城市燃气管道泄漏监测系统研究

发布时间：2020-05-29 11:58

【摘要】：随着我国燃气行业的飞速发展,燃气管道泄漏现象时有发生,带来的环境污染、经济损失和对城市居民的生命财产危害也越发严重。由于燃气管道深埋地下,管网复杂,造成泄漏后难以检测和定位。目前,燃气管道泄漏检测多是人工巡检,逐级上报,成本高,效率低。针对这一缺点,本文设计了城市燃气管道泄漏监测系统,在管道上布置监测节点,监测泄漏情况,利用LoRa和GPRS无线通信,将监测信息上传至监控平台,实现燃气管道泄漏的监测,同时,利用互相关法和负压波法相结合的定位算法,实现泄漏点的定位。根据燃气泄漏时产生负压波的特性,本文通过对管道首末端监测节点的负压波信号进行分析,采用互相关法和负压波法相结合的定位算法对泄漏点进行定位。该算法首先利用小波变换对采集到的负压波信号进行去噪,然后利用互相关算法算出泄漏时负压波到达首末端的时间差,并计算出波速,得到泄漏点距离监测节点的位置,从而实现泄漏点的定位。城市燃气管道泄漏监测系统由监测节点、路由节点和燃气泄漏监控平台组成,监测节点采集泄漏时的燃气浓度和负压波信号,通过LoRa汇聚至路由节点,然后通过GPRS上传至监控平台。监测节点、路由节点的主控芯片选用STM32F103C8T6嵌入式系统,无线通信芯片选用SX1278芯片,GPRS模块选用sim800c芯片,监控平台在中国移动的OneNET平台进行开发。最后对系统进行了通讯测试,报警测试和定位误差测试等各项功能测试,实验结果表明,本文所设计的城市燃气管道泄漏监测系统可以较好的监测燃气管道泄漏并实现泄漏点定位,在一定程度上提高了数据传输过程上的高效性,具有一定的市场价值和社会应用前景。图[51]表[7]参[53]
【图文】：

图 1-2 燃气泄漏引发的起火现象Fig.1-2 Fire Phenomena Caused by Gas Leakage种种燃气泄漏事故表明燃气泄漏一但发生将对社会在第一时间发现泄漏并且找出泄漏点，就可以快速。为了减少燃气损失，并及时发现泄漏事故,技术上求。因此，燃气管道的维护管理、泄露的检测和定题。[8]-[10]。究现状检测与定位方法的国内外研究现状西方发达国家的天然气管道泄漏检测技术的研究始于地开发了燃气管道泄漏检测技术，，一些理论在实际内对管道泄漏检测技术的研究仅比西方国家晚 10

安徽理工大学硕士而可燃气体传感器的种类较多，按照检测可包括电化学式、半导体式以及固体电解式。本系统燃气传感器采用的是 MQ-5 可可燃气体气体传感器，可以较好地感测煤气物理特性，可以可靠地对燃气泄漏进行长期图 4-4 所示，该模块工作电流为 150mA，工平为 5V，低电平为 0.1V。MQ-5 可燃气体STM32F103C8T6 具有片上 12 位高精度 A/可燃气体传感器传来的采样电压，根据采样节点周围的燃气浓度的准确数值。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU996.7

【参考文献】

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本文编号：2686894