算机具体分析时，首先分析所有节点气压，鉴别无流和无压流的节点，从管网中去掉无流节点，依次从最大负压节点开始，并在去掉每个无流节点后重新计算。对于无压流，可通过改变管道粗糙度系数，使得该节点相对气压等于大气压。

5，由供气站供气压力和流量以及燃气管网等参数，以管网监测节点气压变化为输入，管网非监测节点气压变化为输出，根据输入和输出的最大值和最小值分别对输入和输出数据进行正规化至[-1.0～1.0]和[-0.8～0.8]，建立各种代表性故障状态下，管网监测节点气压变化与管网非监测节点气压变化之间相互关系数据库。控制中心对远传终端传回的监测数据进行分析，作出燃气管网是否存在爆管和泄漏等故障，以及进行爆管和泄漏故障定位及故障程度判断。各远传终端在线传回的供气站供气压力值和流量值以及管网节点气压监测值提供给故障检测***，故障检测***依据管网监测节点气压变化，判断非监测节点气压变化，并给出整个管网气压变化等值线图。根据气压变化的等值线图中气压变化最大位置就可准确定位爆管和泄漏故障处；并由等值线图中气压变化等值线的最大值准确判断爆管和泄漏故障的程度；再由计算机的显示器或打印机提供燃气管网爆管和泄漏故障在线检测结果，为处理燃气***爆管和泄漏等一类故障提供第一手快速、准确的科学依据。

Claims (1)

1.一种燃气管网故障在线检测***，它由一个控制中心和数个远传终端组成，用于燃气管网爆管和泄漏故障位置及故障程度的快速判断，

其中，由

1)一个计算机，其内设置有中央处理器及存储器，用于在数据采集***支持下，控制远传终端采集数据，并对远传终端传回的采集数据进行整理和分析；在故障检测***的支持下进行燃气管网故障的快速检测；

2)多通道驱动接收器：用于信号的接收、转换和发送；

3)调制解调器：用于模拟信号与数字信号之间的相互转换；

4)数传机，用于将计算机指令通过无线信号传给远传终端，并接收远传终端传回的数据；

顺序连接组成所述的控制中心，用于控制远传终端采集数据、接收远传终端传回的数据，并对数据进行整理、分析和显示检测结果；

和

5)终端数传机，用于接收控制中心指令，并将采集的气压和流量数据信号传回控制中心；

6)终端调制解调器：用于远传终端模拟信号与数字信号之间的相互转换；

7)终端多通道驱动接收器：用于终端通道信号的接收、转换和发送；

8)微处理器：其内并设置有存储器，用于接收控制中心指令，并将气压传感器、流量传感器采集的测量数据进行处理、存储并传回控制中心；

9)终端A/D转换器：用于将采集测量的气压和流量信号转换为数字信号，输入终端微处理器；

10)气压传感器：用于采集测量所在远传终端燃气管网点的压力；

11)流量传感器：用于采集测量所在远传终端燃气管网点的流量；

12)电池：其与各组成器件连接，用于远传终端采集测量、数模转换、存储、接收、发射以及控制所需电源；

组成的远传终端，其终端数传机、终端调制解调器、终端多通道驱动接收器、微处理器、终端A/D转换器顺序连接，终端A/D转换器并分别与气压传感器、流量传感器连接，用于远传终端执行控制中心对燃气管网爆管和泄漏故障的在线检测；

所述的控制中心其计算机存储器中设置有燃气管网爆管和泄漏故障的在线检测程序，包括下列步骤：

1)启动计算机，设置燃气管网爆管和泄漏在线检测软件***并存储；

2)输入管网基础数据并存储；

3)控制中心指令位于供气站、加压站和燃气管网监测点处的远传终端进行气压和(或)流量监测；

4)远传终端按程序指令进行气压和(或)流量的测量、采集和存储，并将测量数据传回控制中心；

5)控制中心对远传终端传回的监测数据进行分析，作出燃气管网是否存在爆管和泄漏故障，以及进行故障的定位和故障程度的判断。

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