專利名稱：用戶燃氣安全隱患預警及處理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及燃氣安全隱患的預測及處理系統。
背景技術：
目前，傳統燃氣安全保障主要是通過三種途徑1、提高設備的可靠性；2、增設各種安全設備；3、采用人工定期現場檢查的方法檢查管線、燃氣具及各種安全設備的完好性。例如用不銹鋼軟管替代橡膠軟管就是增加了設備的可靠性；采用安全燃氣表，過流截止閥，燃氣泄漏報警器，緊急切斷閥，帶熄火保護的燃氣具就是增加了安全監控設備。這些傳統措施被證明是有一定效果的。但是這些傳統的技術措施基本上是建立在上世紀八十年代的技術基礎上，不能在事故的初期階段發現早期征兆，從而有效的預防事故，減小事故的發生率和災害程度。為了保證管線、燃氣具及安全設備的正常運行，通常要使用大量人力定期 對燃氣設備設施進行現場檢查，而且現場檢查具有一定的局限性，對于用戶群比較大的城市來講，到現場一個一個檢查，耗費大量人力物力，只能從概率上減少事故發生的隱患，但不能從根本上避免事故的發生，而燃氣經營單位和上級主管部門也始終處于不知在什么時間、什么地點會發生什么事故的被動狀態。傳統技術措施的缺點包括三點1、多是在泄漏導致的事故已發生時才能被發現；2、報警裝置發現異常報警后的處理情況必須依賴于現場的人員，如果現場沒有人員，危險事故的發生概率極大；3、事故發生之后，因為現場數據難以追溯，造成事故原因調查起來比較困難。
實用新型內容本實用新型針對上述現有技術的缺陷，提供一種對用戶燃氣安全隱患進行預警及處理的系統。本實用新型的技術方案是這樣實現的一種用戶燃氣安全隱患預警及處理系統，其特征在于，包括現場安全設備，其包括-設置于用戶低壓電路的超濃度斷電保護裝置，作為整個低壓電路的系統電源，-設置于用戶的安全智能燃氣表，內置有緊急切斷閥和帶有以下處理模塊的集成
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心片——燃氣流量過流緊急切斷模塊，當氣源流量在用氣設備正常工作所需燃氣流量范圍之外時，對緊急切斷閥發出切斷信號，緊急切斷氣源，及—燃氣壓力波動緊急切斷模塊，當氣源壓力在用氣設備正常工作所需壓力范圍之外時，對緊急切斷閥發出切斷信號，緊急切斷氣源，-設置于用戶的燃氣火災復合探測器，所述燃氣火災復合探測器帶有——數據采集裝置，采集燃氣濃度、一氧化碳濃度和溫度參數，及——數據存儲器，儲存數據采集裝置收集到的參數數據，[0014]——數據分析評估模塊，分析評估收集到的參數數據是否異常，——控制模塊，在收集到的參數數據異常時，做出報警處理，同時對安全智能燃氣表內置燃氣緊急切斷模塊發出關閥信號、對超濃度斷電保護裝置發出斷電信號；監控中心，包括-存儲器，存儲從用戶燃氣火災復合探測器傳送來的參數數據，及-數據分析系統，分析評估接收到的參數數據是否異常，及-控制處理系統，在接收到的參數數據異常時，·做出報警及后續處理，無線通信網絡，將來自于現場設備燃氣火災復合探測器的數據傳送至所述監控中心。具體地，所述無線通信網絡包括現場終端通信設備、無線網關和監控中心，所述無線網關作為一級管理平臺將來自于數據終端通信設備的信息發至監控中心。進一步地來說，所述無線網關包括群用無線網關，每臺網關連接200 400臺現場終端通信設備；和專用無線網關，專用無線網關只連接一個重點燃氣用戶，所述重點燃氣用戶設置有多個燃氣火災復合探測器。