太陽能供電開放光路天然氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及天然氣管道泄漏監(jiān)測和報(bào)警系統(tǒng)，具體為一種太陽能供電開放光路天然氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家新型能源戰(zhàn)略需求，天然氣使用量巨增，天然氣地下和地面管網(wǎng)的鋪設(shè)數(shù)量總長也超過了 7萬公里。管道由于跨度大，維護(hù)比較困難，受自然災(zāi)害或者人為因素導(dǎo)致天然氣泄漏事故也時有發(fā)生。隨著時間推移，天然氣輸送管道老化率增加，因而實(shí)時對天然氣泄漏進(jìn)行監(jiān)測和報(bào)警的需求也更加迫切。
[0003]目前對天然氣管道中使用比較多的有光纖傳感器和負(fù)壓波法等。光纖傳感器可以檢測到微小的泄漏，并可以定位，但是需要和管道同時鋪設(shè)，對已經(jīng)投入使用的管道有局限性。負(fù)壓波法存在反應(yīng)速度比較慢和檢測靈敏度不高等問題。同時這幾種方法都需要現(xiàn)場有電網(wǎng)，在一些偏僻區(qū)域使用時存在供電問題。因此非常需要一種不需要現(xiàn)場電網(wǎng)、能夠克服光纖傳感器局限且靈敏度高的天然氣管網(wǎng)泄漏監(jiān)測裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型為解決目前天然氣管網(wǎng)泄漏監(jiān)測裝置存在的需要現(xiàn)場電網(wǎng)靈敏度不高的技術(shù)問題，提供一種太陽能供電開放光路天然氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種太陽能供電開放光路天然氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，包括太陽能發(fā)電裝置、與太陽能發(fā)電裝置相連接的蓄電池以及由蓄電池供電的激光器；所述激光器的出射光路平行于天然氣管道且激光器的出射光路上設(shè)有一個固定在天然氣管道上的反射鏡；反射鏡的反射光路上設(shè)有一個光電探測器；光電探測器的信號輸出端連接有信號處理模塊；信號處理模塊的信號輸出端連接有GPRS通訊模塊；所述信號處理模塊以及GPRS通訊模塊均由蓄電池供電；還包括GPRS接收裝置、與GPRS接收裝置相連接的處理單元以及與處理單元相連接的報(bào)警系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型包括激光收發(fā)處理單元和終端監(jiān)測系統(tǒng)，所述的激光收發(fā)處理單元包括激光器、光電探測器、反射鏡、信號處理模塊、GPRS通訊模塊。激光器發(fā)出的光經(jīng)過天然氣管道，由另一側(cè)的反射鏡反射后光電探測器進(jìn)行接收，信號處理模塊與光電探測器連接，所述的信號處理模塊與GPRS通訊模塊連接，光電探測器將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號。掃描目標(biāo)氣體的一條獨(dú)立吸收線，經(jīng)過信號處理模塊處理后就可以得到實(shí)時的甲烷濃度數(shù)據(jù)，處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)過GPRS通訊模塊發(fā)射并由由終端監(jiān)測系統(tǒng)接收。所述的終端監(jiān)測系統(tǒng)由GPRS接收裝置、處理單元和報(bào)警系統(tǒng)組成。GPRS接收裝置連接到處理單元，GPRS接收裝置將接收到的濃度數(shù)據(jù)發(fā)送給處理單元，處理單元對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)接收到的濃度數(shù)據(jù)高于閾值時，就向報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出信號，報(bào)警系統(tǒng)就發(fā)出報(bào)警信號提示有管道發(fā)生泄漏。處理單元采用現(xiàn)有的比較程序就可以完成上述工作。對包含有待測氣體濃度信息的電信號進(jìn)行分析進(jìn)而得到待測氣體濃度值的方法有多種，均為現(xiàn)有公知方法，信號處理模塊采用現(xiàn)有的公知方法、公知軟件就可以得到氣體的濃度數(shù)值。
[0007]在所述的激光收發(fā)處理單元還有太陽能發(fā)電裝置和蓄電池，蓄電池連接到太陽能發(fā)電裝置，對多余的電量進(jìn)行儲存。
[0008]在天然氣輸送管線每隔2公里安裝一套天然氣管網(wǎng)泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，在2公里范圍內(nèi)任意位置的微量泄漏都可以探測，終端監(jiān)測系統(tǒng)可以通過GPRS通訊裝置調(diào)取管線任何一處的濃度數(shù)據(jù)，實(shí)時的對泄漏進(jìn)行預(yù)判和定位。本系統(tǒng)可以有效的解決天然氣管網(wǎng)泄漏的報(bào)警和定位。
[0009]進(jìn)一步的，所述激光器采用可調(diào)諧二極管激光器。
[0010]本實(shí)用新型基于可調(diào)諧二極管吸收光譜技術(shù)，信號處理單元基于可調(diào)諧二極管吸收光譜原理對接收到的包含有待測氣體濃度信息的信號進(jìn)行分析處理，得到待測氣體的濃度值。
[0011]本實(shí)用新型公開了一種太陽能供電用天然氣泄漏檢測系統(tǒng)?？梢栽趶?fù)雜環(huán)境和沒有通電的區(qū)域以及城市對天然氣管網(wǎng)進(jìn)行連續(xù)實(shí)時監(jiān)測和報(bào)警。該系統(tǒng)基于可調(diào)諧二極管吸收光譜技術(shù)，利用半導(dǎo)體激光窄線寬、快速調(diào)諧特性，通過掃描目標(biāo)氣體的一條獨(dú)立吸收線實(shí)現(xiàn)對氣體濃度的快速檢測，具有高分辨率、高靈敏度和非侵入特性，可以很方便的在天然氣管網(wǎng)附近進(jìn)行安裝，無人職守，后期維護(hù)方便，連續(xù)使用壽命10年以上。
