CN208253199U - 检测天然气泄漏的巡检设备及*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种检测天然气泄漏的巡检设备及***，该设备包括：进气管道、过滤器、气体检测器；其中，过滤器安装在进气管道内部，用于对进气管道内的待检测气体进行液体和固体颗粒的过滤，以得到过滤气体；气体检测器与进气管道的一端连接，气体检测器包括甲烷检测装置和乙烷检测装置；其中，甲烷检测装置，用于检测过滤气体，以确定过滤气体中所包括的气体种类为甲烷，以及甲烷浓度，乙烷检测装置，用于检测过滤气体，以确定过滤气体中所包括的气体种类为乙烷，以及乙烷所对应的浓度，从而准确的确定出待检测气体为泄漏的天然气，有效避免沼气引发的误测，提高了天然气管道泄漏检测的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及天然气检测领域，尤其涉及一种检测天然气泄漏的巡检设备及***。
背景技术
作为能源命脉的地下燃气管道是城市基础设施的重要组成部分，是燃气公司的重要资产。随着管道线路运行时间的延长，因内外部腐蚀、管体本身老化、地层沉降应力或外界破坏等原因，造成了管道损坏，天然气泄漏，此时若没有及时检测到天然气泄漏，将造成严重的安全隐患。
传统的车载式管道泄漏检测方式中仅是对甲烷进行检测，然而，对于在存在沼气的场景下，对天然气的泄漏情况进行检测时，由于沼气中也含有甲烷，传统的检测方式会因为区分不出待检测气体是沼气还是泄漏的天然气，导致检测结果不准确。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种检测天然气泄漏的巡检设备及***，提高了天然气泄漏检测的可靠性，有效避免沼气引发的误测。
第一方面，提供了一种检测天然气泄漏的巡检设备，该设备包括：进气管道、过滤器、气体检测器；
过滤器安装在进气管道内部，用于对进气管道内的待检测气体进行液体和固体颗粒的过滤，以得到过滤气体；
气体检测器与进气管道的一端连接，气体检测器包括甲烷检测装置和乙烷检测装置；
其中，甲烷检测装置，用于检测过滤气体，以确定过滤气体中所包括的气体种类为甲烷，以及甲烷所对应的浓度。乙烷检测装置，用于检测过滤气体，以确定过滤气体中所包括的气体种类为乙烷，以及乙烷所对应的浓度。
在一个可选的实现中，过滤器包括旋风分离层、惯性除沫层和精滤芯凝聚层。
在一个可选的实现中，该设备还包括：与进气管道的另一端连接的吸气泵，用于吸入所述待检测气体。
在一个可选的实现中，气体检测器包括：交替发射甲烷特征吸收光脉冲和乙烷特征吸收光脉冲的激光发射器，以使甲烷检测装置基于发射出的甲烷特征吸收光脉冲，检测过滤气体，乙烷检测装置基于发射出的乙烷特征吸收光脉冲，检测过滤气体。
在一个可选的实现中，气体检测器还包括：反射镜。
第二方面，提供了一种检测天然气泄漏的巡检***，该***包括上述第一方面所述的巡检设备和与巡检设备相连的报警器。
本实用新型提供的检测天然气泄漏的巡检设备包括：进气管道、过滤器、气体检测器；其中，过滤器安装在进气管道内部，用于对进气管道内的待检测气体进行液体和固体颗粒的过滤，以得到过滤气体；气体检测器与进气管道的一端连接，气体检测器包括甲烷检测装置和乙烷检测装置。其中，甲烷检测装置，用于检测过滤气体，以确定过滤气体中所包括的气体种类为甲烷，以及甲烷所对应的浓度。乙烷检测装置，用于检测过滤气体，以确定过滤气体中所包括的气体种类为乙烷，以及乙烷所对应的浓度，从而准确的确定出待检测气体为泄漏的天然气，有效避免沼气引发的误测，提高了天然气管道泄漏检测的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种检测天然气泄漏的巡检设备的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的另一种检测天然气泄漏的巡检设备的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的一种气体检测器的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的另一种气体检测器的结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的再一种检测天然气泄漏的巡检设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型通过将乙烷分析与传统的甲烷分析功能融合，有效避免沼气引发的误测，提高天然气管道的泄漏检测准确率，还可以降低传统的二次核检率，有效的降低了运营成本。
图1为本实用新型实施例提供的一种检测天然气泄漏的巡检设备的结构示意图。如图1所示，该设备可以包括：进气管道110、过滤器120和气体检测器130。
过滤器120安装在进气管道110内部，用于对进气管道110内的待检测气体进行液体和固体颗粒的过滤，以得到过滤气体。
气体检测器130与进气管道110的一端连接，气体检测器130包括甲烷检测装置131和乙烷检测装置132；其中，甲烷检测装置131，用于检测过滤气体，以确定过滤气体中所包括的气体种类为甲烷，以及甲烷所对应的浓度。乙烷检测装置132，用于检测过滤气体，以确定过滤气体中所包括的气体种类为乙烷，以及乙烷所对应的浓度。
