一种防止天然气管道超压的安全保护系统的制作方法

1.本实用新型涉及天然气管道技术领域，具体涉及一种防止天然气管道超压的安全保护系统。


背景技术：

2.目前国内的管道输气中，调压器是系统的核心，它的安全运行直接关系到千家万户的生命财产安全，特别是处于用户前端的调压器，它的安全性更显得尤为重要。目前广泛使用的直接作用式调压器，它们的调压装置与安全保护装置是分立的，其最大的弱点是切断信号由信号管从输气管道中获取。由于信号管安装在调压器的外部，而调压器又安装在户外，因此，这种安全保护装置极易在运行过程中遭受外力的破坏，进而给调压装置带来极大的安全隐患。其次，目前运行的直接作用式(自力式)调压器，在输气管网因管道检修或管道改造等原因需要停气时，调压器因为没有气源的压力作用而使得调压阀口处于完全开启的状态，当再次通气时，调压器将自动恢复运行，而很多用户在停气发生时因忘记关闭燃具阀门或中途打开阀门而未关闭，在管道恢复通气时会造成燃气泄漏，进而引发灾难性事故。
3.现已授权的实用新型，专利号为cn201720812539.6，专利名称为一种防止天然气管道超压的安全保护装置，包括：天然气管道；控制结构，其包括一端开口且与所述天然气管道内部连通的瓶体、设置在所述瓶体开口处的活塞、固定在所述活塞与所述瓶体顶部之间的压缩弹簧、设置在活塞上部的导电片、电源以及位于导电片正上方的正电极和负电极；排气结构，其包括通过另一个所述通孔与天然气管道内部连通的电磁阀、与所述电磁阀的排气口连通的单向阀；当天然气管道内压强大于0.78mp时，活塞向上运动直至导电片同时与所述正电极和负电极接触。本实用新型提供的一种防止天然气管道超压的安全保护装置，其控压稳定，解决了诸多安全隐患，在调压过程中可全方位快速地将高压气体排出。
4.上述方案依然存在以下问题：由于天然气气压过高时会推动活塞动作，而在长期使用时，空气中的水分极易使弹簧生锈腐蚀，从而影响压缩弹簧的正常弹性，压缩弹簧生锈腐蚀后，弹性会逐渐减弱，此时天然气管道内需要以较原来更高的压强才能推动活塞动作，使得天然气管道内极易产生超压现象。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防止天然气管道超压的安全保护系统，一种防止天然气管道超压的安全保护系统，包括瓶体、压缩弹簧、天然气管道，包括控制处理器、第一检测模块、第二检测模块、无线传输模块，所述第一检测模块、第二检测模块、无线传输模块均与所述控制处理器连接；
6.所述第一检测模块包括环境温湿度传感器、压力传感器，所述环境温湿度传感器、压力传感器均与所述控制处理器连接，所述第二检测模块包括电流传感器、流量计，所述电流传感器、流量计均与所述控制处理器连接。
7.环境温湿度传感器用于检测瓶体内环境空气的温湿度值，压力传感器用于检测天
然气推动活塞时，压缩弹簧对瓶体施加的压力值，电流传感器用于检测导电片的工作电流值，流量计用于检测电磁阀处排除的高压气体的流量大小，无线传输模块用于将控制处理器处接收到的第一检测模块、第二检测模块的检测值进行远程传输；
8.环境温湿度传感器可以采用bm-rht-s系列的防护型环境温湿度传感器，该环境温湿度传感器的特性为变送主机完全密封，可完全防尘防水，可以用于工业现场测量、电信基站等工作环境；压力传感器可采用rp-s40-lt型单点薄膜压阻传感器，该压力传感器可以有效地检测压缩弹簧与瓶体之间的压力，且不用担心在检测过程中压力传感器发生的形变对检测数据造成的影响；电流从黄安琪可采用ahs量子霍尔传感器，也叫量子阱霍尔传感器，该传感器利用分子束外延技术制造薄膜精品，以及量子阱霍尔效应(qwhe)设计，这使得量子霍尔传感器具备其他霍尔传感器所不具有的优良特征，在选择时可采用p2a型ahs量子霍尔传感器；流量计可采用flqw110系列天然气涡轮流量计，该流量计采用了先进的超低功耗单片微机技术，智能化电路设计，集流量探头、微处理器、压力、温度传感器于一体,采取内置式组合,使结构更加紧凑，可直接测量流体的流量、压力和温度，并自动实时跟踪补偿和压缩因子修正，采用液晶点阵汉字显示，显示位数多，读数直观方便，可直接显示工作状态下的体积流量、标准状态下的体积流量、总量，以及介质压力、温度等参数，可输出频率脉冲、(4～20)ma模拟信号，并具有rs485接口。中英文双语言选择，广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业的气体计量。
9.优选的，所述第一检测模块还包括气体压强传感器，所述气体压强传感器与所述控制处理器连接。
