一种用于地下甲烷输送管道的气体泄漏定位方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114967449A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210542246.6F17D5/00(2006.01)(22)申请日2022.05.17F17D5/02(2006.01)(71)申请人浙江农林大学地址311300浙江省杭州市临安区武肃街666号(72)发明人叶海芬张靖渝熊思怡孙雨玘宁景苑连俊博刘权张苏婕李昱权张建锋惠国华(74)专利代理机构杭州天麟知识产权代理事务所(特殊普通合伙)33374专利代理师占宇(51)Int.Cl.G05B13/04(2006.01)G06F17/16(2006.01)G06F17/18(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称一种用于地下甲烷输送管道的气体泄漏定位方法(57)摘要本发明公开了一种用于地下甲烷输送管道的气体泄漏定位方法。它包括以下步骤：在甲烷输送管道下方沿甲烷输送管道走向设置移动气体检测装置以及多个气体传感器；气体传感器实时检测其所在位置的甲烷浓度，当某个气体传感器检测到其所在位置的甲烷浓度超过设定值时，根据该气体传感器确定巡检路径，在巡检路径上等间距设置n个检测点；移动气体检测装置沿巡检路径移动，每移动到一个检测点都在该检测点检测m个检测高度处的甲烷浓度，最终得到检测矩阵G；根据检测矩阵G计算出甲烷输送管道的气体泄漏位置。本发明能够快速精确的定位甲烷输送管道的气体泄漏点，减少人员伤亡和经济损失。CN114967449ACN114967449A权利要求书1/3页1.一种用于地下甲烷输送管道的气体泄漏定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在甲烷输送管道下方沿甲烷输送管道走向等间距设置有k个气体传感器，k个气体传感器从左至右依次编号为1、2……k，在甲烷输送管道下方还设有可在甲烷输送管道下方沿甲烷输送管道走向移动的移动气体检测装置；S2：每个气体传感器都实时检测其所在位置的甲烷浓度并发送给控制器，当编号为v的气体传感器检测到其所在位置的甲烷浓度超过设定值时，1≤v≤k，控制器根据编号为v的气体传感器的位置规划出移动气体检测装置的巡检路径，将巡检路径的起点设定为检测点，从巡检路径的起点开始每间隔距离D设定一个检测点，L为巡检路径的长度，E为正整数，从巡检路径的起点至终点依次将巡检路径上的检测点编号为1、2……n，n＝E+1；S3：控制器设定移动气体检测装置的m个检测高度，m个检测高度从低至高依次编号为1、2……m，将m个检测高度、巡检路径以及巡检路径上的n个检测点都发送给移动气体检测装置；S4：移动气体检测装置沿巡检路径移动，每移动到一个检测点都在该检测点检测m个检测高度处的甲烷浓度，最终得到检测矩阵G，并将检测矩阵G发送给控制器；其中，GSij表示在编号为j的检测点上的编号为i的检测高度处检测到的甲烷浓度值，1≤i≤m，1≤j≤n；S5：控制器根据检测矩阵G计算出甲烷输送管道的气体泄漏位置。2.根据权利要求1所述的一种用于地下甲烷输送管道的气体泄漏定位方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：S51：对检测矩阵G内的每个甲烷浓度数据都进行归一化处理，得到矩阵P；其中，PSij表示GSij归一化后的归一化数据；S52：将矩阵P内的每个归一化数据分别输入无约束全局优化模型，得到每个归一化数据对应的特征值CCP，归一化数据PSij对应的特征值为CCPij；S53：以移动气体检测装置在巡检路径上的移动距离为X轴、特征值CCP为Y轴建立直角坐标系，根据矩阵P中每一个归一化数据对应的检测点确定每一个归一化数据对应的移动气体检测装置在巡检路径上的移动距离；S54：在直角坐标系上绘制出与矩阵P中每一行归一化数据对应的特征曲线，得到m条特征曲线，Fi表示矩阵P中第i行归一化数据对应的特征曲线，确定每条特征曲线的峰值对应2CN114967449A权利要求书2/3页的横坐标，计算所有特征曲线的峰值对应的横坐标的均值Q，甲烷输送管道的气体泄漏位置就位于移动气体检测装置在巡检路径上的移动距离Q处的上方；在直角坐标系上绘制出与矩阵P中第i行归一化数据对应的特征曲线Fi的方法如下：根据第i行归一化数据中的每个归一化数据对应的特征值CCP以及其对应的移动气体检测装置在巡检路径上的移动距离在直角坐标系上画出对应的点，共画出n个点，将这n个点拟合得到对应的特征曲线Fi。3.根据权利要求2所述的一种用于地下甲烷输送管道的气体泄漏定位方法，其特征在于，所述步骤S51中对检测矩阵G内的甲烷浓度数据GSij进行归一化处理得到对应的归一化数据PSij的公式如下：其中，GSmax表示检测矩阵G中最大的甲烷浓度值，GSmin表示检测矩阵G中最小的甲烷浓度值。4.根据权利要求2所述的一种用于地下甲烷输送管道的气体泄