一种室外燃气泄漏监测方法及系统与流程

本发明涉及燃气安全监测，具体涉及一种室外燃气泄漏监测方法及系统。

背景技术：

1、燃气管道泄漏通常采用在管道周边布设大量的燃气泄漏报警传感器，确定大概的泄漏区间后再通过人工手持探测仪一点一点的探测，不止检测效率较低，且燃气容易发生爆炸，工作人员处于危险环境下，容易发生危险。

2、现有技术中，如中国公开专利cn 115424427 a中公布了一种燃气泄漏的全场景检测方法，针对不同的燃气输配设备采用不同的检测手段，并对监测区内的燃气泄漏进行准确预警和处置，提高了燃气安全管理水平。。但是现有技术中，难以精确的确定燃气管道的燃气泄漏点的精确位置，同时不能及时标注处易于发生爆炸的区域，容易发生危险。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种室外燃气泄漏监测方法及系统，解决难以精确的确定燃气管道的燃气泄漏点的精确位置，同时不能及时标注处易于发生爆炸的区域，容易发生危险的问题。

2、一种室外燃气泄漏监测方法，具体方法包括以下步骤：

3、s1、监测燃气传感器的报警信号，通过泄漏浓度预警判断模型对燃气泄漏点进行初步定位，找到燃气泄漏点的初步范围；

4、s2、通过管道压降趋势模型进行辅助定位，判断燃气泄漏点的初步范围是否准确；

5、s3、通过视觉识别浓度梯度模型得到可燃气体的浓度，并通过时空随机场模型对燃气泄漏点进行精确定位，找到燃气泄漏点的精确位置；

6、s4、通过爆炸极限边界模型标记潜在的引爆范围；

7、s5、通过等体积浓度模型计算总泄漏量。

8、优选的，在步骤s1中，泄漏浓度预警判断模型按照发出报警的顺序依次记录发出报警的燃气传感器的位置，同时通过风力传感器检测当前的风速，根据发出报警的燃气传感器的位置以及风速共同对燃气泄露点进行初步判断，找到燃气泄漏点的初步范围。发生燃气管道泄漏后，燃气管道上邻近的燃气传感器将会发出报警信息，由于燃气为轻质气体，极易随空气流动而扩散，因此可能导致邻近燃气传感器依次报警，根据燃气报警器发出报警的位置及风速即可通过浓度预警判断模型初步确定对燃气泄漏点的初步范围。

9、优选的，在步骤s2中，根据燃气泄漏点的初步范围找到与其最接近的阀室，在其上游的为上游阀室，在其下游的为下游阀室。

10、优选的，关闭上游阀室的阀门，使管道内的残余燃气匀速泄放，通过下游阀室内的流速传感器检测残余燃气泄放的速度并计算完全泄放的时间，管道压降趋势模型，通过残余燃气泄放的速度和时间计算燃气泄漏点的计算位置，判断计算位置是否在燃气泄漏点的初步范围内，进一步缩小燃气泄漏点的定位范围。通过管道压降趋势模型可以对燃气泄漏点的初步范围进行验证，进一步缩小燃气泄漏点的定位范围。

11、优选的，在步骤s3中，通过红外摄像头扫描燃气管道上方的可燃气体云，得到可燃气体云的图像；通过视觉识别浓度梯度模型将可燃气体云的图像颜色像素值映射为可燃气体的浓度。燃气泄漏后，与空气混合形成可燃气体云。当持续泄漏燃气时，距离泄漏口越近，可燃气体浓度越高；当泄漏停止后，可燃气体将随风速风险偏移，且浓度越来越低。通过红外摄像头可以获得可燃气体云的图像，通过视觉识别浓度梯度模型可以将可燃气体云的图像像素值映射为可燃气体的浓度，为燃气泄漏点的精确定位以及标记燃气浓度易爆炸区域提供数据基础。

12、优选的，可燃气体浓度均分为若干个梯度，可燃气体浓度的梯度由低到高依次对应一种色带，梯度越高，色带的颜色越深。

13、优选的，根据可燃气体的浓度及色带对燃气泄漏点进行精定位，确定燃气泄漏点的精确位置。

14、优选的，若可燃气体浓度最大的位置在近地面处，且色带颜色趋于稳定，则可判断色带最深处即为燃气泄漏点且燃气泄漏点正在持续泄漏燃气；若可燃气体浓度未聚集于一点，且色带颜色逐渐变浅，则判断燃气泄漏点已停止泄漏并根据风速风向和燃气泄放时间计算燃气泄漏点的位置。

15、优选的，在步骤s4中，在可燃气体云的图像中标记燃气浓度处于易爆炸范围的区域。

16、还提供了一种室外燃气泄漏溯源系统，使用上述的一种室外燃气泄漏监测方法，包括燃气管道，所述燃气管道上设置有燃气泄漏报警系统、燃气管道scada系统、燃气泄漏识别系统，还包括中央计算系统，所述中央计算系统与燃气泄漏报警系统、燃气管道scada系统、燃气泄漏识别系统电性连接。

17、优选的，所述燃气泄漏报警系统包括在燃气管道上均布的若干个燃气传感器。燃气泄漏报警系统用于检测燃气并发送报警信号给中央计算系统。

18、优选的，所述燃气管道scada系统至少包括压力传感器，流速传感器，风力传感器。燃气管道scada系统用于采集燃气管道中的压力和流速的数据以及燃气管道上方的风速数据，并发送给中央计算系统。

