天然气传输管道泄漏检测系统的制作方法

本申请涉及天然气传输管道泄露检测技术领域，尤其是涉及一种天然气传输管道泄漏检测系统。

背景技术：

随着社会经济的快速发展，天然气作为一种清洁、高效、便宜的能源正越来越受到人们的青睐。目前，天然气的输送主要通过传输管道输送。由于天然气属于易燃性气体，一旦泄漏，不仅带来巨大的经济损失，还严重威胁管道周边居民的生产生活安全。因此，天然气传输管道的泄漏检测意义重大。

目前已有一些可实现天然气传输管道的泄漏检测技术，然而，这些已有的天然气传输管道技术的检测准确率往往偏低，时有发生错误检测的情况。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种天然气传输管道泄漏检测系统，以提高天然气传输管道的泄漏检测的准确率。

为达到上述目的，本申请实施例提供了一种天然气传输管道泄漏检测系统，包括：

若干个红外激光发射模块，每个所述红外激光发射模块用于向被测目标发射一种特定波长的红外激光，每种所述特定波长的红外激光对特定物质敏感；

若干个红外激光接收模块，与所述若干个红外激光发射模块相对应，每个所述红外激光接收模块用于对应检测被所述被测目标衰减后的红外激光，并将其转变成对应的探测电信号；

数据处理模块，用于根据各个所述红外激光接收模块输出的探测电信号确定所述被测目标是否存在天然气泄露。

本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统，还包括：

报警模块，用于当所述数据处理模块确认所述被测目标存在天然气泄露时，发出报警信号。

本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统，若干个所述红外激光发射模块，包括：

第一红外激光发射模块，其输出波长为1.653微米的红外激光；以及，

第二红外激光发射模块，其输出波长为2.940微米的红外激光；

本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统，若干个所述红外激光发射模块，包括：

第一红外激光发射模块，其输出波长为1.653微米的红外激光；以及，

第三红外激光发射模块，其输出波长为0.350微米的红外激光。

本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统，若干个所述红外激光发射模块，包括：

第一红外激光发射模块，其输出波长为1.653微米的红外激光；

第二红外激光发射模块，其输出波长为2.940微米的红外激光；以及，

第三红外激光发射模块，其输出波长为0.350微米的红外激光。

本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统，若干个所述红外激光发射模块分别按照对应的高度安装于第一支撑架上，且若干个所述红外激光接收模块分别按照对应的高度安装于第二支撑架上。

本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统，所述第一红外激光发射模块及其对应的红外激光接收模块的安装高度为2米；所述第二红外激光发射模块及其对应的红外激光接收模块的安装高度为4米；所述第三红外激光发射模块及其对应的红外激光接收模块的安装高度为8米。

本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统，该系统由分别安装于所述第一支撑架和所述第二支撑架上的风光互补发电装置供电。

本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统，还包括：

信号预处理模块，用于将每个所述红外激光接收模块输出的探测电信号一次进行滤波、放大和模数转换处理，并将处理后的信号传输给所述数据处理模块。

本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统，所述红外激光发射模块包括红外激光二极管，所述红外激光接收模块包括光电二极管。

本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统中，每个红外激光发射模块可向被测目标发射一种特定波长的红外激光，每种特定波长的红外激光对特定物质敏感，这样就可以分别检测甲烷和影响甲烷检测的其他物质；与每个红外激光发射模块相对应的每个红外激光接收模块，可对应检测被被测目标衰减后的红外激光，并将其转变成对应的探测电信号；数据处理模块根据各个红外激光接收模块输出的探测电信号确定被测目标是否存在天然气泄露，从而通过考虑了影响天然气传输管道泄漏检测的其他因素，提高了然气传输管道的泄漏检测的准确率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本申请一实施例的天然气传输管道泄漏检测系统的结构原理框图；

图2为本申请一实施例的天然气传输管道泄漏检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参考图1所示，本申请一实施例的天然气传输管道泄漏检测系统包括：