所述現場終端通信設備、無線網關和監控中心均為雙向通信。進一步地，所述現場安全設備還包括感震模塊，所述感震模塊通過數據線連接于所述燃氣火災復合探測器及所述安全智能燃氣表，將探測到的有破壞性的6度以上烈度的震動信號傳輸至所述燃氣火災復合探測器及所述安全智能燃氣表的集成芯片，對緊急切斷閥發出切斷信號，緊急切斷氣源。進一步地，所述現場安全設備還包括設置于埋墻不銹鋼波紋包覆管始端出墻處快裝管接頭上的微型燃氣泄漏探測器，所述微型燃氣泄漏探測器檢測該處燃氣泄漏情況，將檢測數據傳輸至所述燃氣火災復合探測器。進一步地，所述現場安全設備還包括與燃具連接處設置的過流燃氣安全閥。本實用新型利用自組網技術將單個用戶的現場安全設備與監控中心關聯起來。現場設備中設置有含數據存儲功能的燃氣火災復合探測器，當室內燃氣狀況出現異常時，復合探測器會發出報警信息，并及時將室內燃氣及室內電源切斷。另一方面，復合探測器將監測到的數據信息定時上傳到監測中心，由監控中心對報警、監測信息進行處理，并運用智能分析系統對用戶的管線、燃氣器具的狀態進行判斷，如發現數據出現異常系統會報警，相關人員查看到報警信息會及時進行維修處理。本實用新型能對用戶燃氣安全隱患作出預測及處理，具備事前預測、事中處理、事后跟蹤功能的安全保障系統。本實用新型的有益效果是I、利用無線通訊技術，能構成同時檢測幾百萬用戶的大規模監控系統，將城市數十萬或數百萬居民家庭的用氣納入到安全監控平臺中，最大限度的保障城市的公共安全；2、通過用戶安裝的黑匣子采集，對用戶燃氣濃度值進行智能分析，就可以預測燃氣事故的發生，同時針對各類學校、酒店、餐館、等其他公共場所或工業設施內安裝此網絡設備，預防燃氣泄露事故的發生，而且該系統能在事故發生后，為事故原因分析提供客觀、真實的證據；3、能低成本對所有用戶提供不間斷的服務，大量減少人工服務；4、能使燃氣管理部門隨時能夠檢查每一個用戶的安全狀態，以便及時處理安全隱串
■/Qi、O
圖I是本實用新型整個用戶燃氣安全隱患預警及處理系統。圖2是本實用新型在民用燃氣用戶現場安全設備連接示意圖。圖3是監控中心系統工作流程圖。其中，I緊急切斷閥2感震模塊 3微型燃氣泄漏探測器 4燃氣安全閥5燃氣火災復合探測器 6斷電保護裝置
具體實施方式
如圖I所示，一種用戶燃氣安全隱患預警及處理系統，整個系統包括現場安全設備，監控中心和無線通信網絡。如圖2所示為現場安全設備連接示意圖，其中虛線表示埋墻燃氣管路，中心線表示信號線，其主要包括如下設備(I)設置于用戶低壓電路的超濃度斷電保護裝置6，作為整個低壓電路的系統電源，220V受控電源接用戶照明燈、電冰箱、油煙機等廚房內電器。為預防燃氣泄漏未達濃度或報警切斷系統因故障未能及時有效的報警切斷，并防切斷后未能采取人為措施予以通風以降低室內燃氣濃度，故在低于燃氣泄漏報警濃度時，先行自動切斷電源，設置超濃度斷電保護裝置，以防因室內人為或自然緣故產生電火花而燃爆發生次生災害。(2)用戶安全智能燃氣表有內置有燃氣緊急切斷閥1，并與外界多個信號源留有接口，一旦接受到各種事故信號，即能緊急切斷，既有有效處置功能，且又省略了計量裝置外獨立的緊急切斷閥，既達到安全處置目的，又簡化了工藝，減少了投資。(3)燃氣火災復合探測器5，該燃氣火災復合探測器5帶有數據采集裝置，可采集燃氣濃度、一氧化碳濃度和溫度參數；及數據存儲器，用于儲存數據采集裝置收集到的參數數據；數據分析評估模塊，用于分析評估收集到的參數數據是否異常；及控制模塊，在收集到的參數數據異常時，做出報警處理，同時對安全智能燃氣表內置燃氣緊急切斷模塊發出關閥信號、對超濃度斷電保護裝置發出斷電信號。