天然氣泄漏的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

郭衍沖 李華光 劉亮 劉剛 王風(fēng)程

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，人們生活水平的提高，天然氣走進(jìn)人們大眾家庭。天然氣使用管道由天然氣儲液站輸送至用戶的家中，天然氣管道的連接處存在發(fā)生泄漏的可能，一旦發(fā)生泄漏，如果發(fā)現(xiàn)不及時，會造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，如果泄漏的天然氣遇到明火會發(fā)生燃燒或爆炸，可能會導(dǎo)致重大的事故或人員傷亡。針對現(xiàn)階段天然氣泄漏的遠(yuǎn)程監(jiān)控模式單一且需要的設(shè)備多的問題，提出了一種基于K26單片機(jī)處理天然氣泄漏的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：天然氣泄漏;遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng);檢測;K26單片機(jī)

現(xiàn)有的天然氣泄漏報警裝置大多數(shù)都只是單一的工作模式，尤其是在開放的環(huán)境中，受到外部客觀因素的干擾，可能會對天然氣的泄漏點存在漏檢的可能性。尤其是在天然氣儲液站和天然氣輸送中轉(zhuǎn)站，管道分布密集，發(fā)生天然氣泄漏的幾率大，單一的檢測模式需要的設(shè)備多，需要人工巡檢，成本高，存在一定的危險因素。針對現(xiàn)階段天然氣泄漏的遠(yuǎn)程監(jiān)控模式單一且需要的設(shè)備多的問題，提出了一種基于K26單片機(jī)處理天然氣泄漏的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)檢測手段多、受外部因素影響小、更加全面、反應(yīng)迅速、成本低、安全性能高，市場前景好。

1 設(shè)計方案

天然氣泄漏的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括云臺、殼體、光纖甲烷檢測模塊、氣體檢測模塊、聲波檢測模塊、微控制器及定位裝置，光纖甲烷檢測模塊、氣體檢測模塊、聲波檢測模塊、微控制器及定位裝置，均設(shè)置在殼體的內(nèi)部。微控制器位于殼體的中心，光纖甲烷檢測模塊、氣體檢測模塊及聲波檢測模塊，呈環(huán)形均勻布置在微控制器的外圍，且分別與微控制器通信連接。定位裝置與微控制器通信連接。

2 技術(shù)解決方案

一種用于天然氣泄漏的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括云臺、殼體2、光纖甲烷檢測模塊3、氣體檢測模塊4、聲波檢測模塊5、微控制器6及定位裝置7，所述云臺位于殼體2的上方，云臺的旋轉(zhuǎn)部分與殼體2的頂部中心固定相連，云臺驅(qū)動殼體2水平旋轉(zhuǎn)。所述光纖甲烷檢測模塊3、氣體檢測模塊4、聲波檢測模塊5、微控制器6及定位裝置7，均固定安裝在殼體2的內(nèi)部。微控制器6固定安裝在殼體的中心，所述光纖甲烷檢測模塊3、氣體檢測模塊4及聲波檢測模塊5，呈環(huán)形均勻布置在微控制器6的外圍，且分別與微控制器6通信連接。

所述光纖甲烷檢測模塊3的發(fā)射端伸出殼體2的外部，光纖甲烷檢測模塊3與微控制器6采用單向通信方式連接，使用狀態(tài)下，云臺驅(qū)動殼體2旋轉(zhuǎn)，光纖甲烷檢測模塊3的發(fā)射端發(fā)射出的光線對天然氣管網(wǎng)進(jìn)行掃射，當(dāng)天然氣管網(wǎng)的某個位置發(fā)生泄漏時，甲烷氣體可吸收光纖甲烷檢測模塊3發(fā)射的光源，光纖甲烷檢測模塊3將采集的數(shù)據(jù)信息傳輸至微控制器6。

所述聲波檢測模塊5的發(fā)射端正對殼體2的窗口，聲波檢測模塊5與微控制器6采用單向通信方式連接，天然氣管網(wǎng)的某個位置發(fā)生泄漏時，泄漏點會發(fā)出聲音，聲波檢測模塊5可檢測到發(fā)生泄漏的狀況，并根據(jù)聲波對泄漏點進(jìn)行定位，聲波檢測模塊5將其探測到的數(shù)據(jù)信息傳輸至微控制器6。在光纖甲烷檢測模塊3因建筑結(jié)構(gòu)或其他阻擋光線，存在出現(xiàn)漏檢的情況下，聲波檢測模塊5可作為檢測天然氣泄漏的又一有效手段。氣體檢測模塊4的主體部分固定安裝在殼體2的內(nèi)部，其采集端伸出殼體2的外側(cè)。當(dāng)天然氣管網(wǎng)的某個位置發(fā)生泄漏時，甲烷氣體散布到空氣中，氣體檢測模塊4可吸收天然氣管網(wǎng)泄露出的甲烷氣體，將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸至微控制器6，微處理器6根據(jù)氣體檢測模塊4提供的數(shù)據(jù)，檢測到空氣中散布的甲烷氣體的濃度。微控制器6連接有報警器9，微控制器6根據(jù)光纖甲烷檢測模塊3、氣體檢測模塊4或聲波檢測模塊5發(fā)來的數(shù)據(jù)信息，確定天然氣管網(wǎng)發(fā)生泄漏后，發(fā)送信號至報警器9，報警器9發(fā)出警報。

3 前景分析

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，人們生活水平的提高，天然氣走進(jìn)人們大眾家庭。天然氣使用管道由天然氣儲液站輸送至用戶的家中，天然氣管道的連接處存在發(fā)生泄漏的可能，一旦發(fā)生泄漏，如果發(fā)現(xiàn)不及時，會造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，如果泄漏的天然氣遇到明火會發(fā)生燃燒或爆炸，可能會導(dǎo)致重大的事故或人員傷亡。據(jù)此，需要一種檢測手段豐富，受外部客觀因素影響低，大大降低出現(xiàn)漏檢的可能，監(jiān)控覆蓋區(qū)域大，設(shè)備投入成本低，反應(yīng)迅速，自動化程度高，安全性能好的檢查設(shè)備，此遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有以上特點，且市場潛力大、需求大，具有良好的推廣價值。

4 總結(jié)

此遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)檢測手段豐富，受外部客觀因素影響低，大大降低出現(xiàn)漏檢的可能，監(jiān)控覆蓋區(qū)域大，設(shè)備投入成本低，反應(yīng)迅速，自動化程度高，安全性能高，能夠準(zhǔn)確定位泄漏位置，無須人工巡檢，安全性能高，市場潛力大、需求大，具有良好的推廣價值。

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