[实用新型]一种监测天然气泄漏的超声多阵元报警定位仪

说明书

本实用新型公开了一种监测天然气泄漏的超声多阵元报警定位仪，包括：探测单元、运算处理单元以及三维泄漏报警单元；探测单元中超声拾音器与音频拾音器的探测端布置在第一壳体的底面；每个相对应的超声拾音器与音频拾音器组成一个拾音器组；运算处理单元包括：安装于第二壳体内的多频点滤波放大器、间歇同步式高速A/D转换采集器、阵元相差定位单元、微处理器；每个拾音器组与一个多频点滤波放大器建立电连接；间歇同步式高速A/D转换采集器与每个多频点滤波放大器建立电连接；微处理器与间歇同步式高速A/D转换采集器、阵元相差定位单元建立电连接；三维泄漏报警单元与微处理器建立电连接。本实用新型能够全天候实时监测泄漏、报警并对泄漏点定向定位。

技术领域

本实用新型属于天然气泄漏监测技术领域，特别涉及一种小型化的天然气泄漏报警定位装置。

背景技术

由于天然气管道输送的是易燃易爆气体，具有非常大的安全隐患；又因为天然气站场/阀室及类似场所内的天然气工艺管道多、集中且复杂，已发生较多起重大爆燃事故，因此天然气场站/阀室以及天然气工艺管道场所的泄漏监测尤为重要。

申请号为201810150996.2的中国专利公开了一种用于油库的可燃气体监测系统，该系统通过在现场的可燃气体检测装置中设置红外线可燃气体检测器和催化燃烧式气体检测器，利用两个检测器获取可燃气体的浓度信号，检测误差小、灵敏度高。

申请号为202020722838.2的中国专利公开了一种天然气泄漏检测的可视化预报警系统，该系统一方面利用激光检测模块对预设的定位点进行周期检测，另一方面利用视频监控模块实时发送视频数据，采用激光检测仪检测天然气泄漏情况，检测对象单一，检测结果稳定。

传统的可燃气体监测、红外监测及激光监测等各有优点但检测效果都受泄漏气体浓度、风和差天气影响较大，而且不具有泄漏点定向定位功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对现有技术的不足，提供一种具有定点定向监测功能的天然气泄漏报警定位装置。

本实用新型的技术方案是：一种监测天然气泄漏的超声多阵元报警定位仪，包括：探测单元、运算处理单元以及三维泄漏报警单元。

探测单元包括：安装于第一壳体内的超声拾音器以及音频拾音器；超声拾音器的数量为多个，超声拾音器的探测端呈环状等间距的布置在第一壳体的底面；音频拾音器的数量与超声拾音器的数量相等，音频拾音器的探测端同样呈环状等间距的一一布置在相对应的超声拾音器的内侧/外侧；每个相对应的超声拾音器与音频拾音器组成一个拾音器组；其中，超声拾音器用于采集特定频率范围内的超声波，音频拾音器用于采集特定频率范围内的声波。

运算处理单元包括：安装于第二壳体内的多频点滤波放大器、间歇同步式高速A/D转换采集器、阵元相差定位单元、微处理器；多频点滤波放大器的数量与拾音器组的数量相匹配，每个拾音器组与一个多频点滤波放大器建立电连接，多频点滤波放大器用于将超声拾音器与音频拾音器所采集的信号进行滤波放大，并将信号转变成离散谱，以减弱栅栏效应和谱间干扰对后续处理的影响；间歇同步式高速A/D转换采集器与每个多频点滤波放大器建立电连接，用于将多频点滤波放大器输出同步间歇式高速采样，并进行模数转换；微处理器与间歇同步式高速A/D转换采集器、阵元相差定位单元建立电连接；微处理器控制间歇同步式高速A/D转换采集器的间歇快拍采样和高速数模转换，控制三维泄漏报警单元进行不间断地智能自学习获得正常工作环境下现场背景噪声能量值，同时对多通道数字信号进行频域、时域、空域三维融合分析，判断现场是否存在天然气泄漏、是否应该声光报警，控制阵元相差定位单元对多通道的n个快拍进行相位差谱测算和时差谱计算，对n个快拍方位角进行谱估计，计算出泄漏点的方位角。