【附圖說明】
[0012]圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2本實(shí)用新型激光器與天然氣管道布置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]1-太陽能發(fā)電裝置，2-蓄電池，3-激光器，4-反射鏡，5-光電探測器，6_信號處理模塊，7-GPRS通訊模塊，8-GPRS接收裝置，9-處理單元，10-報(bào)警系統(tǒng)，11-天然氣管道。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型包括激光收發(fā)處理單元和終端監(jiān)測系統(tǒng)，所述的激光收發(fā)處理單元包括激光器3、反射鏡4、光電探測器5、信號處理模塊6、GPRS通訊模塊7。所述的激光器3發(fā)出的光經(jīng)過天然氣管道11，由另一側(cè)的反射鏡4返回后光電探測器5進(jìn)行接收，信號處理模塊6與光電探測器5連接，所述的信號處理模塊6與GPRS通訊模塊7連接，由光電探測器5接收的光電信號經(jīng)過信號處理模塊處理后得到實(shí)時的甲烷濃度數(shù)據(jù)，處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)過GPRS通訊模塊7由終端監(jiān)測系統(tǒng)接收。所述的終端監(jiān)測系統(tǒng)由GPRS接收裝置8、處理單元9和報(bào)警系統(tǒng)10組成。GPRS接收裝置8連接到處理單元9，報(bào)警系統(tǒng)10和處理單元9連接，GPRS接收裝置8將接收到的濃度數(shù)據(jù)發(fā)送給處理單元9，處理單元9對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，剔除一些奇異值，對穩(wěn)定高濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警處理。
[0016]在所述的激光收發(fā)處理單元有太陽能電池板I和蓄電池2，蓄電池2連接到太陽能電池板1，對多余的電量進(jìn)行儲存。
[0017]在天然氣輸送管線每隔2公里安裝一套天然氣管網(wǎng)泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，在2公里范圍內(nèi)任意位置的微量泄漏都可以探測，終端監(jiān)測系統(tǒng)可以通過GPRS通訊裝置調(diào)取管線任何一處的濃度數(shù)據(jù)，實(shí)時的對泄漏進(jìn)行預(yù)判和定位。本系統(tǒng)可以有效的解決天然氣管網(wǎng)泄漏的報(bào)警和定位。如圖2所示激光器3出射光路平行于天然氣管道并被反射鏡反射至光電探測器5上，激光器與反射鏡之間管道上的泄漏就可以探測出來。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽能供電開放光路天然氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括太陽能發(fā)電裝置(I)、與太陽能發(fā)電裝置(I)相連接的蓄電池(2)以及由蓄電池(2)供電的激光器(3);所述激光器(3)的出射光路平行于天然氣管道(11)且激光器(3)的出射光路上設(shè)有一個固定在天然氣管道上的反射鏡(4);反射鏡(4)的反射光路上設(shè)有一個光電探測器(5);光電探測器(5)的信號輸出端連接有信號處理模塊(6);信號處理模塊(6)的信號輸出端連接有GPRS通訊模塊(7 );所述信號處理模塊(6 )以及GPRS通訊模塊(7 )均由蓄電池(3 )供電；還包括GPRS接收裝置(8)、與GPRS接收裝置(8)相連接的處理單元(9)以及與處理單元(9)相連接的報(bào)警系統(tǒng)(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能供電開放光路天然氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述激光器(3)采用可調(diào)諧二極管激光器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種太陽能供電開放光路天然氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，解決天然氣管線泄漏過程中存在的監(jiān)測問題。該系統(tǒng)基于可調(diào)諧二極管吸收光譜技術(shù)，包括太陽能發(fā)電裝置，可調(diào)諧二極管激光器及驅(qū)動裝置，光電探測器及信號處理裝置，反射鏡及其固定裝置，GPRS通信模塊。其中太陽能發(fā)電裝置對可調(diào)諧二極管激光器和信號處理器供電，可調(diào)諧二極管發(fā)出的激光經(jīng)過天然氣管道后由反射鏡返回并由光電探測器接收，信號處理裝置得到此時的天然氣所含主要?dú)怏w甲烷濃度信息，最后由GPRS通信模塊將濃度信息傳回監(jiān)控室。監(jiān)控室根據(jù)數(shù)據(jù)來判斷管道是否泄漏，并可對泄漏區(qū)域進(jìn)行報(bào)警和定位。
【IPC分類】G01N21-39
【公開號】CN204536199
【申請?zhí)枴緾N201520238225
【發(fā)明人】袁松
【申請人】山西中科華儀科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月20日