一种家用燃气计量集成表具不间断安全供电方法及装置与流程

本发明涉及家用燃气表及安全供电，具体为一种家用燃气计量集成表具不间断安全供电方法及装置。

背景技术：

1、目前，燃气作为一种清洁、高效的能源源得以广泛应用，对于燃气的计量和安全监测随之被重视，家用燃气计量集成表具是一种用于测量家庭燃气消耗的装置，通常由多个组件整合在一起以提供全面的计量和监测功能，为了保证新型燃气计量表具的正常运行，确保提供精准的燃气计量服务和燃气安全监测功能，避免因电源中断导致数据丢失和监测功能受损的情况发生，因此需要提供一种更进一步的不间断安全供电方法。

2、如今，对家用燃气表及安全供电方面还存在一些不足，具体体现在以下几个层面：(1)家用燃气计量表在防爆环境的基表与非防爆环境的基表外部附加装置之间存在连接孔，增加了燃气泄漏风险和燃气使用的安全隐患，并且附加装置整体需要采用本质安全型防爆设计，增加了表具制造成本，同时为节省电池消耗，家用燃气计量表传输相关数据的频次较低，燃气公司及客户不能实时掌握表具运行状态，进而无法通过大数据分析技术实现事故预警，不利于快速准确分析表具故障或事故产生的原因，难以进一步提升服务品质，另一方面由于电池供电时长有限，且更换电池购置成本高，高频率更换电池导致工作量增大，降低用户的使用体验度。

3、(2)当前燃气泄漏报警器只有在检测器探测到燃气浓度达到一定的设定值时报警器才进行声光预警处理或切断燃气供应措施，无法对燃气的缓慢泄露提供精确预警，存在安全隐患，同时燃气泄漏报警器不具备通讯及数据传输功能，燃气公司与客户无法实时掌握和储存发生燃气泄漏的完整发展变化过程，不利于对燃气泄漏原因进行分析，并且燃气泄漏报警器与家用燃气计量表具独成系统，不能共享切断装置、供电装置、数据传输装置和储存装置，客户购置与运行成本高，增加了客户管理难度。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种家用燃气计量集成表具不间断安全供电方法及装置，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：本发明第一方面提供了一种家用燃气计量集成表具不间断安全供电方法，包括：步骤一、对燃气管道内输送燃气进行计量监测，并对燃气计量结果进行警示处理。

3、步骤二、初步分析计算目标燃气表工作区域的环境干扰值，并对空气中的燃气浓度进行监测，进而计算目标燃气表工作区域的燃气泄露风险评估指数，并对异常结果进行处理预警。

4、步骤三、对目标燃气表的主电源信息进行监测，计算目标燃气表的主电源故障评估指数，并对主电源故障结果进行预警处理。

5、步骤四、对目标燃气表的辅助电源信息进行监测，计算目标燃气表的辅助电源故障评估指数，并对辅助电源故障结果进行预警处理。

6、作为进一步的方法，所述对燃气计量结果进行警示处理，具体分析过程为：通过电磁流量计对燃气管道内的燃气流量进行采集，得到燃气管道输送燃气量，并将燃气管道输送燃气量传递给集成附加装置的脉冲发生器，进而传递给集成控制器。

7、提取集成控制器中设定的燃气管道输送燃气量阈值，将燃气管道输送燃气量与燃气管道输送燃气量阈值进行比对，若燃气管道输送燃气量高于燃气管道输送燃气量阈值，则集成控制器通过信号线发送指令给电磁切断阀，实现燃气阀门关闭，并将关闭处理结果传输至客户端以及燃气供应端进行警示反馈。

8、作为进一步的方法，所述计算环境干扰值，具体分析过程为：获取目标燃气表工作区域的空间体积v，并以设定数目对目标燃气表的工作区域进行监测点布设，得到目标燃气表工作区域的温度qi和湿度wi，同时从燃气数据库中获取目标燃气表的适宜工作温度范围和适宜工作湿度范围的中间值，分别作为参照标准适宜工作温度q0和参照标准适宜工作湿度w0，综合计算目标燃气表工作区域的环境干扰值β，其计算表达式为：其中δq和δw分别表示为设定的允许偏差温度和允许偏差湿度，ψ1和ψ2分别表示为设定的温度和湿度对应的影响因子，ψ3表示为设定的工作区域单位体积影响燃气浓度的权重因子，i表示为各监测点的编号，i＝1,2,3,...,n，n表示为监测点的总数。

9、将目标燃气表工作区域的环境干扰值与燃气数据库中存储的各环境干扰值范围对应的临界燃气浓度进行匹配，得到目标燃气表工作区域的临界燃气浓度c0。

10、作为进一步的方法，所述计算目标燃气表工作区域的燃气泄露风险评估指数，并对异常结果进行处理预警，具体分析过程为：以设定数目部署燃气筛查点，对目标燃气表工作区域的燃气浓度进行监测，得到目标燃气表工作区域内各燃气筛查点的燃气浓度cj，综合计算目标燃气表工作区域的燃气泄露风险评估指数α，其计算表达式为：其中δc表示为设定的允许偏差燃气浓度，ζ表示为设定的单位燃气浓度对应的泄露风险权重因子，j表示为各燃气筛查点的编号，j＝1,2,3,...,m，m表示为燃气筛查点的总数。

11、提取集成控制器中设定的燃气泄露风险评估指数阈值，将燃气泄露风险评估指数与燃气泄露风险评估指数阈值进行比对，若燃气泄露风险评估指数高于燃气泄露风险评估指数阈值，则集成控制器通过信号线发送指令给电磁切断阀，实现燃气阀门关闭，同时集成控制器通过通讯模块发送报警指令，并将计量表具异常信息传输至客户接收端。

