基于tdlas传感器的城市燃气管道无线监测系统及监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃气管道运行安全领域，具体涉及一种基于TDLAS传感器的城市燃气管道无线监测系统及监测方法。
【背景技术】
[0002]目前国内外检测气体泄漏主要是基于电化学式或催化燃烧式的点型仪器，它们的使用有着几十年以上的历史，随着TDLAS(Tunable D1de Laser Absorpt1nSpectroscopy，可调谐半导体激光吸收光谱)技术的发展，它的技术优点更加突出，基于TDLAS的城市燃气管道无线监测系统将会给燃气管道安全提供更高的安全保障。
[0003]人工巡检的办法成本非常高，巡检周期很长，巡检所有的管道井1次需要1周以上，意味着巡检周期最低为1周，在巡检周期内产生隐患，巡检人员无法及时发现，隐患极易发展成爆炸事故，导致生命和财产损失。虽然燃气公司都配备了可燃气体检测仪，但是各地燃气管道仍然爆炸事故频发，原因是人工巡检无法及时发现管道井内的安全隐患。
[0004]近年来国家大力投资基础建设，城市燃气管网作为能源供给的重要通道已经得到全面发展，伴随而来的安全问题也层出不穷。由于城市燃气管道多为埋地管道，很难及时发现燃气泄漏状况，留下了发生灾害事故的隐患。目前尚未可以有效检测或监测燃气管网泄漏问题的技术方案，以实现实时监控管网的健康状况。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于TDLAS传感器的城市燃气管道无线监测系统及监测方法，能够对城市的燃气管道系统进行实时监控和管理，防止发生燃气泄漏保证生命安全。
[0006]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0007]—方面，本发明提供了一种基于TDLAS传感器的城市燃气管道无线监测系统，
[0008]所述监测系统包括多个检测装置、报警模块、电源模块和后台监控中心，所述多个检测装置间隔安装于燃气管道内；
[0009]每一个所述检测装置包括温度传感器、TDLAS传感器、控制模块以及无线通信模块；
[0010]温度传感器，用于采集燃气管道内的当前检测节点处的温度值，并传输给控制模块；
[0011]TDLAS传感器，用于采集燃气管道内的当前检测节点处的燃气浓度值，并传输给控制丰旲块;
[0012]控制模块，用于接收燃气管道内的当前检测节点处的温度值和燃气浓度值，并判断燃气浓度值是否在安全范围内，若不在，则控制报警模块进行报警提示；还用于通过无线通信模块将当前检测节点处的温度值和燃气浓度值以及对燃气浓度值的判断结果上传至后台监控中心；
[0013]所述后台监控中心，用于显示所述温度值、燃气浓度值、报警状态以及报警位置占.
[0014]所述电源模块，与所述检测装置电连接，用于给所述检测装置供电。
[0015]另一方面，本发明提供了一种采用基于TDLAS传感器的城市燃气管道无线监测系统进行监测的方法，所述方法包括:
[0016]S1、将采集的燃气管道内的当前检测节点处的温度值和燃气浓度值传输至控制模块；
[0017]S2、控制模块接收燃气管道内的当前检测节点处的温度值和燃气浓度值并判断燃气浓度值是否在安全范围内，若不在，则控制报警模块进行报警提示；
[0018]S3、控制模块通过无线通信模块将当前检测节点处的温度值和燃气浓度值以及对燃气浓度值的判断结果上传至后台监控中心以使后台监控中心对温度值、燃气浓度值、报警状态以及报警位置点进行显示。
[0019]本发明提供的一种基于TDLAS传感器的城市燃气管道无线监测系统及监测方法，通过在燃气管道内间隔安装检测装置，对燃气管道的各个检测节点的温度值和燃气浓度值进行采集，并经过控制模块判断检测节点处的燃气浓度值是否在安全范围内，若不在，则控制报警模块进行报警，控制模块还将采集的数据和判断结果上传给后台监控中心，在后台监控中心上显示采集的数据、报警状态以及报警位置点，能够对城市的燃气管道系统进行全时段、全天候、全过程的监控和管理，防止发生燃气泄漏保证生命安全。
【附图说明】
[0020]图1为本发明实施例1的一种基于TDLAS传感器的城市燃气管道监测系统示意图；
[0021]图2为实施例1中TDLAS传感器示意图；
[0022]图3为实施例中太阳能电池板安装示意图；