燃氣火災復合探測器5具有燃氣泄漏、不完全燃燒和火災或地震振動等報警功能，這些信號被送至安全智能燃氣表內置的燃氣流量過流緊急切斷模塊，只要燃氣泄漏濃度、室內空間溫度和不完全燃燒產生的CO值超過設定值，即對緊急切斷閥發出切斷信號。其內置數據存儲器能適時記錄事故發生前25h內每隔4min時段的燃氣泄漏濃度、溫度和一氧化碳濃度等數值，便于追溯，利于事故取證和分析。(4)安全智能燃氣表的內置集成芯片帶有燃氣壓力波動緊急切斷模塊，感震緊急切斷模塊可集成于該安全智能燃氣表的內置集成芯片中，也可以作為單獨設置，其能有效探測有破壞性的6度以上烈度的震動(包括地震或鄰里燃爆等可能對管路結構造成破壞的劇烈振動)及氣源壓力和流量的變動。遇到有破壞性的6度以上烈度的震動時和氣源流量、壓力在用氣設備正常工作所需壓力范圍之外波動時，將信號傳送至緊急切斷閥，緊急切斷氣源。同時，緊急切斷閥I接受燃氣火災復合探測器5發出的信號，遇有特殊情況啟動緊急切斷氣源。(5)埋墻不銹鋼波紋包覆管始端出墻處的快裝管接頭上設有微型燃氣泄漏探測器3，其上有引流裝置，當防護套內部燃氣泄漏，必定流向該探測器，必能及時有效收到信號，并與安全智能燃氣表內置 緊急切斷閥I連鎖，其能及時探測到包覆管內不銹鋼波紋管的完好情況，若其有破損，微型燃氣泄漏探測器3便能收到信號予以處置，確保計量裝置后的用氣管的運行安全。一旦發生泄漏，微型燃氣泄漏探測器3會將信號傳至燃氣火災復合探測器5，由其根據情況進行必要處理。(6)與燃具連接處采用燃氣安全閥，其作用為管內燃氣流量突然增大時，該閥即自動機械地切斷管路，可確保因與燃具連接管的脫落，人為損壞(包括利用燃氣自殺等)時的安全。同時定時器按設定時間自動切斷氣源，避免長時間小漏、微漏帶來嚴重危害。除燃氣火災復合探測器5需要220V強電通過斷電保護裝置6內置交直流轉換裝置供低壓電流外，計量裝置的信號接受和處置均以干電池供能，壽命一般為I年以上，整個自動控制系統全部用信號總線予以連接。監控中心包括存儲器，存儲從用戶燃氣火災復合探測器傳送來的參數數據；及數據分析系統，分析評估接收到的參數數據是否異常；及控制處理系統，在接收到的參數數據異常時，做出報警及后續處理。監控中心端依托網絡控制中心，可以即時經無線專網或公網獲得燃氣探測報警器的報警信息和燃氣濃度數據，實現遠程自主監控管理。監控中心系統如圖3所示,其包括I、管理功能I)用戶管理包括用戶維護、用戶登錄、注銷用戶、更改密碼。2)分級管理用戶可以按照各級權限實施多級管理。3)分組管理可以根據客戶的需求(如按照不同區域、不同種類等)自主對狀態監測設備進行
分組管理。4)信息管理設置狀態監測點的詳細信息，如地址、負責人、聯系方式等。5)在線申報管理用戶每月在線進行月燃氣用量的申報，對申報數據記錄存儲，生成報表。2、統計分析報告I)報警報告選擇時間段，查看所有的報警信息。2)查詢報告選擇開始時間、結束時間、所屬項目，系統可生成多種形式的參數報告，如excel表格、柱狀圖、曲線圖等等，以及打印輸出。報告內容包括所有被監測點的狀態變化的信息及相應的時間信息。3)分析報告對用氣量、能耗及相關因素之間的關系進行有效的數據分析與趨勢分析預測。[0068]4)地圖顯示功能地理信息系統，顯示出相關用戶的地理位置等信息。