激光可燃气监测井盖

激光可燃气监测井盖

技术领域

本发明涉及激光气体检测仪器技术领域。

背景技术

城市燃气管网运行维护，是保障城市天然气安全应用的重要组成部分，是城市居民安居乐业的基本保障。伴随着城市燃气送到千家万户，是城市管网上的枢纽阀门，通常这些阀门，是安装在地下的阀井；这些阀井正常运行，是保障燃气输送的关键节点，然而，这些阀井通常也遭受到雨污水的浸泡及自身阀门的锈蚀，给燃气管线运维造成麻烦。

国内一线城市燃气管线长度都有上万公里，平均200米长度一个燃气井和燃气井盖，所有燃气管井都是人工巡检，急需要在线监测的手段。低压庭院线管网泄漏次数占比还是非常高的，因此相关的阀井检测概率更高；高压管线对应的阀井，泄漏危险性高；阀井主要监测对象包括：燃气泄漏、是否有积水、井盖是否移位、破损。

城市的街道、胡同、小街巷、居民小区的等区域，主要还要靠人工方式巡检管线，现有技术中检测设备结构：①长臂吸气管（接地面是个橡皮塞）。②检测设备人工背负，将被检测气体吸入至检测设备。③检测设备是热催化或红外检测原理，吸入被检测气体，出检测结果，需要20~30秒钟。

燃气阀井传统人工巡检工作包括：1、打开燃气井盖，人工检测燃气、毒气。2、检测时间相对比较长，至少20~30秒。3、必要时下井检查阀门状态。4、察看井底积水状态。

针对传统人工巡检工作的不足，现有技术中有在井壁固定激光探测器，水位探测器，将通信天线伸出井口用来实现数据回传的监测方法。固定在井壁的激光探测器，水位探测器，通信器联线复杂，耗电量大，电池模组过大，并且由于多出来激光探测器，水位探测器，通信器，电池组固定在井壁上导致这些易损设备被巡检工人意外损坏的情况时有发生。

为满足现有技术的不足，本发明的激光可燃气监测井盖将激光气体探测器，水位探测器，通信模块，电池组与树脂井盖进行巧妙的结合，并且通过加入控制模块和定时模块以实现定时采集和低功耗休眠，使得激光可燃气监测井盖可以快速推广到燃气管线运维当中，实现阀井的可燃气体监测和水位监测。

应用的现有技术：

应用的现有技术：

激光气体传感器：大连艾科公司，北京航星网讯公司，已经取得产业化的激光气体传感器；

激光液位测距模块：得科技术公司、海迪科技公司，已经取得产业化的激光液位测距模块；

复合井盖：淄博拜斯特公司、山东鲁润建材有限公司，复合井盖为非金属制品，对于无线电信号有良好的穿透性。

发明内容

为克服现有技术的不足，达到快速推广可燃气阀井在线监测的进程，实现本发明的激光可燃气监测井盖由复合井盖龙骨、复合井盖保护圈、透气孔、电池盒、控制盒、供电线、串口线、激光气体传感器、安装底板组成；其中控制盒由定时模块；休眠开关；激光液位测距模块；控制模块；通信模块组成；

复合井盖龙骨中有钢筋，钢筋与复合井盖主体整体由树脂冲压成型，龙骨成网格状，龙骨在井盖朝向下方一侧，高出井盖主体下侧平面1.5厘米至3厘米；

复合井盖保护圈与复合井盖主体整体由树脂冲压成型，复合井盖保护圈距离井盖边缘的半径距离为4厘米到5厘米，复合井盖保护圈高出复合井盖主体下侧平面2厘米到3.5厘米，复合井盖保护圈高出复合井盖龙骨0.5厘米，复合井盖保护圈在工人拖拽复合井盖主体时保护复合井盖龙骨上安装的安装底板不接触地面，安装底板不接触地面的情况下，安装底板与复合井盖龙骨形成的网格中所安放的电池盒和控制盒以及激光气体传感器得到有效的物理摩擦和物理冲击的防护；

透气孔为两个，按照对井盖装备的标准设置；

电池盒中安装有提供3.6福特电压的锂电池，电池盒中的锂电池通过供电线为控制盒供电；

控制盒的定时模块通过通信模块与服务器端的主控程序联系，由服务器端的主控程序设定定时模块的数据采集时间间隔；定时模块根据数据采集时间间隔控制休眠开关，在采集时间休眠开关开启激光液位测距模块和激光气体传感器的供电电路，同时开启控制模块的供电电路；在非采集时间定时模块控制休眠开关进入低耗电状态，断开激光液位测距模块和激光气体传感器及控制模块的供电电路，保持通信模块的低耗电电路供电；

激光液位测距模块将采集的液位数据传送给控制模块，控制模块在激光液位测距模块传回的数据上加入液位采集标识位后，控制模块将加入液位采集标识位的激光液位测距模块传回的数据通过通信模块发送给服务器端的主控程序；

激光气体传感器根据设定发射特定波长的红外激光并通过回传的激光强度计算特定波长的激光由被测可燃气体吸收的比率，并将特定波长的激光强度减少值以电信号的方式传送给控制模块；控制模块在激光气体传感器传回的数据上加入气体采集标识位后，控制模块将加入气体采集标识位的激光气体传感器传回的数据通过通信模块发送给服务器端的主控程序；