若干个红外激光发射模块1，每个所述红外激光发射模块1用于向被测目标发射一种特定波长的红外激光，每种所述特定波长的红外激光对特定物质敏感。研究表明，多数双原子分子和多原子分子在红外光谱范围内有其分子结构所决定的特征吸收谱，因此，可以根据气体红外吸收光谱的特征来获得气体的种类信息。有鉴于此，本申请实施例，可以通过不同的红外激光发射模块向被测目标发射不同波长的红外激光，从而检测甲烷和影响甲烷检测的其他物质(例如雨水、雾霾)。

在本申请的一个实施例中，若干个所述红外激光发射模块1可以包括：第一红外激光发射模块，其输出波长为1.653微米的红外激光；以及第二红外激光发射模块，其输出波长为2.940微米的红外激光。本申请的发明人经过长期研究发现：天然气的主要成分甲烷对1.653微米红外光谱吸收最为敏感；当有天然气泄漏时，第一红外激光发射模块发射的波长为1.653微米的红外激光被甲烷吸收后，其能量会衰减较为明显，据此可以检测天然气传输管道是否发生泄漏。然而，空气中的甲烷容易受一些环境因素的影响，尤其是雨水等，而雨水对2.940微米的红外光谱吸收最为敏感。因此，将二者相结合可以有利于提高天然气传输管道泄漏检测的准确性。

在本申请的另一个实施例中，若干个所述红外激光发射模块1也可以包括：第一红外激光发射模块，其输出波长为1.653微米的红外激光；以及第三红外激光发射模块，其输出波长为0.350微米的红外激光。本申请的发明人经过长期研究还发现：雾霾也是影响甲烷检测的主要因素之一，雾霾对0.350微米的红外光谱吸收最为敏感。因此，将二者相结合可以有利于提高天然气传输管道泄漏检测的准确性。

在本申请的另一个实施例中，若干个所述红外激光发射模块1还可以包括：第一红外激光发射模块，其输出波长为1.653微米的红外激光；第二红外激光发射模块，其输出波长为2.940微米的红外激光；以及第三红外激光发射模块，其输出波长为0.350微米的红外激光。由于甲烷对1.653微米红外光谱吸收最为敏感，雨水对2.940微米的红外光谱吸收最为敏感，雾霾对0.350微米的红外光谱吸收最为敏感，因此三者相结合可以有利于更好的提高天然气传输管道泄漏检测的准确性。

在本申请的一个实施例中，所述红外激光发射模块1例如可以为红外激光二极管。

若干个红外激光接收模块2，与所述若干个红外激光发射模块1相对应，每个所述红外激光接收模块2用于对应检测被所述被测目标衰减后的红外激光，并将其转变成对应的探测电信号。由于激光的会聚性极高，不容易发散，因此，为保证有效接收，每个红外激光接收模块2的接收端要与对应的红外激光发射模块1的发射端一一正对。

在本申请的一个实施例中，所述红外激光接收模块2例如可以为光电二极管。

数据处理模块3，用于根据各个所述红外激光接收模块2输出的探测电信号确定所述被测目标是否存在天然气泄露。

当所述红外激光发射模块1包括：其输出波长为1.653微米的红外激光的第一红外激光发射模块，以及其输出波长为2.940微米的红外激光的第二红外激光发射模块时，数据处理模块3首先判断第一红外激光发射模块对应的红外激光接收模块2输出的探测电信号是否超出预设阈值；如果超出，则确定所述被测目标存在天然气泄露。如果未超出，则将第二红外激光发射模块对应的红外激光接收模块2输出的探测电信号，以及所述第一红外激光发射模块对应的红外激光接收模块2输出的探测电信号叠加，并判断叠加后的探测电信号是否超出预设阈值，如果超出，则确定所述被测目标存在天然气泄露；如果未超出，则确定所述被测目标不存在天然气泄露。

当所述红外激光发射模块1包括：其输出波长为1.653微米的红外激光的第一红外激光发射模块，以及其输出波长为0.350微米的红外激光的第三红外激光发射模块时，数据处理模块3首先判断第一红外激光发射模块对应的红外激光接收模块2输出的探测电信号是否超出预设阈值；如果超出，则确定所述被测目标存在天然气泄露。如果未超出，则将第三红外激光发射模块对应的红外激光接收模块2输出的探测电信号，以及所述第一红外激光发射模块对应的红外激光接收模块2输出的探测电信号进行叠加，并判断叠加后的探测电信号是否超出预设阈值，如果超出，则确定所述被测目标存在天然气泄露；如果未超出，则确定所述被测目标不存在天然气泄露。

