(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211018883.X (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 华润燃气投资 （中国） 有限公司 地址 518000 广东省深圳市罗湖区东门街 道城东社区深南东路2028号罗湖商务 中心3510-39单元 (72)发明人 韩文臣　李宇　韵琼琼　郅强　 刘兆虎　李专　 (74)专利代理 机构 深圳科湾知识产权代理事务 所(普通合伙) 44585 专利代理师 姬淑银 (51)Int.Cl. F17D 5/00(2006.01) F17D 5/06(2006.01) F16M 11/08(2006.01)F16M 11/10(2006.01) F16M 11/18(2006.01) G01N 21/55(2014.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种天然气场站泄漏检测设备及检测实施 方法 (57)摘要 本发明公开了一种天然气场站泄漏检测设 备及检测实施方法， 可远程实时检测天然气的泄 漏， 解决了现有天然气管道泄漏检测装置需要人 为手持着进行检测， 特别费力， 增加了维护工人 的工作量， 劳动强度高， 工 人容易疲劳， 致使检测 效率低的技术问题， 且通过多个激光检测模块进 行检测， 包括激光气体传感器、 数据传输系统以 及终端， 所述激光气体传感器安装在管道一侧， 所述管道远离激光气体传感器的一侧设置有反 射激光的自然反射面， 自动化程度高， 检测精度 高， 响应速度快， 适用场合多 等优点， 能够准确检 测到泄漏点位置和气体泄漏浓度， 同时减轻了 现 场操作人员的劳动强度， 保障天然气运输和储存 的安全， 保障天然气加气站的安全、 高效、 稳定的 运营。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115419835 A 2022.12.02 CN 115419835 A 1.一种天然气场站泄漏检测设备， 其特征在于； 包括激光气体传感器(9)、 数据传输系 统(2)以及终端(3)， 所述激光气体传感器(9)安装在管道(8)一侧， 所述管道(8)远离激光气 体传感器(9)的一侧设置有反射激光的自然反射 面(7)； 所述激光气体传感器(9)包括激光检测模块(1)、 视频监控模块(4)以及三维旋转云台 (5)， 所述激光检测模块(1)与视频监控 模块(4)分别安装在所述 三维旋转云台(5)两侧。 2.根据权利要求1所述的一种天然气场站 泄漏检测设备， 其特征在于； 所述激光检测模 块(1)包括激光收发单元(110)、 信号控制采集处理单元(120)以及主控与数据传输单元 (130)， 所述激光收发单元(110)与信号控制采集单元(120)保持连接， 所述主控与数据传输 单元(130)与所述信号控制处 理采集单 元(120)保持连接 。 3.根据权利要求2所述的一种天然气场站 泄漏检测设备， 其特征在于； 所述激光收发单 元(110)包括探测器(1 11)、 激光器(1 12)以及透 镜(6)。 4.根据权利要求2所述的一种天然气场站 泄漏检测设备， 其特征在于； 所述信号控制采 集处理单元(120)包括信号检测电路(121)以及激光控制电路(122)， 所述信号检测电路 (121)与探测器(1 11)保持连接， 所述激光控制电路(12 2)与激光器(1 12)保持连接 。 5.根据权利要求2所述的一种天然气场站 泄漏检测设备， 其特征在于； 所述主控与 数据 传输单元(130)选择单片机。 6.根据权利要求4所述的一种天然气场站 泄漏检测设备， 其特征在于； 所述信号检测电 路(121)包括信号输入电路(121 ‑1)、 信号放大电路(121 ‑2)以及信号输出电路(121 ‑3)， 所 述信号输入电路(121 ‑1)与探测器(111)以及信号放大电路(121 ‑2)均保持连接， 所述信 号 输出电路(121 ‑3)与信号 放大电路(121 ‑2)以及主控与数据传输单 元(130)保持连接 。 