一种北斗定位型天然气生产监测装置的制作方法

本实用新型涉及天然气生产领域，具体涉及一种通过北斗定位、实时监测、无线传输技术对天然气的开采及储运过程实时监测的装置。

背景技术：

环境保护加强的大趋势下，天然气在一次能源消费结构中的占比将持续提升。大量的煤炭燃烧是导致我国严重空气污染的重要原因。随着环保意识的增强，我国着力推进清洁能源的使用，煤炭在在我国一次能源消费中的比例正在不断降低，天然气的占比不断提高。从2014年开始，发改委、能源局等多部委在多份文件中提出，逐步将天然气培育成为我国现代清洁能源体系的主体能源之一，到2020年，天然气在一次能源消费结构中的占比力争达到10％左右，2030年达到15％。

天然气开采及储运过程中的实时监测是保证天然气安全生产的关键因素，天然气开采通常地处戈壁、沙漠、海洋等人迹罕至的地方，其输送管道更是行径高山、河流湖泊、草原、海洋等荒漠之地，常规通信手段匮乏，而新通信通道建设极为不便，严重影响了各项天然气行业自动化监测各项业务的正常运作，管理极为不便。

现有的定位系统主要有gps、“北斗”和argos等，而其数据传输则依赖于岸基无线通讯和卫星通讯，卫星通讯系统有argos、铱星、全球星和“北斗”等，其中北斗卫星导航系统作为我国独立研制开发的系统，有如下特点：该系统兼具定位与通信功能，通信时间间隔可以很短，因为北斗卫星是地球同步卫星，同时其终端可兼容其它定位系统；采用短报文模式通讯，传输速度快、实时性强、掉线率低，并能及时反馈接收信息，保证数据传输成功率；自主研发，数据传输不经其它服务器，保密性强。

因此针对上述问题，本实用新型基于北斗定位技术、实时监测、无线传输技术，提出了一种北斗定位型天然气生产监测装置，可安装于天然气生产井口、天然气传输管道，对天然气的开采及储运过程进行实时监测，提高了天然气生产的安全可靠性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种北斗定位型天然气生产监测装置，本新型装置布置灵活、一次投入可长期使用、兼顾实时监测及定位功能，可在天然气生产井口、天然气传输管道安装实用新型装置，可实时进行天然气的流量、温度、压力的监测，并远程传输监测数据及定位信息，通过温度传感器、压力传感器、流量计的协同作用，可实现实时获取天然气温度、压力、流量的功能，根据实际使用需求对实用新型布置位置进行调整，使得本实用新型装置在使用过程中的布置位置更为灵活，通过数据转换器、北斗定位装置、北斗通信装置的协同作用，可实现监测信息、定位信息的实时传输，通过监测腔室、光伏发电板、充放电控制器、蓄电池的协同使用，在起到保护作用的同时，可无需常规有线电源的接入，提高了实用新型装置使用的便捷性，本实用新型装置的使用丰富了天然气生产过程监测的应用场景，节约了大量的人力、物力，提高了天然气生产的安全可靠性。

本实用新型实施例提供一种北斗定位型天然气生产监测装置，包括监测管道、连接法兰、流量计、监测基座、监测腔室、光伏发电板，所述监测管道两端布置有连接法兰，所述监测管道上布置有流量计，所述监测管道表面布置有监测基座，所述监测基座顶部布置有监测腔室，所述监测腔室顶部布置有光伏发电板。

所述监测管道内壁布置有防腐层，所述防腐层内壁布置有温度传感器探头、压力传感器探头。

所述监测腔室内部布置有主控板、充放电控制器、蓄电池、温度传感器、压力传感器，所述温度传感器通过监测电缆与温度传感器探头相连接，所述压力传感器通过监测电缆与压力传感器探头相连接，所述主控板表面布置有电源供给装置、数据转换器、北斗定位装置、北斗通信装置，所述光伏发电板通过供电电缆与充放电控制器相连接，所述充放电控制器通过供电电缆与蓄电池相连接，所述蓄电池通过供电电缆与流量计、温度传感器、压力传感器、电源供给装置相连接，所述电源供给装置通过供电电缆与数据转换器、北斗定位装置、北斗通信装置相连接，所述流量计、温度传感器、压力传感器通过信号电缆与数据转换器相连接，所述数据转换器、北斗定位装置通过信号电缆与北斗通信装置相连接。