10.气体压强传感器用于检测天然气管道内的气体压强值大小；气体压强传感器可采用scyg4103型高精度气体压强传感器，该传感器以单晶硅作为传感器的核心，测量表压、负压、绝压，产品的核心元件采用了国际一线品牌，内置有信号调理电路，能够将传感器你信号转换为标准电流、电压或数字信号输出，使得本方案上无需添加模数转换器对模拟测试信号进行数据转换，即可与计算机接口卡、控制仪表、智能仪表或控制处理器相连，安装方便简洁，抗干扰、振动、冲击力强，广泛应用于过程控制中。
11.优选的，还包括报警模块，所述报警模块包括蜂鸣器、指示灯，所述蜂鸣器、指示灯均与所述控制处理器连接。
12.优选的，还包括有定位模块，所述定位模块为gps定位模块，所述gps定位模块与所述控制处理器连接。
13.若第一检测模块、第二检测模块中，环境温湿度传感器、压力传感器、电流传感器、流量计、气体压强传感器之中的一个或多个检测到异常数据，控制处理器在接收到相应的检测信号后，即可控制报警模块发出声光报警信息，同时操作人员可根据gps定位模块的定位信号及时对天然气管道进行定位，由于gps定位模块的定位精准度低，定位误差在3-5米之间，在追求高精度定位时还可以加入rfid芯片进行定位，rfid芯片的定位精度可达到厘米，只需外设rfid芯片对应的读卡器即可进行定位操作。
14.优选的，还包括主控模块，所述主控模块包括中心控制器、人机交互模块，所述人机交互模块、无线传输模块均与所述中心控制器连接。
15.优选的，所述人机交互模块包括显示屏、按键，所述显示屏、按键均与所述中心控制器连接。
16.无线传输模块可将控制处理器处接收到的第一检测模块、第二检测模块的检测值远程传输至中心控制器处，通过显示屏进行数据显示，操作人员也可通过按键对控制处理器下发控制指令。
17.优选的，还包括数据存储模块，所述数据存储模块与所述中心控制器连接。
18.优选的，还包括上位机，所述上位机与所述无线传输模块连接。
19.数据存储模块中可预存有环境温湿度传感器、压力传感器、电流传感器、流量计、气体压强传感器的阈值数据，若环境温湿度传感器、压力传感器、电流传感器、流量计、气体压强传感器中的一个或多个检测到的数据超出阈值数据划分范围，即可认为检测到异常数据，此时控制处理器控制报警模块发出声光报警信息，同时对于延伸数据存储模块的作用，还可加入数据存储模块、日志模块，数据存储模块可对检测数据加上计时信息，使得数据存储进数据存储模块后，在后续查找时能够根据时间进行导出，更为智能。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：
21.本实用新型可以通过第一检测模块中的环境温湿度传感器检测瓶体内空气的温湿度值，并通过压力传感器检测压缩弹簧对瓶体施加的压力大小，从而可对弹簧的工作状态进行实时检测，并将检测数据远程传输至主控模块与上位机处，实现系统的智能远程管理，降低现场管理时操作人员安全事故的发生几率。
附图说明
22.图1显示为一种防止天然气管道超压的安全保护系统的原理图；
23.图2显示为一种防止天然气管道超压的安全保护系统的主控模块的原理图；
24.图3显示为一种防止天然气管道超压的安全保护系统的人机交互模块的原理图。
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
27.而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
28.以及，本技术需要预先说明的是，本实用新型在解决实现这一基础的为用户提供更多一种选择方式的基础上，其它所达到的技术效果仅是属于仁者见仁，智者见智的概念，例如，如果认为本技术部分所描述的技术效果并不能实现或达到，则可理解为这一不能实现或达到的夸张有益效果属于笔误部分，可进行忽略或删除处理，同时，由于在此处有预先说明此种情况属于笔误，在删除的同时，不应当理解为修改超出原说明书记载的范围。
29.如图1所示，一种防止天然气管道超压的安全保护系统，包括瓶体、压缩弹簧、天然气管道，包括控制处理器、第一检测模块、第二检测模块、无线传输模块，所述第一检测模块、第二检测模块、无线传输模块均与所述控制处理器连接；
30.所述第一检测模块包括环境温湿度传感器、压力传感器，所述环境温湿度传感器、压力传感器均与所述控制处理器连接，所述第二检测模块包括电流传感器、流量计，所述电流传感器、流量计均与所述控制处理器连接。
31.环境温湿度传感器用于检测瓶体内环境空气的温湿度值，压力传感器用于检测天然气推动活塞时，压缩弹簧对瓶体施加的压力值，电流传感器用于检测导电片的工作电流值，流量计用于检测电磁阀处排除的高压气体的流量大小，无线传输模块用于将控制处理器处接收到的第一检测模块、第二检测模块的检测值进行远程传输。