12、作为进一步的方法，所述对目标燃气表的主电源信息进行监测，具体分析过程为：对专用电源转换器的工作电流强度进行监测，得到专用电源转换器的各监测时间点的工作电流id，并从燃气数据库中获取专用电源转换器的额定工作电流i0，同时对专用电源转换器的电流信号进行监测，得到专用电源转换器的电流信号波形。

13、从燃气数据库中获取专用电源转换器额定电流产生的标准电流信号波形，并提取标准电流信号波形长度将专用电源转换器的电流信号波形与标准电流信号波形进行重合比对，进而得到专用电源转换器的电流信号波形重合长度l电流。

14、综合计算目标燃气表的主电源电流异常指数χ，其计算表达式为：其中δi表示为设定的允许偏差工作电流，ξ1和ξ2分别表示为设定的电流强度和电流信号波形长度所属占比权重，d表示为各监测时间点的编号，d＝1,2,3,...,s，s表示为监测时间点的总数。

15、对专用电源转换器的输入电压和输出电压进行监测，得到专用电源转换器的各监测时间点的输入电压和输出电压并从燃气数据库中获取专用电源转换器的额定输入电压和额定输出电压综合计算目标燃气表的主电源电压异常指数δ，其计算表达式为：其中δu输入和δu输出分别表示为设定的允许偏差输入电压和允许偏差输出电压，ω1和ω2分别表示为设定的输入电压和输出电压对应的影响权重因子。

16、作为进一步的方法，所述计算目标燃气表的主电源故障评估指数ε，具体数值表达式为：其中χ和δ分别表示为目标燃气表的主电源电流异常指数和主电源电压异常指数，e表示为自然常数，υ1和υ2分别表示为设定的主电源电流异常指数和主电源电压异常指数所属占比权重。

17、作为进一步的方法，所述对主电源故障结果进行预警处理，具体分析过程为：从燃气数据库中获取主电源故障评估指数阈值，将目标燃气表的主电源故障评估指数与主电源故障评估指数阈值进行比对，若目标燃气表的主电源故障评估指数高于主电源故障评估指数阈值，则对客户端以及燃气供应端进行主电源故障提醒，同时辅助电源通过控制回路对集成附加装置和电磁切断阀进行供电。

18、作为进一步的方法，所述对目标燃气表的辅助电源信息进行监测，计算目标燃气表的辅助电源故障评估指数，具体分析过程为：对辅助电源的基本信息进行统计，包括投入使用时长t和充放电次数n，综合计算目标燃气表的辅助电源损耗表征值其计算公式为：其中τ1和τ2分别表示为设定的单位投入使用时长损耗因子和单次充放电损耗因子。

19、从燃气数据库中获取损耗表征值与预置工作电压的关系曲线，并依据目标燃气表的辅助电源的损耗表征值匹配得到目标燃气表的辅助电源的预置工作电压u预置。

20、同时对目标燃气表的辅助电源的电压进行监测，得到目标燃气表的辅助电源的各监测时间点的电压综合计算目标燃气表的辅助电源故障评估指数γ，其计算公式为：其中δu表示为设定的允许偏差辅助电源电压，表示为设定的辅助电源电压对应的修正因子。

21、作为进一步的方法，所述对辅助电源故障结果进行预警处理,具体分析过程为：从燃气数据库中获取辅助电源故障评估指数阈值，将目标燃气表的辅助电源故障评估指数与辅助电源故障评估指数阈值进行比对，若目标燃气表的辅助电源故障评估指数高于辅助电源故障评估指数阈值，则对客户端以及燃气供应端进行辅助电源故障提醒。

22、本发明第二方面提供了一种家用燃气计量集成表具不间断安全供电装置，包括：处理器，以及与处理器连接的内存和网络接口；所述网络接口与服务器中的非易失性存储器连接；所述处理器在运行时通过所述网络接口从所述非易失性存储器中调取计算机程序，并通过所述内存运行所述计算机程序，以执行上述任一项所述的方法。

23、相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

24、(1)本发明通过提供一种家用燃气计量集成表具不间断安全供电方法及装置，对家用燃气表计量表具和可燃气体报警器两个产品进行集成整合，最大限度降低了客户购置与运行成本，并利用主电源和辅助电源相结合解决不间断供电问题，进而可以解决计量数据与燃气泄漏数据实时传输与监控问题，有助于燃气公司对客户的燃气使用数据进行精确监测，确保了燃气的安全使用。

25、(2)本发明通过对家用燃气表计量表具和可燃气体报警器两个产品进行集成整合，将原本处于防爆环境的基表内的电磁切断阀及线圈移至非防爆环境，降低了附加装置的防爆要求以及装备购置与运行成本，同时实现了基表内部与外部完全隔离，将原可燃气体泄漏报警器的检测探头与控制器分离开，降低了燃气的泄露风险。

26、(3)本发明通过利用主电源和辅助电源相结合解决不间断供电问题，将原碱性干电池供电改为交流直流专用转换器作为主电源供电，并增加可充电锂电池作为辅助电源，避免高频率更换电池，降低了电池更换的购置成本和维修成本。

27、(4)本发明通过设置电源转换自动控制系统，实现主电源与辅助电源间无扰动切换，提高了供电的可靠性和稳定性，并降低了供电低成本，实现不间断供电，同时避免了因电源中断引发的数据丢失风险。

28、(5)本发明通过实现数据传输频次按需设置，满足了实时传输的需求，解决了远程监控目的，进而可对事故原因和产品异常情况进行监控和分析，降低安全隐患，提高安全管理水平，同时存储器设置有利于客户和燃气公司对历史数据进行统计分析，提升服务品质。