所述实用新型装置使用时，通过连接法兰与天然气管道、天然气采气树及其他天然气装置密封连接。

所述监测管道材质为不锈钢，使用时可根据实际需求对其规格进行调整。

所述流量计用于实时记录输气量，并将输气量数据发送至数据转换器。

所述监测基座用于为监测腔室提供工作平台。

所述防腐层材质为特氟龙，使用时可根据实际需求调整其规格。

所述主控板使用时可根据实际需求调整其规格。

所述充放电控制器用于智能调节光伏发电板的工作电压，并为蓄电池优化充电。

所述温度传感器用于通过温度传感器探头实时获取监测管道内部天然气温度数据，并将温度数据发送至数据转换器。

所述压力传感器用于通过压力传感器探头实时获取监测管道内部天然气压力数据，并将压力数据发送至数据转换器。

所述电源供给装置用于实现升降压转换蓄电池的电能，用于数据转换器、北斗定位装置、北斗通信装置供电。

所述数据转换器用于收集温度传感器、压力传感器、流量计发送的数据，并进行标准化处理成北斗通信装置能接收的标准格式，标准化处理后发送至北斗通信装置。

所述北斗定位装置用于实时接收卫星信号进行位置定位，并通过北斗通信模块发送位置信息数据，所述北斗定位装置内部布置有射频模拟接收芯片、基带处理芯片，具有体积小、性能稳定、运算速度高、价格低的优点。

所述北斗通信装置具备通过北斗网络收发数据功能，使用时通过北斗卫星网络与控制中心信号连接，用于收集温度信息、压力信息、流量信息、北斗定位信息，并发送至控制中心。

所述实用新型装置使用时，在目标使用区域，将监测管道、流量计通过连接法兰与天然气管道、天然气采气树或其他天然气装置密封连接，依次布置监测基座、监测腔室、光伏发电板，将温度传感器与温度传感器探头相连接，将压力传感器与压力传感器探头相连接，调节电源供给装置为数据转换器、北斗定位装置、北斗通信装置供电，将北斗通信装置通过北斗卫星网络与控制中心信号连接，通过流量计、温度传感器、压力传感器实时获取天然气生产数据，并发送至数据转换器进行标准化处理，标准化处理后发送至北斗通信装置，北斗通信装置收集温度信息、压力信息、流量信息、北斗定位信息，并发送至控制中心。

优选地，所述充放电控制器包括电源控制芯片，所述电源控制芯片用于实现升降压转换，将蓄电池电压调节至5v用于为数据转换器、北斗定位装置、北斗通信装置提供工作电压，所述充放电控制器可根据实际使用需求进行调整。

优选地，所述充放电控制器在使用过程中包括三种使用模式：

1、直充保护点电压模式：直充也叫急充，属于快速充电，一般都是在蓄电池电压较低的时候用大电流和相对高电压对蓄电池充电。

2、均充控制点电压模式：直充结束后，蓄电池一般会被充放电控制器静置一段时间，让其电压自然下落，当下落到“恢复电压”值时，会进入均充状态。

3、浮充控制点电压模式：均充完毕后，蓄电池也被静置一段时间，使其端电压自然下落，当下落至“维护电压”点时，就进入浮充状态，通过调节脉冲宽度来减小蓄电池充电电流。

所述实用新型装置的各零部件的规格可根据实际应用进行调整。

所述实用新型装置使用时可多个实用新型装置同时与控制中心相连接。

所述一种北斗定位型天然气生产监测装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、根据实际需求对实用新型各零部件的规格进行调整。