当所述红外激光发射模块1包括：其输出波长为1.653微米的红外激光的第一红外激光发射模块，其输出波长为2.940微米的红外激光的第二红外激光发射模块，以及其输出波长为0.350微米的红外激光的第三红外激光发射模块时，数据处理模块3首先判断第一红外激光发射模块对应的红外激光接收模块2输出的探测电信号是否超出预设阈值；如果超出，则确定所述被测目标存在天然气泄露。如果未超出，则将第三红外激光发射模块对应的红外激光接收模块2输出的探测电信号，所述第二红外激光发射模块对应的红外激光接收模块2输出的探测电信号，以及所述第一红外激光发射模块对应的红外激光接收模块2输出的探测电信号进行叠加，并判断叠加后的探测电信号是否超出预设阈值；如果超出，则确定所述被测目标存在天然气泄露；如果未超出，则确定所述被测目标不存在天然气泄露。

继续参考图1所示，在本申请的另一个实施例中，本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统还可以包括：

信号预处理模块3，用于将每个所述红外激光接收模块2输出的探测电信号一次进行滤波、放大和模数转换处理，并将处理后的信号传输给所述数据处理模块3。信号预处理模块3，可以进一步消除随机干扰对天然气泄露检测的影响，并可提高探测电信号的信噪比。其中的放大可以是基于锁相放大器的信号放大，从而有利于以相干检测技术为基础，利用参考信号频率与输入信号频率相关，提取有用信号。

在本申请的另一个实施例中，若干个所述红外激光发射模块可以分别按照对应的高度安装于第一支撑架上，且若干个所述红外激光接收模块分别按照对应的高度安装于第二支撑架上。

例如图2所示，三个红外激光发射模块：第一红外激光发射模块11、第二红外激光发射模块12和第三红外激光发射模块13，可以分别按照2米、4米和8米的高度安装于第一支撑架61上；对应的，分别与上述三个红外激光发射模块对应的第一红外激光接收模块21、第二红外激光接收模块22和第三红外激光接收模块23，也可以分别按照2米、4米和8米的高度安装于第二支撑架62上。本申请实施例中，将三个红外激光发射模块分别安装于不同高度，可以防止各个红外激光收发对之间相互干扰。其中，甲烷对第一红外激光发射模块11发射的红外激光的吸收最为敏感的，考虑到甲烷密度低，易于扩散，因此，将第一红外激光发射模块11放置于较低的位置，有利于提高天然气泄露检测准确性。此外，在本申请实施例中，第一支撑架61和第二支撑架62可位于天然气传输管道的同一侧且靠近天然气传输管道，也可以位于然气传输管道的两侧。

此外，红外激光发射模块与红外激光接收模块后可进行预先校准，排除以由于安装失误造成的误差，提高检测结果的可靠程度。

在本申请的另一个实施例中，本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统可由分别安装于所述第一支撑架61和所述第二支撑架62上的风光互补发电装置供电，例如图2中所示的第一风光互补发电装置71和第二风光互补发电装置72。这样可以通过风能和太阳能供电，达到节约能源的目的。

本申请实施例的天然气传输管道泄漏检测系统中，每个红外激光发射模块可向被测目标发射一种特定波长的红外激光，每种特定波长的红外激光对特定物质敏感，这样就可以分别检测甲烷和影响甲烷检测的其他物质；与每个红外激光发射模块相对应的每个红外激光接收模块，可对应检测被被测目标衰减后的红外激光，并将其转变成对应的探测电信号；数据处理模块根据各个红外激光接收模块输出的探测电信号确定被测目标是否存在天然气泄露，从而通过考虑了影响天然气传输管道泄漏检测的其他因素，提高了然气传输管道的泄漏检测的准确率。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。