摘 要：針對(duì)現(xiàn)有燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的問題，提出燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案，分析了燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作流程及具體應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：燃?xì)庑孤??無線通信； 監(jiān)測(cè)裝置
Research and Application of Gas Leakage Monitoring System
Abstract：To solve the problems existing in gas leakage monitoring，the solution scheme of gas leakage monitoring．system is proposed．The workflow and the concrete application of gas leakage monitoring system are analyzed．
Keywords：gas leakage：wireless communication；monitoring device
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近年來，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)獾钠占昂凸庖?guī)模的擴(kuò)大，燃?xì)庑孤┦录l發(fā)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅2013年全國(guó)發(fā)生的燃?xì)獗ㄊ鹿示陀猩习倨穑l(fā)了社會(huì)高度關(guān)注，燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏的監(jiān)測(cè)也成為人們廣泛關(guān)注的課題[1-4]。本文對(duì)燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)解決方案進(jìn)行探討。
1 現(xiàn)有燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)存在的問題
導(dǎo)致燃?xì)庑孤┑脑驈?fù)雜多樣，主要原因有：燃?xì)庠O(shè)施老化、維護(hù)不及時(shí)，燃?xì)夤艿栏g穿孔，施工不當(dāng)，違章操作，自然災(zāi)害。
目前，燃?xì)庑孤┑陌l(fā)現(xiàn)主要靠人工巡檢和市民電話報(bào)警。人工巡檢存在著巡檢效率低、工作被動(dòng)等弊端，易錯(cuò)過最佳搶修時(shí)間。市民電話報(bào)警是事后發(fā)現(xiàn)而不是事前預(yù)警，有時(shí)會(huì)釀成不堪設(shè)想的后果而造成較大的社會(huì)影響。
現(xiàn)在有些重要站點(diǎn)的SCADA系統(tǒng)也加入了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)燃?xì)庑孤┕δ?，但通常采用有線方式，需要市電供電、現(xiàn)場(chǎng)布管布線，不僅施工復(fù)雜，而且造價(jià)較高，因而不能普及應(yīng)用。也有一些燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)點(diǎn)，僅實(shí)現(xiàn)了本地采集報(bào)警，不能自動(dòng)遠(yuǎn)傳至監(jiān)控中心，需要有人值守，消耗一定的人力資源。
造成不能實(shí)現(xiàn)燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)全面覆蓋的主要原因有：監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)沒有市電供給，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)多變，安裝空間限制，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳，監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布廣、采集點(diǎn)數(shù)量多，監(jiān)測(cè)裝置造價(jià)較高等。這些問題阻礙了燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)全面覆蓋的實(shí)現(xiàn)，因此尋求一種行之有效且能應(yīng)對(duì)以上問題的解決方案，成為當(dāng)前任務(wù)之一。
2 燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)解決方案
①對(duì)于分布在人煙稀少、交通不便的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)往往沒有敷設(shè)市電網(wǎng)，監(jiān)測(cè)裝置無法采用市電網(wǎng)供電，因此可選用電池供電，解決供電難的問題。但電池供電方式有其局限性，如電池使用壽命有限、后續(xù)維護(hù)需更換電池等問題。
②監(jiān)測(cè)裝置往往安裝在陰暗潮濕的閥門井中，甚至是海濱城市具有嚴(yán)重腐蝕性的環(huán)境中，必要時(shí)還兼有水位報(bào)警功能。因此應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)裝置的防護(hù)等級(jí)．延長(zhǎng)使用壽命，且應(yīng)符合GB 3836.1－2010《爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求》對(duì)防爆等級(jí)、無線發(fā)射功率限值的規(guī)定。
③監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)具備可移動(dòng)性，可根據(jù)需要靈活布置。
④由于被監(jiān)測(cè)場(chǎng)所大多空間狹小，這就造成了監(jiān)測(cè)裝置的安裝空間有限。因此，要求監(jiān)測(cè)裝置體積小，能夠充分利用有限的空間。
⑤由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布廣，傳統(tǒng)有線方式的監(jiān)測(cè)裝置顯現(xiàn)出不適應(yīng)性，不僅要解決現(xiàn)場(chǎng)供電，而且需要安裝電控柜并敷設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)。因此，監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)采用無線傳輸方式，只要無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方都能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)，不受地域的限制。
3 燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)系統(tǒng)
基于燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)解決方案，我們?cè)O(shè)計(jì)了監(jiān)測(cè)裝置，結(jié)構(gòu)見圖1。監(jiān)測(cè)裝置采用本質(zhì)安全鋰電池供電，外殼防護(hù)等級(jí)為IP65，防爆等級(jí)為ExibmbdIIBT4，無線發(fā)射功率小于2W，支持GPRS、CDMA無線網(wǎng)絡(luò)，體積小、重量輕、安裝方便。對(duì)于安裝在閥門井中的監(jiān)測(cè)裝置，天線經(jīng)防水密封接頭從監(jiān)測(cè)裝置引出后，沿井壁安裝，天線最高點(diǎn)位于井蓋下方。若信號(hào)強(qiáng)度較弱，可用套管從井壁將天線引至井蓋旁接近地面處，地面采用水泥修復(fù)。對(duì)于安裝在調(diào)壓箱中的監(jiān)測(cè)裝置，天線可不從調(diào)壓箱引出。
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燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作流程見圖2。監(jiān)測(cè)裝置選用催化燃燒式可燃?xì)怏w探測(cè)器，可實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w泄漏濃度兩級(jí)報(bào)警、自身狀態(tài)檢測(cè)。采用RS485通信接口讀取可燃?xì)怏w探測(cè)器數(shù)據(jù)，通過內(nèi)部邏輯運(yùn)算后，經(jīng)GPRS、CDMA無線通信模塊(內(nèi)置SIM卡，需開通數(shù)據(jù)功能)將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心以上位機(jī)軟件(Weeg-G View)為核心，監(jiān)測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)(可燃?xì)怏w泄漏濃度、水位)，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行定位管理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)、分析，提高突發(fā)事件響應(yīng)速度。
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燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)界面見圖3，通過上位機(jī)軟件，管理人員可以對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行定義和定位，管理人員根據(jù)權(quán)限對(duì)各自管轄的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢并分析。當(dāng)監(jiān)測(cè)場(chǎng)所天然氣體積分?jǐn)?shù)超過設(shè)定報(bào)警值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，并彈出報(bào)警提示，直至報(bào)警解除。