激光液位测距模块的激光发射头和激光接收头通过控制盒上的激光透射孔和安装底板上的激光透射孔与井下液面垂直；

通信模块采用无线广域网络通讯技术；

控制盒中的控制模块通过串口线与激光气体传感器连接，串口线完成供电及信号传输的功能；

安装底板用于固定电池盒、控制盒、激光气体传感器于三个复合井盖龙骨形成的网格空间内；首先电池盒、控制盒、激光气体传感器、供电线、串口线固定在安装底板上，再将安装底板通过安装底板固定孔用螺丝固定在复合井盖龙骨上。

有益效果

本发明改变传统复合井盖的结构，增加了复合井盖保护圈，安装底板，使得在龙骨形成的网格空间内以分体方式安装了电池盒，控制盒，激光气体传感器，结构紧凑，抗物理拖拽，同时本发明的控制盒内的定时模块，休眠模块可以有效的提高电池的工作时长减少设备维护工作量，本发明的控制盒内的控制模块加入了添加标识位的功能，可以有效区分液位数据和气体浓度数据，实现本发明为组建可燃气阀井在线监测系统提供必备的技术支撑。

附图说明

图1是本发明控制盒的组成结构图；

图2是本发明在不配备安装底板时的正视结构图；

图3是本发明在不配备安装底板时的立体视图；

图4是本发明在装配安装底板时的正视结构图；

图5是本发明安装底板与电池盒、控制盒、激光气体传感器的装配图；

示例：

B复合井盖主体；1复合井盖龙骨；2复合井盖保护圈；3透气孔；4电池盒；5控制盒；51控制盒上的激光透射孔；6激光气体传感器；7安装底板；8安装底板固定孔；71安装底板上的激光透射孔；41供电线；61串口线；52定时模块；53休眠开关；54激光液位测距模块；55控制模块；56通信模块。

具体实现方式

参看图1至图5，实现本发明的激光可燃气监测井盖由复合井盖龙骨1、复合井盖保护圈2、透气孔3、电池盒4、控制盒5、供电线41、串口线61、激光气体传感器6、安装底板7组成；其中控制盒5由定时模块52；休眠开关53；激光液位测距模块54；控制模块55；通信模块56组成；

复合井盖龙骨1中有钢筋，钢筋与复合井盖主体B整体由树脂冲压成型，龙骨成网格状，龙骨在井盖朝向下方一侧，高出井盖主体下侧平面1.5厘米至3厘米；

复合井盖保护圈2与复合井盖主体B整体由树脂冲压成型，复合井盖保护圈2距离井盖边缘的半径距离为4厘米到5厘米，复合井盖保护圈2高出复合井盖主体B下侧平面2厘米到3.5厘米，复合井盖保护圈2高出复合井盖龙骨0.5厘米，复合井盖保护圈2在工人拖拽复合井盖主体B时保护复合井盖龙骨1上安装的安装底板7不接触地面，安装底板7不接触地面的情况下，安装底板7与复合井盖龙骨1形成的网格中所安放的电池盒4和控制盒5以及激光气体传感器6得到有效的物理摩擦和物理冲击的防护；

透气孔3为两个，按照对井盖装备的标准设置；

电池盒4中安装有提供3.6福特电压的锂电池，电池盒4中的锂电池通过供电线41为控制盒5供电；

控制盒5的定时模块52通过通信模块56与服务器端的主控程序联系，由服务器端的主控程序设定定时模块52的数据采集时间间隔；定时模块52根据数据采集时间间隔控制休眠开关53，在采集时间休眠开关53开启激光液位测距模块54和激光气体传感器6的供电电路，同时开启控制模块55的供电电路；在非采集时间定时模块52控制休眠开关53进入低耗电状态，断开激光液位测距模块54和激光气体传感器6及控制模块55的供电电路，保持通信模块56的低耗电电路供电；

激光液位测距模块54将采集的液位数据传送给控制模块55，控制模块55在激光液位测距模块54传回的数据上加入液位采集标识位后，控制模块55将加入液位采集标识位的激光液位测距模块54传回的数据通过通信模块56发送给服务器端的主控程序；

激光气体传感器6根据设定发射特定波长的红外激光并通过回传的激光强度计算特定波长的激光由被测可燃气体吸收的比率，并将特定波长的激光强度减少值以电信号的方式传送给控制模块55；控制模块55在激光气体传感器6传回的数据上加入气体采集标识位后，控制模块55将加入气体采集标识位的激光气体传感器6传回的数据通过通信模块56发送给服务器端的主控程序；

激光液位测距模块54的激光发射头和激光接收头通过控制盒5上的激光透射孔51和安装底板7上的激光透射孔71与井下液面垂直；

通信模块56采用无线广域网络通讯技术；

控制盒5中的控制模块55通过串口线61与激光气体传感器6连接，串口线61完成供电及信号传输的功能；

安装底板7用于固定电池盒4、控制盒5、激光气体传感器6于三个复合井盖龙骨1形成的网格空间内；首先电池盒4、控制盒5、激光气体传感器6、供电线41、串口线61固定在安装底板7上，再将安装底板7通过安装底板固定孔8用螺丝固定在复合井盖龙骨1上。