在GIS地圖上可以實現分類信息的查詢功能包含公建分布、鍋爐房分布、管理單位分布等各類相關信息；點擊用戶標示點可以進入該顯示界面。增強版的能還包括MES過程實時監測系統，當用戶(包括本地的普通用戶、遠程的高級用戶及管理者用戶)在地圖上點擊指定的用戶時，將能實時直觀地顯示出該用戶的運行狀況及各種運行參數。無線通信網絡將來自于現場設備燃氣火災復合探測器的數據傳送至所述監控中心。無線通信網絡包括現場終端通信設備、無線網關和監控中心，無線網關作為一級管理平臺將來自于數據終端通信設備的信息發至監控中心。具體來說，Zigbee自組網、終端通信設備用于和無線網關通信、解決小型用戶群(例如住宅)短距離無線通信問題，以降低成本。通信Zigbee協議，和小型用戶群(例如住宅)，以自尋址方式形成本用戶群組組網，一臺無線網關可聯接小型用戶群二百戶到四百戶。無線網關接受到這些信息后，將其通過無線專網或無線公網(移動、電信、聯通)發到監控信息中心。此類無線網關也是一級管理平臺，從而減少發到信息中心的信息量，降低運營成本。此類無線網關又稱為“群用網關”。數據終端通過ZigBee模塊，以自組織的方式形成本地組網。無線無關包括群用無線網關和專用無線網關。群用無線網關基于Zigbee協議，用于小型用戶群(例如住宅)的設備，每臺網關可連接200 400臺終端通信設備，主要用于住宅、小型餐飲聚集區。該類網關也是一級管理平臺，當其管理的終端通信設備工作正常時，該類網關和監控中心保持正常聯系。當屬下的終端通訊設備發出報警信號時，該網關向監控中心發送信號。當監控中心發出調“黑匣子”信息指令時，該網關將所屬數百臺報警器的信息一齊發送到監控中心。因此一個數百萬戶的大型用戶群，監控中心只要對萬余臺群用無線網關即可，形成分級管理，減少運營成本。專用無線網關只對一個燃氣用戶負責，這種用戶往往本身的燃氣報警系統就包含多個燃氣火災復合探測器，是重點保護對象，一般是“公服用戶”。專用無線網關和現場報警設備一般用有線聯接，因此不用終端通信設備。所述現場終端通信設備、無線網關和監控中心均為雙向通信。現以具體實施例對本實用新型作進一步的說明。如圖2所示，當系統安裝在民用廚房內時如果燃氣火災復合探測器5探測到燃氣(甲烷或丙烷)、一氧化碳、溫度三種參數，分別對應燃氣泄漏、不完全燃燒、火災三種情況，無線通訊網絡將燃氣火災復合探測器內部的數據存儲器中的數據信息定時發送到監控中心，用數據分析系統進行分析就可以知道用戶現場是否有燃氣微量泄漏，燃氣具工作時排放的一氧化碳是否超標，從而評估用戶的安全性。當分析系統發現探測參數數據異常時，分析系統會報警，同時燃氣火災復合探測器對膜式計量裝置(安全智能燃氣表)內置的燃氣緊急切斷模塊發出參數超濃度報警關閥信號，緊急切斷氣源。另外線路中安裝的超濃度斷電保護裝置6，同時作為整個低壓電路的系統電源，通信采用總線通信形式，在達到爆炸或燃燒濃度之前，超濃度斷電保護裝置6會切斷受控電源，以防開啟、關閉電源發生事故。如果管路末端脫落，燃氣急劇泄放，當流量超過設置安全流量限值，安裝在室內燃氣管路和用氣設備之間的過流燃氣安全閥4，會關閉氣源。過流燃氣安全閥4匹配時間定時器，連接管出現小漏、微漏，定時器在用戶自行設計時間走完后自動切斷氣源，防止燃氣長時間小漏、微漏造 成嚴重災害。