步骤2、在目标使用区域，将监测管道、流量计通过连接法兰与天然气管道、天然气采气树或其他天然气装置密封连接。

步骤3、依次布置监测基座、监测腔室、光伏发电板，将温度传感器与温度传感器探头相连接，将压力传感器与压力传感器探头相连接。

步骤4、调节电源供给装置为数据转换器、北斗定位装置、北斗通信装置供电，将北斗通信装置通过北斗卫星网络与控制中心信号连接。

步骤5、通过流量计、温度传感器、压力传感器实时获取天然气生产数据，并发送至数据转换器进行标准化处理，标准化处理后发送至北斗通信装置。

步骤6、北斗通信装置收集温度信息、压力信息、流量信息、北斗定位信息，并发送至控制中心。

步骤7、控制中心实时接收实用新型装置发送的信息，并进行汇总分析。

本实用新型实施例的一种北斗定位型天然气生产监测装置有益效果是：本新型装置布置灵活、一次投入可长期使用、兼顾实时监测及定位功能，可在天然气生产井口、天然气传输管道安装实用新型装置，可实时进行天然气的流量、温度、压力的监测，并远程传输监测数据及定位信息，通过温度传感器、压力传感器、流量计的协同作用，可实现实时获取天然气温度、压力、流量的功能，根据实际使用需求对实用新型布置位置进行调整，使得本实用新型装置在使用过程中的布置位置更为灵活，通过数据转换器、北斗定位装置、北斗通信装置的协同作用，可实现监测信息、定位信息的实时传输，通过监测腔室、光伏发电板、充放电控制器、蓄电池的协同使用，在起到保护作用的同时，可无需常规有线电源的接入，提高了实用新型装置使用的便捷性，本实用新型装置的使用丰富了天然气生产过程监测的应用场景，节约了大量的人力、物力，提高了天然气生产的安全可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实用新型装置结构示意图。

图2为实用新型装置剖面示意图。

图3为实用新型装置俯视示意图。

图4为实用新型装置信号连接示意图。

图5为实用新型装置供电连接示意图。

附图标号：1、监测管道2、连接法兰3、流量计4、监测基座5、监测腔室6、光伏发电板7、防腐层8、温度传感器探头9、压力传感器探头10、主控板11、充放电控制器12、蓄电池13、温度传感器14、压力传感器15、电源供给装置16、数据转换器17、北斗定位装置18、北斗通信装置19、信号电缆20、供电电缆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

如图1-5所示，本实用新型实施例提供一种北斗定位型天然气生产监测装置，包括监测管道1、连接法兰2、流量计3、监测基座4、监测腔室5、光伏发电板6，所述监测管道1两端布置有连接法兰2，所述监测管道1上布置有流量计3，所述监测管道1表面布置有监测基座4，所述监测基座4顶部布置有监测腔室5，所述监测腔室5顶部布置有光伏发电板6。

所述监测管道1内壁布置有防腐层7，所述防腐层7内壁布置有温度传感器探头8、压力传感器探头9。

所述监测腔室5内部布置有主控板10、充放电控制器11、蓄电池12、温度传感器13、压力传感器14，所述温度传感器13通过监测电缆与温度传感器探头8相连接，所述压力传感器14通过监测电缆与压力传感器探头9相连接，所述主控板10表面布置有电源供给装置15、数据转换器16、北斗定位装置17、北斗通信装置18，所述光伏发电板6通过供电电缆20与充放电控制器11相连接，所述充放电控制器11通过供电电缆20与蓄电池12相连接，所述蓄电池12通过供电电缆20与流量计3、温度传感器13、压力传感器14、电源供给装置15相连接，所述电源供给装置15通过供电电缆20与数据转换器16、北斗定位装置17、北斗通信装置18相连接，所述流量计3、温度传感器13、压力传感器14通过信号电缆19与数据转换器16相连接，所述数据转换器16、北斗定位装置17通过信号电缆19与北斗通信装置18相连接。

