[发明专利]一种埋地燃气管道泄露源定位的装置和算法

权利要求书

1.一种埋地燃气管道泄漏源定位装置，包括传感器阵列(1)、放大器(2)、控制主板(3)、信号转换装置(7)、无线通讯装置(8)、控制中心(9)、控制器(11)、放大器(12)，以及信号转换装置(13)、无线通讯装置(14)和供电装置(15)和供电装置(16)。

2.根据权利要求1所述一种埋地燃气管道泄露源定位装置，其特征在于：所述传感器阵列(1)包括1个声发射传感器(1-1)和26个甲烷传感器(1-2)，所有传感器按照3×3×3的方式进行排列，声发射传感器位于中央，甲烷传感器位于外围，声发射传感器与甲烷传感器之间使用伸缩杆(1-5)连接，伸缩杆采用三段式设计，原长为0.4m，最大可伸长至1.2m，伸缩杆内设置有电机(1-6)，甲烷传感器外安置刀片(1-3)，刀片上开设凹槽(1-4)。

3.根据权利要求1所述一种埋地燃气管道泄露源定位装置，其特征在于：所述控制主板(3)包括RAM存储器(4)、CPU处理器(5)、RTC实时时钟(6)以及FPGA(10)，RAM存储器与放大器(2)相连，之后连接CPU，RTC并联在CPU上提供时间信息。FPGA与控制器(11)连接，提供反馈信息调节传感器阵列。

4.根据权利要求1所述一种埋地燃气管道泄露源定位装置，其特征在于：所述信号转换装置(7)、无线通讯装置(8)与CPU相连，负责甲烷传感器数据传输任务；所述信号转换装置(13)、无线通讯装置(14)与放大器(12)相连，用于声学特性数据的传输，无线通讯装置(8)和(14)将数据发送至总部的控制中心(9)。

5.根据权利要求1至3任一项所述一种埋地燃气管道泄露源定位装置，其特征在于：所述控制器(11)一端连接FPGA(10)，另一端连接电机(1-6)。

6.根据权利要求1至3任一项所述一种埋地燃气管道泄露源定位装置，其特征在于：所述供电装置(15)与传感器阵列(1)相连，所述供电装置(16)与控制主板(3)相连。

7.根据权利要求1至4所述一种埋地燃气管道泄露源定位装置，其特征在于：所述控制中心设有高性能计算机，用于大量数据的处理以及泄露源位置的显示。

8.根据权利要求1至8所述一种埋地燃气管道泄露源定位装置，其特征在于：所述的无线通讯模块为5G模块。

9.一种埋地燃气管道泄露源定位的算法，其特征在于：算法的实施包含以下步骤：

步骤1：通过数值模拟仿真以及实验研究，整理数据后得出大量关于甲烷浓度、甲烷浓度上升速度随泄漏孔径以及距离变化的经验公式，生成数据库内置于控制中心(9)的高性能计算机中。

步骤2：传感器阵列(1)中的每一个甲烷浓度传感器(1-2)将监测到的该位置的甲烷浓度以及甲烷浓度上升速度经放大器(2)信号放大、控制主板(3)数据处理后由无线通讯装置(8)发往控制中心(9)，高性能计算机将数据代入算法后，求解泄露源位置。