甲烷检测装置131可以是甲烷激光检测仪和乙烷检测装置132可以是乙烷激光检测仪。
可选地，气体检测器130采用可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable DiodeLaserAbsorption Spectroscopy，TDLAS)算法，如公式(1)，获得待检测气体中不同种气体所对应的浓度：
I(v)＝I0(v)*exp(-σ(v)*c*L)(1)；
其中，I为接收的光强数据，I0为激光器原始光强数据，v为光源频率，σ为吸收面积，c为气体浓度，L为吸收光程。
根据公式(1)可知，激光器频率、吸收截面积和吸收光程确定后，光强数据与气体浓度成正比。
为了提高检测的精确度，过滤器120可以包括旋风分离层、惯性除沫层和精滤芯凝聚层的多级组合过滤层，如至少四级过滤层。通过至少四级过滤过程，待检测气体中的灰尘、水蒸气等杂质得到过滤，直至达到泄漏检测***的设计预期，如设计预期为99.999997％。传统的天然气过滤器一般为三级过滤器，主要由一级旋风分离器、二级惯性除沫器、三级精滤芯凝聚器组成。夹带液体和固体颗粒的天然气由进气管以切线方向进入一级旋风分离器。经过旋风分离，较大的液滴和固体颗粒被分离出来。然后，经过二级除沫器，气体通过惯性碰撞作用下，气、液、固进一步分离。气体中粒径较大的尘埃被滤除，对后级精滤芯起保护作用。气体通过精滤芯(第三级精滤)，粒径大于10微米(或更细)的固体粒子被滤除；粒径微小的液态雾状物被收集在精滤芯上，并凝聚成较大的液滴，在重力作用下，沉降到精滤管底部。分离出来的液体由各排污口排出，经处理的天然气由过滤器顶端的出气口输出。
本实用新型过滤器120在上述三级过滤器的基础上可以通过增加旋风分离层、惯性除沫层和精滤芯凝聚层中的至少一级过滤层得到至少四级过滤器。
进一步的，该设备还可以包括：吸气泵140。与进气管道110的另一端连接，用于吸入待检测气体，如图2所示。
可选地，该设备中的气体检测器130可以包括：激光发射器133，如图3所示。
激光发射器133用于交替发射甲烷特征吸收光脉冲信号和乙烷特征吸收光脉冲信号。
甲烷检测装置131，用于接收发射出的甲烷特征吸收光脉冲信号，检测得到透过待检测气体的甲烷特征吸收光的光强数据，获取甲烷浓度；
乙烷检测装置132，用于接收发射出的乙烷特征吸收光脉冲信号，检测得到透过待检测气体的乙烷特征吸收光的光强数据，获取乙烷浓度；
可选地，该气体检测器130还可以包括：反射镜134，如图4所示。
反射镜134对激光发射器133发射出的甲烷特征吸收光脉冲信号和乙烷特征吸收光脉冲信号进行多次反射，其中，反射镜134可以置于气体检测器130中的任意位置。
需要说明的是，由于天然气中乙烷的浓度较少，增大光程可以提高气体检测器130计算待检测气体中不同种气体所对应的浓度的精准度。
具体的，激光发射器133交替发射甲烷特征吸收光脉冲信号和乙烷特征吸收光脉冲信号，交替时间可以根据检测需要进行预设(如0.05s)。
以发射甲烷特征吸收光脉冲信号，两面反射镜为例，甲烷特征吸收光脉冲信号在三面反射镜上发生多次连续光反射，通过记录反射次数和气体检测腔的体积，可以确定甲烷特征吸收光脉冲信号的平均光程。其中，反射次数越多，光程越长。甲烷检测装置131根据输入的多次经过不断反射衰减后的甲烷特征吸收光脉冲，输出反射后的甲烷特征吸收光脉冲的浓度。甲烷检测装置131采用公式(1)，得到待检测气体中甲烷浓度(或称平均浓度)。
可选地，该设备还可以包括：数据处理器150和报警器160，如图5所示。
数据处理器150分别与气体检测器130中的甲烷检测装置131和乙烷检测装置132无线连接，用于将甲烷浓度和乙烷浓度分别与相应阈值比较，得到比较结果。
数据处理器150与报警器160无线相连，报警器160与维修人员的终端相连。其中，终端可以是具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备等。
当报警器160识别出比较结果为甲烷浓度和乙烷浓度均高于相应阈值时，确定待检测气体为泄漏的天然气，向终端发送报警提示信息。该报警维修信息可以包括天然气泄漏点以及泄漏的天然气浓度。
需要说明的是，若甲烷检测装置131只得到甲烷的气体浓度，而乙烷检测装置132未得到乙烷的气体浓度，则认为待检测气体为沼气，也就是说，甲烷检测装置131得到甲烷的气体浓度，乙烷检测装置132得到乙烷的气体浓度，报警器150才可以确定待检测气体为泄漏的天然气，向终端160发送报警提示信息。
由此可知，本实用新型提供的检测天然气泄漏的巡检设备包括：进气管道、过滤器、气体检测器和数据处理器；其中，过滤器安装在进气管道内部，用于对进气管道内的待检测气体进行液体和固体颗粒的过滤，以得到过滤气体；气体检测器与进气管道的一端连接，气体检测器包括甲烷检测装置和乙烷检测装置。其中，甲烷检测装置，用于检测过滤气体，以确定过滤气体中所包括的气体种类为甲烷，以及甲烷所对应的浓度。乙烷检测装置，用于检测过滤气体，以确定过滤气体中所包括的气体种类为乙烷，以及乙烷所对应的浓度，从而准确的确定出待检测气体为泄漏的天然气，有效避免沼气引发的误测，提高了天然气管道泄漏检测的可靠性。