[0023]图4为本发明实施例2的一种采用基于TDLAS传感器的城市燃气管道无线监测系统进行监测的方法；
[0024]图5为实施例2中后台监控中心以网页的形式展示数据示意图。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0026]实施例1、一种基于TDLAS传感器的城市燃气管道无线监测系统。以下结合图1_图3对本实施提供的监测系统进行详细说明。
[0027]参见图1，本实施例提供的监测系统包括多个检测装置、报警模块、电源模块和后台监控中心，所述多个检测装置间隔安装于燃气管道内。其中，每一个所述检测装置包括温度传感器、TDLAS传感器、控制模块以及无线通信模块；温度传感器，用于采集燃气管道内的当前检测节点处的温度值，并传输给控制模块；TDLAS(Tunable D1de Laser Absorpt1nSpectroscopy，可调谐半导体激光吸收光谱)传感器，用于采集燃气管道内的当前检测节点处的燃气浓度值，并传输给控制模块；控制模块，用于接收燃气管道的当前检测节点处的温度值和燃气浓度值，并判断当前检测节点处的燃气浓度值是否在安全范围内，若不在，则控制报警模块进行报警提示；还用于通过无线通信模块将当前检测节点处的温度值和燃气浓度值以及对燃气浓度值的判断结果上传至后台监控中心；所述后台监控中心，用于显示各个检测节点的当前温度值和燃气浓度值，并根据控制模块的判断结果，显示相应的报警状态以及报警位置点；所述电源模块，与所述检测装置电连接，用于给所述检测装置供电。
[0028]参见图2，每一个所述TDLAS传感器包括依次连接的激光器、准直镜、气体吸收池、光电探测器和TDLAS检测器，所述无线通信模块采用3G或4G或GPRS无线网络。可参见图3，所述电源模块采用太阳能电池板，所述太阳能电池板通过线缆接入燃气管道内。
[0029]需要说明的是，本实施例采用TDLAS传感器利用半导体激光器的可调谐和窄线宽特性，通过选择待测气体的某条特定的吸收光谱进行检测，可排除其它气体光谱的干扰，相比传统的气体传感器，TDLAS传感器具有精度高，响应速度快，不受外界气体干扰，无中毒现象，超大量程等优点。此外，本实施例由于TDLAS传感器在一定的温度范围内(通常在-10°C -50°C )具有高精度性，因此尽量让TDLAS传感器在该温度范围内测量燃气管道内的燃气浓度值，本实施例的具体实施方案为:温度传感器将采集的当前检测节点处的温度值发送给控制模块。
[0030]本实施例提供的监测系统还包括安装于燃气管道外面的燃气控制阀和排气装置；所述燃气控制阀，用于根据控制模块的第一控制指令，控制燃气管道阀门的关闭或打开；所述排气装置，用于根据控制模块的第二指令，对燃气管道的当前检测节点处的燃气进行排放流通。其具体为:若控制模块判断燃气浓度值超出安全范围，则控制燃气控制阀控制燃气管道阀门关闭，停止输出燃气；且控制模块控制打开排气装置对燃气管道的燃气进行排放流通。
[0031]另外，所述监测系统还包括数据库，与后台监控中心电连接，用于存储各个检测装置采集的燃气管道各个检测节点的温度值和燃气浓度值。
[0032]此外，本实施提供的监测系统还包括管理部门平台，用于接收后台监控中心以图表或报表的形式发送的燃气管道的每一个检测节点处的温度值、燃气浓度值、报警状态以及报警位置点，以便在出现燃气泄漏时采取及时措施。
[0033]实施例2、一种采用基于TDLAS传感器的城市燃气管道无线监测系统进行监测的方法。以下结合图4和图5对本实施例提供的监测方法进行详细描述。
[0034]参见图4，本实施例提供的监测方法包括:
[0035]S1、将采集的燃气管道的当前检测节点处的温度值和燃气浓度值传输至控制模块。
[0036]具体的，利用间隔安装于燃气管道内的温度传感器采集当前检测节点处的温度值，以及利用安装于该检测节点的TDLAS传感器采集当前检测节点处的燃气浓度值，并分别将检测的当前检测节点处的温度值和燃气浓度值发送给控制模块。
[0037]S2、控制模块接收燃气管道的当前检测节点处的温度值和燃气浓度值，并判断燃气浓度值是否在安全范围内，若不在，则控制报警模块进行报警提示。
[0038]S3、控制模块还通过无线通信模块将当前检测节点处的温度值和燃气浓度值以及对燃气浓度值的判断结果上传至后台监控中心以使后