[实用新型]基于无线传感网络的远程燃气管道泄漏检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线传感网络对燃气管道泄漏的检测，属于无损检测技术和物联网技术领域。

背景技术

燃气管道是具有爆炸危险的特种承压设备(特种输送设备)，承受着易燃、易爆介质，一旦发生爆炸或泄漏，往往并发火灾、二次爆炸等灾难性事故，并且由于贯穿经济发达和人口稠密地区，发生事故后果非常严重，给社会经济、生产和人民生命财产带来巨大损失和危害。因此，加强检验工作、保障压力管道长周期安全运行具有巨大的经济意义和社会意义。

由于现有许多管网检测方法都存在成本高、精度不足、无法广泛应用的问题，严重制约了市政管网检测技术的应用效益。而且现有方法往往是针对点、线进行检测的方法，其检测结果的可靠度有限。

目前，国内针对市政管网监测应用场合的应用研究还处于探索和起步阶段，特别是管网监测和管理侧重于泄漏、爆管等事故发生后的维修和补救，尚没有形成动态实时监测和预测性诊断集成系统，不具备管网的灾害预警功能。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种基于无线传感网络的远程燃气管道泄漏检测系统，具有快速部署、自组织成网和分布式协同工作能力的无线传感网络技术能够有效解决现有管道输送监控系统的固有缺陷，满足其多点、高效、高性能的监测需求。采用基于无线传感网络的在线监测技术，不但有利于同步检测范围扩展到管网的面、甚至扩展到全方位同步立体检测网，还可以大大提高检测可信度，也解决了被测对象地缘覆盖广、监测位置动态变化大和监测仪表地下安装成本高等问题。

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：基于无线传感网络的远程燃气管道泄漏检测系统，其特征在于：包括传感器节点单元、集中节点单元、汇聚节点单元和后台监控计算机；

所述传感器节点单元沿天然气管道间隔部署，实时采集泄漏信号；并将检测到的数据发送至所述集中节点单元；所述的集中节点单元处理传感器节点单元发送的数据并判断管道是否泄漏，并将判断结果发送至所述汇聚节点单元；所述汇聚节点单元与后台监控计算机通信。

所述的泄漏信号包括温度信号、震动信号和压力信号。

所述的传感器节点单元包括传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成；传感器模块负责信息的采集和数据转换；处理器模块负责存储和处理本身采集的数据以及其他传感器节点单元发来的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点单元进行无线通信，交换控制信息和收发采集数据；能量供应模块为传感器节点单元提供运行所需的能量。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：具有快速部署、自组织成网和分布式协同工作能力的无线传感网络技术能够有效解决现有管道输送监控系统的固有缺陷，满足其多点、高效、高性能的监测需求。采用基于无线传感网络的在线监测技术，不但有利于同步检测范围扩展到管网的面、甚至扩展到全方位同步立体检测网，还可以大大提高检测可信度，也解决了被测对象地缘覆盖广、监测位置动态变化大和监测仪表地下安装成本高等问题。

附图说明

图1是本实用新型基于无线传感网络的远程燃气管道泄漏检测系统工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

基于无线传感网络的远程燃气管道监测网络，包括传感器节点、集中节点和汇聚节点；所述传感器节点沿天然气管道定间隔部署，实时采集各类泄漏信号，如温度、震动和压力等，节点间可灵活的采用管内或管外无线射频的通信方式，将检测结果多跳发送至集中节点；所述集中节点管理和维护一定范围内的传感器节点，对簇内成员节点的检测数据进行融合处理，最终判断管道是否发生泄漏、腐蚀以及有无施工破坏等，并通过无线射频通信方式将诊断结果发送至汇聚节点；所述汇聚节点主要通过无线射频采集集中节点的信息，并通过GPRS网络与后台监控主机进行交互式通讯，将簇头节点的各类诊断信息(位置、温度、流量、泄漏状况、节点自身状态等)转发给后台监控计算机。

其中，传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成。传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换；处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制信息和收发采集数据；能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量，通常采用电池供电方式。