[发明专利]一种城市燃气中低压管网堵塞诊断和定位方法及系统

权利要求书

1.一种城市燃气中低压管网堵塞诊断和定位方法，该方法基于一种城市燃气中低压管网堵塞诊断和定位系统，所述城市燃气中低压管网堵塞诊断和定位系统包括：燃气站，调压箱，分支管道部以及控制器；其中，燃气站，调压箱，分支管道部之间通过燃气管道进行连接；调压箱包括调压器以及附加设备，调压器实现中低压管网中中低压燃气的压力控制，所述附加设备与控制器之间通讯连接，附加设备接收控制器发送的指令，从而实现对燃气管网施加附加的以时间为变量的特定函数构成的压力值的燃气附加脉冲，所述以时间为变量的特定函数具体为：将燃气附加脉冲的幅值u表示为函数u＝f(t0)＝ksin(ωt0)，t0表示燃气附加脉冲施加的时间变量，k为幅度参数，ω为频率参数；控制器用于定时或按照预设阈值激发模式控制附加设备进行燃气附加脉冲的施加、收集带有流量检测功能的阀门所测量的流量信息和/或通过带有流量检测功能的阀门所测量的流量信息诊断和定位管道堵塞；

所述城市燃气中低压管网堵塞诊断和定位方法包括：

步骤1、通过控制器判断是否达到特定条件，如果到达特定条件，则通过控制器向调压箱的附加设备发送驱动信号，从而驱动附加设备向调压箱和i个分支管道部的每个分支管道的分路节点o之间施加燃气附加脉冲，同时调压箱的调压器保持调压箱和分支管道部的每个分支管道的分路节点o之间的中低压的基本燃气压力；如果没有达到特定条件，则继续等待；

步骤2、通过控制器接受分支管道部中每个分支管道上设置的带有流量检测功能的电磁阀门所检测到的分支末端流量，并且计算拟合分支末端流量和时间构成的i个拟合函数v_i＝g_i(t1)，其中t1表示燃气附加脉冲施加开始计时后计算的时间变量，v_i表示每个分支管道上设置的带有流量检测功能的电磁阀门所检测到的分支末端流量；

步骤3、利用控制器，通过涉及分支管道部中每个分支管道的管长和涡流的i个补偿参数分别对于i个拟合函数v_i＝g_i(t1)进行补偿，补偿后的拟合函数v_ic＝g’_i(t1)，具体的：

其中，M_i(t1)为每个分支管道的补偿函数，其中t1为燃气附加脉冲施加开始计时后的时间，P_i(t1)为基于Li的第一补偿分量，S_i为每个分支管道的横截面积，W_i(t1)为考虑了涡流效应的第二补偿分量，其中∈的定义为：

其中，k为燃气附加脉冲的幅度参数，ω为燃气附加脉冲的频率参数，v’为涡流流阻，

为经验常数，取值为0.39-0.74，为分支管道长度的算术平均值，L_i为当前计算的分支管道的长度，T为燃气附加脉冲施加的时间跨度；

补偿后的拟合函数v_ic＝g’_i(t1)具体为：

步骤4、对补偿后的拟合函数v_ic＝g'_i(t1)进行傅里叶FFT变换，得到频域函数F_i＝FFT(v_ic)；

步骤5、利用控制器，通过检测频域函数F_i＝FFT(v_ic)是否存在超过阈值的高强度频率f_high信号，来判断支路管道是否存在堵塞风险，其中f_high信号的定义如下：

计算i个分支管道的频域函数F_i的算术平均值，得到平均频域函数，该平均频域函数曲线上的点，均能够表示在频率-信号强度构成的X-Y坐标中，基于平均频域函数计算平均频域函数中所有频率强度超过频域函数最大强度1/2的频率为高强度频率f_high；

步骤6，针对步骤5中，确定的存在堵塞风险的支路，进一步确定堵塞的管路和堵塞的位置。

2.根据权利要求1所述的城市燃气中低压管网堵塞诊断和定位方法，其特征在于：该中低压燃气的压力为0.01-0.4MPa。

3.根据权利要求1所述的城市燃气中低压管网堵塞诊断和定位方法，其特征在于：每个分支管道的长度不同。