在一个例子中，沿着天然气铺设管道天然气泄漏的巡检设备的吸气泵140采集地面上的待检测气体，通过进气管道110将待检测气体输送至过滤器120，经至少四级过滤过程得到满足设计预期为99.999997％纯度的过滤气体。过滤器120通过进气管道110将过滤气体传输至气体检测器130中，并触发气体检测器130中的激光发射器133交替发射甲烷特征吸收光脉冲和乙烷特征吸收光脉冲，发射出的甲烷特征吸收光脉冲和乙烷特征吸收光脉冲经过反射镜134的多次反射后，分别反射到甲烷检测装置131和乙烷检测装置132上，甲烷检测装置131和乙烷检测装置132分别根据多次反射衰减后的甲烷特征吸收光脉冲和乙烷特征吸收光脉冲，获得过滤气体中所包括的气体种类，以及不同种气体所对应的浓度。
甲烷检测装置131和乙烷检测装置132通过无线通信分别将不同种气体所对应的浓度发送至数据处理器150，数据处理器150将甲烷浓度和乙烷浓度分别与相应阈值比较，得到比较结果，并发送至报警器160。当报警器160识别出比较结果为甲烷浓度和乙烷浓度均高于相应阈值时，确定待检测气体为泄漏的天然气，向终端发送报警提示信息。该报警维修信息可以包括天然气泄漏点以及泄漏的天然气浓度。
由此可知，本实用新型提供的检测天然气泄漏的巡检设备包括：进气管道、过滤器、气体检测器和数据处理器；其中，过滤器安装在进气管道内部，用于对进气管道内的待检测气体进行液体和固体颗粒的过滤，以得到过滤气体；气体检测器与进气管道的一端连接，气体检测器包括甲烷检测装置和乙烷检测装置。其中，甲烷检测装置，用于检测过滤气体，以确定过滤气体中所包括的气体种类为甲烷，以及甲烷所对应的浓度。乙烷检测装置，用于检测过滤气体，以确定过滤气体中所包括的气体种类为乙烷，以及乙烷所对应的浓度，从而准确的确定出待检测气体为泄漏的天然气，有效避免沼气引发的误测，提高了天然气管道泄漏检测的可靠性。
本实用新型还提供了一种检测天然气泄漏的巡检***，该***可以包括如上述所述的巡检设备。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种检测天然气泄漏的巡检设备，其特征在于，所述设备包括：进气管道、过滤器、气体检测器；
所述过滤器安装在所述进气管道内部，用于对所述进气管道内的待检测气体进行液体和固体颗粒的过滤，以得到过滤气体；
气体检测器与所述进气管道的一端连接，所述气体检测器包括甲烷检测装置和乙烷检测装置；
其中，所述甲烷检测装置，用于检测所述过滤气体，以确定所述过滤气体中所包括的气体种类为甲烷，以及甲烷浓度；所述乙烷检测装置，用于检测所述过滤气体，以确定所述过滤气体中所包括的气体种类为乙烷，以及乙烷浓度。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述过滤器包括旋风分离层、惯性除沫层和精滤芯凝聚层。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
与所述进气管道的另一端连接的吸气泵，用于吸入所述待检测气体。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述气体检测器还包括：
交替发射甲烷特征吸收光脉冲和乙烷特征吸收光脉冲的激光发射器，以使所述甲烷检测装置基于发射出的所述甲烷特征吸收光脉冲，检测所述过滤气体，所述乙烷检测装置基于发射出的所述乙烷特征吸收光脉冲，检测所述过滤气体。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述气体检测器还包括：反射镜。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：数据处理器和报警器；
所述数据处理器分别与所述气体检测器中的所述甲烷检测装置和所述乙烷检测装置无线连接，用于将所述甲烷浓度和所述乙烷浓度分别与相应阈值比较，得到比较结果；
所述报警器与所述数据处理器无线相连，用于当所述比较结果为甲烷浓度和乙烷浓度均高于相应阈值时，向终端发送报警提示信息。
7.一种检测天然气泄漏的巡检***，其特征在于，所述***包括如权利要求1-6中任一项所述的巡检设备。
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|---|---|---|---|---|
| CN112730519A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种便携式的甲烷微量泄漏量化检测仪及其检测方法 |
| CN113465826A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-10-01 | 北京市燃气集团有限责任公司 | 一种燃气泄漏检测方法与装置 |
| CN114608755A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-06-10 | 北京埃德尔黛威新技术有限公司 | 一种快速辩识与定位天然气泄漏的检测方法 |
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