19、优选的，所述燃气泄漏识别系统包括红外摄像头。燃气泄漏识别系统用于采集可燃气体云的图像并发送给中央计算系统。

20、优选的，所述中央计算系统中设置有泄漏浓度预警判断模型、管道压降趋势判断模型、视觉识别浓度梯度模型、爆炸极限边界模型、等体积浓度模型、时空随机场模型。中央计算系统用于计算燃气泄漏点的精确位置。

21、有益效果：

22、1、本发明提供了一种室外燃气泄漏监测方法及系统，可以快速、精确的定位到燃气泄漏点的位置，计算燃气的泄漏量，同时标记燃气浓度易爆炸区域，降低发生爆炸的风险。

23、2、现有技术中，通过与燃气泄漏点最近的两个燃气传感器的报警初步锁定燃气泄漏点的位置，但是由于在室外存在风力作用，泄漏的可燃气体会随风力进行飘散，使临近的燃气传感器均产生报警，难以确定燃气泄漏点的位置。本申请通过设置泄漏浓度预警判断模型，考虑到了风力对燃气的影响，将风力速度与燃气传感器的报警位置相结合，确定燃气泄漏点两侧的燃气传感器位置，从而确定燃气泄漏点的初步范围，提升燃气泄漏点初步范围确定的准确性。

24、3、现有技术中，需要依靠测量可燃气体浓度的设备测量可燃气体的浓度，现有的测量可燃气体浓度的设备一般采用基本气体激光吸收光谱技术达到气体检测目的，但是这种设备只能检测具体点的可燃气体浓度，难以检测大范围的可燃气体浓度，进而也就难以精确的获得燃气泄漏点的位置。本申请不需要使用可燃气体浓度检测设备，而是通过红外摄像头拍摄可燃气体云的图像，通过视觉识别浓度梯度模型将可燃气体云的图像颜色像素值映射为可燃气体的浓度，从而可以得到可燃气体云范围内的可燃气体浓度分布，便于时空随机场模型更精确的获得燃气泄漏点的精确位置，同时便于爆炸极限边界模型标记易发生爆炸的范围，工作人员可以避开易发生爆炸的区域，防止发生安全问题。

25、4、可燃气体云的图像是像素值，而可燃气体浓度是百分比，难以将图像的像素值与可燃气体浓度进行对应。本申请通过视觉识别浓度梯度模型将可燃气体浓度分为若干个梯度，并形成了图像像素值与可燃气体浓度的关系映射，从而便于燃气泄漏点的精确检测。

技术特征：

1.一种室外燃气泄漏监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种室外燃气泄漏监测方法，其特征在于，在步骤s3中，通过红外摄像头扫描燃气管道上方的可燃气体云，得到可燃气体云的图像；通过视觉识别浓度梯度模型将可燃气体云的图像颜色像素值映射为可燃气体的浓度。

3.根据权利要求2所述的一种室外燃气泄漏监测方法，其特征在于，可燃气体浓度均分为若干个梯度，可燃气体浓度的梯度由低到高依次对应一种色带，梯度越高，色带的颜色越深。

4.根据权利要求3所述的一种室外燃气泄漏监测方法，其特征在于，根据可燃气体的浓度及色带对燃气泄漏点进行精定位，确定燃气泄漏点的精确位置。

5.根据权利要求4所述的一种室外燃气泄漏监测方法，其特征在于，若可燃气体浓度最大的位置在近地面处，且色带颜色趋于稳定，则可判断色带最深处即为燃气泄漏点且燃气泄漏点正在持续泄漏燃气；若可燃气体浓度未聚集于一点，且色带颜色逐渐变浅，则判断燃气泄漏点已停止泄漏并根据风速风向和燃气泄放时间计算燃气泄漏点的位置。

6.根据权利要求5所述的一种室外燃气泄漏监测方法，其特征在于，在步骤s4中，在可燃气体云的图像中标记燃气浓度处于易爆炸范围的区域。

7.一种室外燃气泄漏溯源系统，其特征在于，使用权利要求1-6所述的任意一种室外燃气泄漏监测方法，包括燃气管道，所述燃气管道上设置有燃气泄漏报警系统、燃气管道scada系统、燃气泄漏识别系统，还包括中央计算系统，所述中央计算系统与燃气泄漏报警系统、燃气管道scada系统、燃气泄漏识别系统电性连接。

技术总结本发明提供了一种室外燃气泄漏监测方法及系统，包括以下步骤：S1、监测燃气传感器的报警信号，通过泄漏浓度预警判断模型对燃气泄漏点进行初步定位，找到燃气泄漏点的初步范围；S2、通过管道压降趋势模型进行辅助定位，判断燃气泄漏点的初步范围是否准确；S3、通过视觉识别浓度梯度模型得到可燃气体的浓度，并通过时空随机场模型对燃气泄漏点进行精确定位，找到燃气泄漏点的精确位置；S4、通过爆炸极限边界模型标记潜在的引爆范围；S5、通过等体积浓度模型计算总泄漏量。本发明提供了一种室外燃气泄漏监测方法及系统，可以快速、精确的定位到燃气泄漏点的位置，计算燃气的泄漏量，同时标记燃气浓度易爆炸区域，降低发生爆炸的风险。技术研发人员：徐大用,蒋会春,沈赣苏,刘兆前,刘鑫,陆金,孙娟受保护的技术使用者：苏州城市安全发展科技研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23