7.根据权利要求1所述的一种天然气场站 泄漏检测设备， 其特征在于； 所述数据传输系 统(2)包括第一光端机(2 ‑4)与第二光端机(2 ‑2)， 所述第一光端机(2 ‑4)与第二光端机(2 ‑ 2)通过光 缆保持连接 。 8.根据权利要求1所述的一种天然气场站泄漏检测设备， 其特征在于； 所述终端(3)包 括控制器(3 ‑5)、 报警器(3 ‑1)、 信号输入器(3 ‑2)显示器(3 ‑3)以及存储单元(3 ‑4)， 所述报 警器(3‑1)、 信号输入器(3 ‑2)显示器(3 ‑3)以及存储单元(3 ‑4)均与控制器(3 ‑5)保持连接； 当激光气体传感器(9)通过数据传输系统(2)将检测到的气体浓度信号传输给终端(3)， 显 示屏(3‑3)显示浓度值， 当浓度超过设定值时， 工控机控制声光报警装置启动报警。 9.根据权利要求1所述的一种天然气场站泄漏检测设备， 其特征在于； 三维旋转云台 (5)为双筒构造， 两侧分别安装激光检测模块(1)与视频监控模块(4)， 二者工作时同步旋 转， 保证检测数据与监控画 面实时对应； 三 维旋转云台作为激光检测模块的载体， 通过周期 性的激光扫描， 可以形成一个锥形体的监测区域， 完成对站场管道设备的泄漏监测； 三维旋转云台(5)选用适用于气体防爆I区、 II区及粉尘防爆A20～A22区防爆场合的防 爆一体化全方位变速云台， 其满足电源、 信号、 视频三重防雷要求， 符合天然气站场的使用 要求； 云台可实现水平360度、 垂 直180度的连续旋转， 同时可根据后端动作指令完成预置位 的设置， 每台云台可独立设置128个预置位， 通过 预置位的设置可确定传感器巡航路径； 激光检测模 块(1)的检测半径为50m， 通过水平 旋转， 可实现水平约7800m2面积区域的天 然气泄漏监测， 在一般的天然气站场布置2～8台即可实现对工艺场区的覆盖式监测； 检测 的响应时间不超过0.1s， 可实现几乎 无延迟的实时监测。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115419835 A 2数据传输系统(2)负责前端激光气体传感器与后端预警监控终端之间信号的传输； 其 中前端传感器向后端传输的信号为： 激光检测模块的浓度数据信号， 包含光强数据与天然 气积分浓度数据； 三维旋转云台实时返回的云台动作信号， 包含水平角度、 垂直角度、 预置 位号与旋转速度的实时值； 视频监控模块采集的工艺现场视频信号； 终端(3)通过向前端传 感器发送指令信号控制传感器的运行， 包括： 激光检测模块的控制 信号， 用于控制激光检测 指示灯的开关； 三 维旋转云台的指 令信号， 用于设置巡航速度与预置位坐标； 视频监控模块 的控制信号， 用于控制摄 像头的变焦、 拍照等功能。 10.根据权利要求1所述天然气场站泄漏检测设备的检测实施方法， 其特征在于； 其步 骤如下； 步骤1， 系统设备开机自检； 步骤2， 启动激光气体传感器(9)， 系统运行， 激光检测模块(1)中激光器(112)点亮， 视 频监控模块(4)开机， 三维旋转云台带动激光检测模块(1)与视频监控 模块(4)运动； 步骤3， 激光器(27)发出的激光对泄漏区域进行穿透， 透镜(6)对发射回来的光进行聚 焦， 探测器(111)接收光信号， 视频监控模块(4)录取现场视频， 并将视频信号传输至终端 (3)显示并存 储； 步骤4， 若有天然气泄漏， 激光返回的光强变弱， 信号检测电路(12 1)对返回光强信号进 行检测， 并将其传输至单片机(130)进行处理， 处理后的信号经数据传输系统(2)传输至终 端(3)的控制器(3 ‑5)内进行分析判断， 得出泄漏浓度显示在显示器(3 ‑3)并将数据存储在 存储单元(3‑4)内， 同时报警器(3 ‑1)启动， 开启声光报警； 步骤5， 现场人员处 理泄漏点； 步骤6， 系统复位。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115419835 A 3