基于安全监控功能物联网智能燃气表的阀门状态检测方法与流程

1.本发明涉及信息技术和燃气安全应用技术，特别是涉及一种基于安全监控功能物联网智能燃气表的阀门状态检测方法。


背景技术：

2.随着芯片和互联网通讯技术发展，带安全监控功能的物联网智能燃气表已投入使用，其控制系统主要由中央处理器、计量模块、通讯模块和阀控模块组成，如图1所示。其中，中央处理器用于接收、计算和存储燃气流量等信息，并依据信息作逻辑判断和发送相应指令；计量模块用于采集燃气流量信息；通讯模块用于远程管理终端和中央处理器之间指令或数据传输；阀控模块用于控制燃气的进通和切断；所述各模块与中央处理器电性连接。其控制原理是：计量模块将采集的燃气流量信息传递给中央处理器，当中央处理器判断该流量与正常用气流量存在差异时，中央处理器分别向阀控模块和通讯模块发送关阀和报警指令，阀控模块执行关阀动作，通讯模块执行报警，实现报警关阀功能。
3.但阀控模块执行关阀指令是否可靠不知道。随着阀门开关次数的增加，阀门零部件损坏、阀瓣或者密封材料老化、管道杂质卡住等致关闭不严，或者如中央处理器等电性连接故障致指令失灵，阀控模块完全没有执行指令，造成燃气继续泄漏，酿成安全事故。现有带安全监控功能物联网智能燃气表缺乏对阀门关闭后的状态进行可靠性监测的机构；虽可通过增加机械触点式或磁感应式等类型的阀门关闭状态监测机构，但造价过高，且无法实现分级管理，阀门关闭状态监测可靠性也低。