所述实用新型装置使用时，通过连接法兰2与天然气管道、天然气采气树及其他天然气装置密封连接。

所述监测管道1材质为不锈钢，使用时可根据实际需求对其规格进行调整。

所述流量计3用于实时记录输气量，并将输气量数据发送至数据转换器16。

所述监测基座4用于为监测腔室5提供工作平台。

所述防腐层7材质为特氟龙，使用时可根据实际需求调整其规格。

所述主控板10使用时可根据实际需求调整其规格。

所述充放电控制器11用于智能调节光伏发电板6的工作电压，并为蓄电池12优化充电。

所述温度传感器13用于通过温度传感器探头8实时获取监测管道1内部天然气温度数据，并将温度数据发送至数据转换器16。

所述压力传感器14用于通过压力传感器探头9实时获取监测管道1内部天然气压力数据，并将压力数据发送至数据转换器16。

所述电源供给装置15用于实现升降压转换蓄电池12的电能，用于数据转换器16、北斗定位装置17、北斗通信装置18供电。

所述数据转换器16用于收集温度传感器13、压力传感器14、流量计3发送的数据，并进行标准化处理成北斗通信装置18能接收的标准格式，标准化处理后发送至北斗通信装置18。

所述北斗定位装置17用于实时接收卫星信号进行位置定位，并通过北斗通信模块发送位置信息数据，所述北斗定位装置17内部布置有射频模拟接收芯片、基带处理芯片，具有体积小、性能稳定、运算速度高、价格低的优点。

所述北斗通信装置18具备通过北斗网络收发数据功能，使用时通过北斗卫星网络与控制中心信号连接，用于收集温度信息、压力信息、流量信息、北斗定位信息，并发送至控制中心。

所述实用新型装置使用时，在目标使用区域，将监测管道1、流量计3通过连接法兰2与天然气管道、天然气采气树或其他天然气装置密封连接，依次布置监测基座4、监测腔室5、光伏发电板6，将温度传感器13与温度传感器探头8相连接，将压力传感器14与压力传感器探头9相连接，调节电源供给装置15为数据转换器16、北斗定位装置17、北斗通信装置18供电，将北斗通信装置18通过北斗卫星网络与控制中心信号连接，通过流量计3、温度传感器13、压力传感器14实时获取天然气生产数据，并发送至数据转换器16进行标准化处理，标准化处理后发送至北斗通信装置18，北斗通信装置18收集温度信息、压力信息、流量信息、北斗定位信息，并发送至控制中心。

优选地，所述充放电控制器11包括电源控制芯片，所述电源控制芯片用于实现升降压转换，将蓄电池12电压调节至5v用于为数据转换器16、北斗定位装置17、北斗通信装置18提供工作电压，所述充放电控制器11可根据实际使用需求进行调整。

优选地，所述充放电控制器11在使用过程中包括三种使用模式：

1、直充保护点电压模式：直充也叫急充，属于快速充电，一般都是在蓄电池12电压较低的时候用大电流和相对高电压对蓄电池12充电。

2、均充控制点电压模式：直充结束后，蓄电池12一般会被充放电控制器11静置一段时间，让其电压自然下落，当下落到“恢复电压”值时，会进入均充状态。

3、浮充控制点电压模式：均充完毕后，蓄电池12也被静置一段时间，使其端电压自然下落，当下落至“维护电压”点时，就进入浮充状态，通过调节脉冲宽度来减小蓄电池12充电电流。

所述实用新型装置的各零部件的规格可根据实际应用进行调整。

所述实用新型装置使用时可多个实用新型装置同时与控制中心相连接。

所述一种北斗定位型天然气生产监测装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、根据实际需求对实用新型各零部件的规格进行调整。

步骤2、在目标使用区域，将监测管道1、流量计3通过连接法兰2与天然气管道、天然气采气树或其他天然气装置密封连接。

步骤3、依次布置监测基座4、监测腔室5、光伏发电板6，将温度传感器13与温度传感器探头8相连接，将压力传感器14与压力传感器探头9相连接。

步骤4、调节电源供给装置15为数据转换器16、北斗定位装置17、北斗通信装置18供电，将北斗通信装置18通过北斗卫星网络与控制中心信号连接。

步骤5、通过流量计3、温度传感器13、压力传感器14实时获取天然气生产数据，并发送至数据转换器16进行标准化处理，标准化处理后发送至北斗通信装置18。

步骤6、北斗通信装置18收集温度信息、压力信息、流量信息、北斗定位信息，并发送至控制中心。

步骤7、控制中心实时接收实用新型装置发送的信息，并进行汇总分析。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。