權利要求1.一種用戶燃氣安全隱患預警及處理系統，其特征在于，包括 現場安全設備，包括 設置于用戶低壓電路的超濃度斷電保護裝置，作為整個低壓電路的系統電源， 設置于用戶的安全智能燃氣表，內置有緊急切斷閥和帶有以下處理模塊的集成芯片 -燃氣流量過流緊急切斷模塊，當氣源流量在用氣設備正常工作所需燃氣流量范圍之外時，對緊急切斷閥發出切斷信號，緊急切斷氣源，及 -燃氣壓力波動緊急切斷模塊，當氣源壓力在用氣設備正常工作所需壓力范圍之外時，對緊急切斷閥發出切斷信號，緊急切斷氣源，及 設置于用戶的燃氣火災復合探測器，所述燃氣火災復合探測器帶有 -數據采集裝置，采集燃氣濃度、一氧化碳濃度和溫度參數，及 -數據存儲器，儲存數據采集裝置收集到的參數數據， -數據分析評估模塊，分析評估收集到的參數數據是否異常， -控制模塊，在收集到的參數數據異常時，做出報警處理，同時對安全智能燃氣表內置燃氣緊急切斷模塊發出關閥信號、對超濃度斷電保護裝置發出斷電信號； 監控中心，包括 -存儲器，存儲從用戶燃氣火災復合探測器傳送來的參數數據，及 -數據分析系統，分析評估接收到的參數數據是否異常，及 -控制處理系統，在接收到的參數數據異常時，做出報警及后續處理， 無線通信網絡，將來自于現場設備燃氣火災復合探測器的數據傳送至所述監控中心。
2.根據權利要求I所述的用戶燃氣安全隱患預警及處理系統，其特征在于所述無線通信網絡包括現場終端通信設備、無線網關和監控中心，所述無線網關作為一級管理平臺將來自于數據終端通信設備的信息發至監控中心。
3.根據權利要求2所述的用戶燃氣安全隱患預警及處理系統，其特征在于所述無線網關包括群用無線網關，每臺網關連接200 400臺現場終端通信設備；和專用無線網關，專用無線網關只連接一個重點燃氣用戶，所述重點燃氣用戶設置有多個燃氣火災復合探測器。
4.根據權利要求2所述的用戶燃氣安全隱患預警及處理系統，其特征在于，所述現場終端通信設備、無線網關和監控中心均為雙向通信。
5.根據權利要求I所述的用戶燃氣安全隱患預警及處理系統，其特征在于所述現場安全設備還包括感震模塊，所述感震模塊通過數據線連接于所述燃氣火災復合探測器及所述安全智能燃氣表，將探測到的有破壞性的6度以上烈度的震動信號傳輸至所述燃氣火災復合探測器及所述安全智能燃氣表的集成芯片，對緊急切斷閥發出切斷信號，緊急切斷氣源。
6.根據權利要求I所述的用戶燃氣安全隱患預警及處理系統，其特征在于所述現場安全設備還包括設置于埋墻不銹鋼波紋包覆管始端出墻處快裝管接頭上的微型燃氣泄漏探測器，所述微型燃氣泄漏探測器檢測該處燃氣泄漏情況，將檢測數據傳輸至所述燃氣火災復合探測器。
7.根據權利要求I所述的用戶燃氣安全隱患預警及處理系統，其特征在于所述現場安全設備還包括與燃具連接處設置的過流燃氣安全閥。
專利摘要本實用新型提供了一種用戶燃氣安全隱患預警及處理系統，其包括作為現場安全設備設置于用戶低壓電路的超濃度斷電保護裝置、設置于用戶的安全智能燃氣表及設置于用戶的燃氣火災復合探測器，還包括監控中心和無線通信網絡。本實用新型利用無線通訊技術，能構成同時檢測幾百萬用戶的大規模監控系統，將城市數十萬或數百萬居民家庭的用氣納入到安全監控平臺中，最大限度的保障城市的公共安全。
文檔編號G05B19/418GK202472377SQ20122003694
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月6日 優先權日2012年2月6日
發明者馮鏡元, 劉波, 張連奎, 李樹旺, 牛軍 申請人:新奧(中國)燃氣投資有限公司