技术实现要素：

4.本发明的目的是：提供一种阀门状态的检测方法，对阀门状态进行可靠性检测，并对检测到的阀门状态进行分级管理。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种基于安全监控功能物联网智能燃气表的阀门状态检测方法，包括智能燃气表内的中央处理器、计量模块、通讯模块和阀控模块；当所述计量模块采集到阀门关闭后一个或多个单元计量流量，所述中央处理器将所述一个或多个单元计量流量与设定的流量阈值之间进行逻辑判断来确定阀门是否可靠关闭，并根据判断结果指令控制通讯模块作出相应报警和分级管理。
6.进一步的，所述方法具体包括：
7.计量模块采集阀控模块接收到关阀指令前一个单元计量流量信息。
8.计量模块采集阀控模块接收到关阀指令后一个单元或n个单元计量流量信息。
9.根据所述流量信息对阀门开关状态进行逻辑判断。
10.根据所述逻辑判断的结果，所述中央处理器和通讯模块执行对应报警和分级管理。
11.进一步的，根据所述流量信息对阀门开关状态进行分析包括以下步骤：
12.以切断阀满足《切断式膜式燃气表》(cj/t 449－2014)规范内密封性能时，允许的
最大内泄漏流量qa作为第一流量阈值。
13.以泄漏流量在户内风险点最高处(如橱柜内)，能够满足《家用燃气报警器及传感器》(cjt 347－2010)规范，可燃气体浓度达爆炸下限的25％时的泄漏流量qb作为第二流量阈值。
14.以阀控模块接收到关阀指令前单元的流量qc作为第三流量阈值。
15.当所述接收到关阀指令后的流量小于等于第一流量阈值，将阀门状态标定为阀门完全关闭。
16.当所述接收到关阀指令后的流量大于第一流量阈值，且小于等于所述第二流量阈值时，将阀门状态标定为阀门关闭不严密。
17.当所述接收到关阀指令后的流量大于第二流量阈值，且小于所述第三流量阈值时，将阀门状态标定为阀门半开关。
18.当所述接收到关阀指令后的流量大于等于第三流量阈值，将阀门状态标定为阀门完全失灵；且燃气泄漏继续扩大。
19.进一步的，所述中央处理器和通讯模块执行对应报警的分级管理，其包括以下步骤：
20.当燃气表的中央处理器输出阀门完全关闭信号时，通过向通讯模块发送控制信息，通讯模块向用户和/或检修人员发送阀门完全关闭信息。
21.当燃气表的中央处理器输出阀门关闭不严密信号时，通过向通讯模块发送控制信息，通讯模块向用户和/或检修人员发送阀门关闭不严密和事故风险报警信息。
22.当燃气表的中央处理器输出阀门关闭半开关信号时，通过向通讯模块发送控制信息，通讯模块向用户和/或检修人员发送阀门半开关和较大风险报警信息。
23.当燃气表的中央处理器输出阀门完全失灵信号时，通过向通讯模块发送控制信息，通讯模块向用户和/或检修人员发送阀门完全失灵和重大事故风险报警信息。
24.本发明实施例一种基于安全监控功能物联网智能燃气表的阀门状态检测方法与现有技术相比，其有益效果在于：通过比较阀控模块接收到阀门关闭指令后，一个或多个单元计量流量与设定的流量阈值之间的差异，并由中央处理器逻辑判断来确定阀门是否可靠关闭，仅须软件设计，不用增加硬件投资，费用低廉。依据阀门关闭后燃气泄漏流量大小，实现相应报警和分级管理。填补民用安全物联网智能燃气表阀门关闭可靠性监测的空白。
附图说明
25.图1为本发明背景技术中现有技术中物联网智能燃气表控制系统的示意图；
26.图2为本发明公开的基于安全监控功能物联网智能燃气表的阀门状态检测方法的流程示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
28.如图2所示，本发明实施例优选实施例的一种基于安全监控功能物联网智能燃气表的阀门状态检测方法，包括智能燃气表内的中央处理器、计量模块、通讯模块和阀控模
块；当所述计量模块采集到阀门关闭后一个或多个单元计量流量，所述中央处理器将所述一个或多个单元计量流量与设定的流量阈值之间进行逻辑判断来确定阀门是否可靠关闭，并根据判断结果指令控制通讯模块作出相应报警和分级管理。
29.本发明是通过比较阀控模块接收到阀门关闭指令后，一个或多个单元计量流量与设定的流量阈值之间的差异，由中央处理器逻辑判断来确定阀门是否可靠关闭，并根据判断结果指令控制通讯模块作出相应报警，实施分级管理。
30.进一步的，所述方法具体包括：
31.计量模块采集阀控模块接收到关阀指令前一个单元计量流量信息。
32.计量模块采集阀控模块接收到关阀指令后一个单元或n个单元计量流量信息。
33.根据所述流量信息对阀门开关状态进行逻辑判断。