32.环境温湿度传感器可以采用bm-rht-s系列的防护型环境温湿度传感器，该环境温湿度传感器的特性为变送主机完全密封，可完全防尘防水，可以用于工业现场测量、电信基站等工作环境；压力传感器可采用rp-s40-lt型单点薄膜压阻传感器，该压力传感器可以有效地检测压缩弹簧与瓶体之间的压力，且不用担心在检测过程中压力传感器发生的形变对检测数据造成的影响；电流传感器可采用ahs量子霍尔传感器，也叫量子阱霍尔传感器，该传感器利用分子束外延技术制造薄膜精品，以及量子阱霍尔效应(qwhe)设计，这使得量子霍尔传感器具备其他霍尔传感器所不具有的优良特征，在选择时可采用p2a型ahs量子霍尔传感器；流量计可采用flqw110系列天然气涡轮流量计，该流量计采用了先进的超低功耗单片微机技术，智能化电路设计，集流量探头、微处理器、压力、温度传感器于一体，采取内置式组合，使结构更加紧凑，可直接测量气体的流量、压力和温度，并自动实时跟踪补偿和压缩因子修正，采用液晶点阵汉字显示，显示位数多，读数直观方便，可直接显示工作状态下的体积流量、标准状态下的体积流量、总量，以及介质压力、温度等参数，可输出频率脉冲、(4～20)ma模拟信号，并具有rs485接口。中英文双语言选择，广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业的气体计量；本设计中，涉及的控制电路，以来控制各组件动作以及相应的控制程序都是现有技术。本实用新型附图仅仅是为了呈现出一种便于本领域普通技术人员理解的原理。
33.具体的，所述第一检测模块还包括气体压强传感器，所述气体压强传感器与所述控制处理器连接。
34.气体压强传感器用于检测天然气管道内的气体压强值大小；气体压强传感器可采用scyg4103型高精度气体压强传感器，该传感器以单晶硅作为传感器的核心，测量表压、负压、绝压，产品的核心元件采用了国际一线品牌，内置有信号调理电路，能够将传感器你信号转换为标准电流、电压或数字信号输出，使得本方案上无需添加模数转换器对模拟测试信号进行数据转换，即可与计算机接口卡、控制仪表、智能仪表或控制处理器相连，安装方便简洁，抗干扰、振动、冲击力强，广泛应用于过程控制中。
35.具体的，还包括报警模块，所述报警模块包括蜂鸣器、指示灯，所述蜂鸣器、指示灯均与所述控制处理器连接。
36.具体的，还包括有定位模块，所述定位模块为gps定位模块，所述gps定位模块与所述控制处理器连接。
37.若第一检测模块、第二检测模块中，环境温湿度传感器、压力传感器、电流传感器、流量计、气体压强传感器之中的一个或多个检测到异常数据，控制处理器在接收到相应的检测信号后，即可控制报警模块发出声光报警信息，同时操作人员可根据gps定位模块的定位信号及时对天然气管道进行定位，由于gps定位模块的定位精准度低，定位误差在3-5米之间，在追求高精度定位时还可以加入rfid芯片进行定位，rfid芯片的定位精度可达到厘米，只需外设rfid芯片对应的读卡器即可进行定位操作。
38.如图2所示，具体的，还包括主控模块，所述主控模块包括中心控制器、人机交互模块，所述人机交互模块、无线传输模块均与所述中心控制器连接。
39.如图3所示，具体的，所述人机交互模块包括显示屏、按键，所述显示屏、按键均与所述中心控制器连接。
40.无线传输模块可将控制处理器处接收到的第一检测模块、第二检测模块的检测值远程传输至中心控制器处，通过显示屏进行数据显示，操作人员也可通过按键对控制处理器下发控制指令。
41.具体的，还包括数据存储模块，所述数据存储模块与所述中心控制器连接。
42.具体的，还包括上位机，所述上位机与所述无线传输模块连接。
43.数据存储模块中可预存有环境温湿度传感器、压力传感器、电流传感器、流量计、气体压强传感器的阈值数据，若环境温湿度传感器、压力传感器、电流传感器、流量计、气体压强传感器中的一个或多个检测到的数据超出阈值数据划分范围，即可认为检测到异常数据，此时控制处理器控制报警模块发出声光报警信息，同时对于延伸数据存储模块的作用，还可加入数据存储模块、日志模块，数据存储模块可对检测数据加上计时信息，使得数据存储进数据存储模块后，在后续查找时能够根据时间进行导出，更为智能。
44.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实说明书中实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
45.具体的，在本实用新型方案的基础上，本领域普通技术人员可通过合乎逻辑分析和/或推理弥补本实用新型细节上一些不足，使本实用新型技术方案更加完善和优化。以及，如果涉及到本实用新型未提出的问题，本领域普通技术人员可采用现有技术中本领域普通技术人员可知的任意方式进行解决，都属于本领域普通技术人员可知的实施方式。