北斗高精准燃气泄漏检测系统的应用.pdf

1、书书书?第一作者简介?李彦爽?女?经济师?硕士?从事燃气物资管理?智能管网建设?北斗技术应用等工作?收稿日期?修回日期?北斗高精准燃气泄漏检测系统的应用李彦爽?北京市燃气集团有限责任公司?北京?摘?要?将北斗高精准定位技术与激光甲烷泄漏检测技术融合?建立北斗高精准燃气泄漏检测系统?介绍检测系统架构?设备?技术原理?开展系统性能试验验证?检测系统具有灵敏度高?准确性高?高效和稳定性强等优点?关键词?燃气泄漏检测?北斗定位?激光甲烷泄漏检测中图分类号?文献标志码?文章编号?概述燃气作为城市的重要基础设施?近年来使用规模增长迅猛?截至?年底?全国城市用气人口已经超过?人?使用普及率约?与此同时?燃气

2、安全的风险日益凸显?截至?年底?已有近?城市燃气管道出现不同程度的老化?燃气安全面临极大挑战?燃气泄漏的检测和预防?能够有效防止事故发生?将事后处置转换为事前预防?随着新技术?新设备?新算法不断引入?燃气泄漏检测精度和效率持续提升?本文介绍北斗高精准燃气泄漏检测系统?简称检测系统?的系统架构和技术原理?试验验证检测系统性能?系统架构及设备?系统架构检测系统由北斗定位装置?泄漏检测装置?用户终端和云服务平台?部分构成?架构见图?泄漏检测装置与北斗定位装置分别获取泄漏燃气的体积分数和泄漏点位置?将各自收集的数据在用户终端进行集合分析?为用户提供燃气泄漏风险的判别依据?云服务平台实现各终端内部数据共

3、享?设备?北斗定位装置包括定位模块和通信模块?定位模块通过北斗?图?北斗高精准燃气泄漏检测系统架构信号接收机获取北斗时空位置信息?实时计算泄漏点的三维位置与时间?通信模块通过无线传输技术?将各类数据传输到用户终端?泄漏检测装置包括传感器模块和通信模块?传感器模块结合先进的激光甲烷泄漏检测技术及其他辅助技术?采集甲烷?乙烷体积分数和风速?风向等数据?并通过通信模块将采集的数据传回用户终端?用户终端包括处理器?显示器?存储器和通信模块?北斗定位装置与泄漏检测装置收集的数据?通过用户终端的处理器进行集合?计算?分析?结合内嵌地图软件?可得出甲烷泄漏的范围?并在显示器上直观呈现?存储器主要实现检测结果

4、的本地化保存?通信模块主要用于接收前端?北斗定位装置?泄漏检测?第?卷?第?期?年?月煤 气 与 热 力?装置?数据?燃气公司可使用智能手机或平板电脑作为用户终端?以保证其可操作性和便捷性?云服务平台云服务平台设在系统客户?检测系统使用单位?以确保检测数据安全?北京燃气集团利用自有服务器搭建了云服务平台?结合各用户终端传来的数据和图像?通过云服务平台?可以看到整个区域内的泄漏检测状况?各用户终端也可以在内嵌地图软件上看到其他用户终端实时上传的更新结果?便于协同作业?北斗高精准燃气泄漏检测系统检测效果见图?颜色越接近红色表示测得的燃气体积分数越高?图?北斗高精准燃气泄漏检测系统检测效果?技术原理

5、北斗高精准定位技术和激光甲烷泄漏检测技术相结合?为燃气泄漏高精准检测提供了有力支撑?北斗高精准定位技术卫星导航定位技术已成为国家科技实力与竞争力的重要标志之一?北斗卫星导航系统?简称北斗系统?是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要?自主建设运行的全球卫星导航系统?相较于其他定位系统?北斗系统具有精准授时功能?能够保证数据信息安全?为城市燃气行业数字化建设提供时空数据支持?随着卫星导航技术不断发展?北斗高精准定位技术已经成为一种非常成熟的技术?可以消除卫星钟差?用户接收机钟差以及电离层延迟的影响?可以实现?级的定位精度?在复杂环境下?例如在城市高楼?山区等环境下也可以实现高精准定位?对于燃气企业

6、的运行?维护?安全管理具有非常重要的意义?例如?在巡检过程中?通过北斗高精准定位技术可以实现人员?设备的实时定位?监测和管理?从而提高生产效率和安全性?北斗高精准定位技术的基本原理是利用测距交会法?原理见图?坐标系采用北斗坐标系?图?测距交会法原理北斗卫星播放测距信号和导航电文?导航电文中包括卫星的位置信息?目标点?在同一时刻接收到?颗卫星?分别用?表示?信号?测量出目标点至?颗卫星的距离?利用导航电文计算出该时刻卫星的空间坐标?最终计算得到目标点的三维坐标?即确定目标点的位置?目标点三维坐标计算式为?式中?目标点?的三维坐标?卫星?的三维坐标?卫星?的三维坐标?卫星?的三维坐标?目标点?与卫星?的距离?自?年以来?北京燃气?中国燃气?华润燃气?新奥燃气?昆仑燃气?港华燃气?深圳燃气?重庆燃气等企业以燃气供应业务为核心?根据各自的发展理念?应用北斗系统开展了广泛的业务延伸和市场化运营?逐渐形成差异化的产品特点和发展特征?激光甲烷泄漏检测技术燃气泄漏检测技术主要分为化学成分分析法?声学分析法?光学测量法?分布式光纤传感器法?智能球法?激光甲烷泄漏检测技术作为光学测量法的一种?具有灵敏度高