34.根据所述逻辑判断的结果，所述中央处理器和通讯模块执行对应报警和分级管理。
35.进一步的，根据所述流量信息对阀门开关状态进行分析包括以下步骤：
36.以切断阀满足《切断式膜式燃气表》(cj/t 449－2014)规范内密封性能时，允许的最大内泄漏流量qa作为第一流量阈值。
37.以泄漏流量在户内风险点最高处(如橱柜内)，能够满足《家用燃气报警器及传感器》(cjt 347－2010)规范，可燃气体浓度达爆炸下限的25％时的泄漏流量qb作为第二流量阈值。
38.以阀控模块接收到关阀指令前单元的流量qc作为第三流量阈值。
39.当所述接收到关阀指令后的流量小于等于第一流量阈值，将阀门状态标定为阀门完全关闭。
40.当所述接收到关阀指令后的流量大于第一流量阈值，且小于等于所述第二流量阈值时，将阀门状态标定为阀门关闭不严密。
41.当所述接收到关阀指令后的流量大于第二流量阈值，且小于所述第三流量阈值时，将阀门状态标定为阀门半开关。
42.当所述接收到关阀指令后的流量大于等于第三流量阈值，将阀门状态标定为阀门完全失灵；且燃气泄漏继续扩大。
43.物联网智能燃气表计量模块采集流量信息方式有两种：
44.一种是固定单元体积l0，采集单元时间间隔t；中央处理器按式(1)计算一个单元的燃气流量q，
[0045][0046]
假设在燃气泄漏工况中，当阀控模块接收到关阀指令前的单元时间间隔为t
c
，接收到阀门关闭指令后的单元时间间隔为t
i
，则接收到关阀指令前后的流量q
c
和q
d
分别按式(2)和式(3)计算，
[0047]
[0048][0049]
i,n∈n
*
ꢀꢀ
(4)
[0050]
另一种是固定单元时间间隔t0，采集燃气表计量燃气体积l，则中央处理器按式(5)计算单元的燃气流量q，那么接收到关阀指令前后的流量q
c
和q
d
分别按式(6)和式(7)计算，
[0051][0052][0053][0054]
i,n∈n
*
ꢀꢀ
(8)
[0055]
式中，l
c
为阀控模块接收到关阀指令前一个脉冲时间t0内的用气当量。l
i
为阀控模块接收到关阀指令后对应单元时间内用气当量。
[0056]
以切断阀满足《切断式膜式燃气表》(cj/t 449－2014)规范内密封性能时，允许的最大内泄漏流量qa作为第一流量阈值；以泄漏流量在户内风险点最高处(如橱柜内)，能够满足《家用燃气报警器及传感器》(cjt 347－2010)规范，可燃气体浓度达爆炸下限的25％时的泄漏流量qb作为第二流量阈值；以阀控模块接收到关阀指令前单元的流量qc作为第三流量阈值进行逻辑控制，具体实施方式如下：
[0057]
(1)当中央处理器判断qd≤qa时，则可视为燃气表未检测到燃气通气，阀控模块执行了关阀动作，且阀门完全关闭。此时，中央处理器向通讯模块发出阀门完全关闭指令；通讯模块向用户和/或检修人员发送阀门完全关闭报警信息。
[0058]
(2)当中央处理器判断qa＜qd≤qb时，则表明关阀不严密，存在微量的泄漏，但处可接受风险。此时，中央处理器向通讯模块发出阀门关闭不严密指令；通讯模块向用户和/或检修人员发送阀门关闭不严密和事故风险报警信息。
[0059]
(3)当中央处理器判断qb＜qd＜qc时，则表明阀门处于半开关状态，燃气仍处于较大泄漏，事故风险较大。此时，中央处理器向通讯模块发送指令，通讯模块向用户和/或检修人员发送阀门半开关和较大风险报警信息。
[0060]
(4)当中央处理器判断qc≤qd时，表明阀门完全未执行关阀指令，阀门开度仍处于原有或进一步发展状态，关阀失灵。此时，中央处理器向通讯模块发送指令，通讯模块向用户和/或检修人员发送阀门完全失灵和重大风险报警信息。
[0061]
进一步的，所述中央处理器和通讯模块执行对应报警的分级管理，其包括以下步
骤：
[0062]
当燃气表的中央处理器输出阀门完全关闭信号时，通过向通讯模块发送控制信息，通讯模块向用户和/或检修人员发送阀门完全关闭信息。
[0063]
当燃气表的中央处理器输出阀门关闭不严密信号时，通过向通讯模块发送控制信息，通讯模块向用户和/或检修人员发送阀门关闭不严密和事故风险报警信息。
[0064]
当燃气表的中央处理器输出阀门关闭半开关信号时，通过向通讯模块发送控制信息，通讯模块向用户和/或检修人员发送阀门半开关和较大风险报警信息。
[0065]
当燃气表的中央处理器输出阀门完全失灵信号时，通过向通讯模块发送控制信息，通讯模块向用户和/或检修人员发送阀门完全失灵和重大事故风险报警信息。
[0066]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。