一种智能燃气表安全检测方法与流程

1.本发明涉及一种智能燃气表安全检测方法。


背景技术：

2.燃气使用的安全性对用户至关重要，现有技术中采用燃气表与报警器联动控制的方案，由报警器通过检测工作环境，当燃气泄漏达到设定阈值时，燃气表内的阀控模块关闭阀门，报警器报警，但针对燃气缓慢泄漏的情况，无法排查。现有方案有在燃气报警器中设置二级报警阈值，当燃气浓度高于一级报警阈值且低于二级报警阈值时，所述报警模块进行低频声光报警，此种方法下仅仅是多增加一级报警阈值，而家用燃气报警器多是安装在厨房，用户烹饪时，厨房的调料品（食醋（含乙酸）等），经过高温加热后挥发，可能会触发报警器的误报；另有方案是在燃气报警器中安装存储模块，实时记录燃气浓度变化情况，但此方法下，报警器存储模块的容量有限，不利于长期跟踪。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种智能燃气表安全检测方法的技术方案。
4.所述的一种智能燃气表安全检测方法，智能燃气表系统包括燃气表控制器、报警器、后台系统，燃气表控制器包括计量模块、数据分析模块、阀门模块、无线通讯模块和燃气表微控制器，计量模块、数据分析模块、阀门模块、无线通讯模块均与燃气表微控制器连接，报警器包括燃气浓度检测模块、通讯模块、报警模块和报警器控制器，燃气浓度检测模块、通讯模块、报警模块与报警器控制器连接，报警器与燃气表控制器采用蓝牙连接，通过报警器的通讯模块将燃气浓度信息发送给燃气表控制器，燃气表控制器通过无线方式将信息上报后台系统，其特征在于：燃气浓度检测模块检测环境中的燃气浓度，当燃气浓度异常时，报警器报警；燃气表控制器的计量模块采样得用户的用气数据，当燃气浓度异常时，数据分析模块通过分析燃气浓度在采样时间内变化速率与计量模块采样到的用户用气数据，确定当前环境下是否确有燃气泄漏的情况，当确定燃气泄漏时，阀门模块动作，控制阀门关闭；燃气表控制器的无线通讯模块将燃气浓度信息、异常情况上报到后台系统，后台系统存储用户家中的燃气浓度信息，并且以小区为单位，计算用户的按天平均非用气燃气浓度、小区的按天平均非用气燃气浓度，针对一段时间内用户的按天非用气燃气浓度超出小区按天平均非用气燃气浓度天数较多的用户，后台系统向用户发送预警信息，提醒用户排查风险，燃气公司安排人员上门进行安检。
5.所述的一种智能燃气表安全检测方法，其特征在于包括如下步骤：s101：燃气表微控制器预设燃气浓度采样时间、燃气浓度报警阈值、数据分析模块分析用气数据的比较时间；s102：报警器的燃气浓度检测模块采集环境中的燃气浓度，报警器与燃气表控制器采用蓝牙连接进行信息交互，将燃气浓度信息发送给燃气表控制器；燃气表控制器的计
量模块采样用户的用气数据；当燃气浓度时，报警器不报警，执行步骤s103；当燃气浓度时，执行步骤s104；s103：数据分析模块与燃气表微控制器连接，获得用户的用气数据，计算用户用气使用速率，是用户用气累计到时刻的用气量，是用户用气累计到时刻的用气量，在过去的时间内，燃气使用的增长量，当，此时的燃气浓度记为非用气燃气浓度；当时，此时燃气浓度记为用气燃气浓度；s104：当燃气浓度时，报警器立即发出报警指示，此时燃气浓度记为异常燃气浓度；数据分析模块计算时刻燃气浓度变化速率，是时刻的燃气浓度，是时刻的燃气浓度，当时，是时刻燃气浓度变化率，是设定的时刻燃气浓度变化率与时刻燃气浓度变化率相差的倍数，此时判定报警器是误报，异常情况上报到后台系统，不进行关阀工作；当，执行步骤s105；s105：数据分析模块计算时刻用户用气使用速率，时刻用户用气使用速率，是累计到时刻用户用气量，若，判定报警器是误报，仅将此异常情况上报到后台系统，不进行关阀工作；若，执行步骤s106；s106：当时，说明此时确有燃气泄漏出来，阀门模块立即动作，控制阀门关闭，同时通过燃气表的无线通讯模块向后台系统上传异常信息，及时提示燃气公司安排人员上门维修，在报警器未解除报警状态情况下，不进行燃气浓度值的采样；s107：燃气表控制器的无线通讯模块将燃气浓度信息、计量信息上报到后台系统。
6.所述的一种智能燃气表安全检测方法，其特征在于所述后台系统存储用户家中的燃气浓度信息，分析过去一段时间内用户家中的燃气浓度信息，用以提前排查用户用气异常的情况。
7.所述的一种智能燃气表安全检测方法，其特征在于所述后台系统判断用户用气异常的步骤如下：s201：后台系统获得用户某一天内的燃气浓度值；s202：后台系统利用用户非用气燃气浓度数据，剔除异常燃气浓度、用气燃气浓度数据，一天不同时刻非用气燃气浓度值是，是一天中采集到非用气燃气浓度次数，用户按天平均非用气燃气浓度值，按照此算式得个用户按天平均燃气浓度值；s203：以小区为单位，计算同一小区的按天平均燃气浓度值，；是同一小区上报的总户数，后台系统绘制用
户按天平均非用气燃气浓度值曲线图以及小区按天平均非用气燃气浓度值曲线图；s204：计算各个用户的非用气燃气平均浓度值与小区非用气燃气浓度平均浓度值差值，第1个用户浓度值差值，第2个用户浓度值差值，第个用户浓度值差值；s205：依次判断差值，若，是预设的差值阈值，说明用气无异常；若，执行步骤s206；s206：当，后台系统标记1次，并在用户按天非用气燃气平均浓度值曲线图做标记；s207：以过去天的非用气燃气浓度数据作为对比周期，若天内用户被标记次数，说明该用户家燃气浓度数据不正常，后台系统发送预警信息到用户端，预警信息中包括用户按天非用气燃气平均浓度值曲线图、小区按天非用气燃气平均浓度值曲线图、异常日期，同时燃气公司应及时安排人员上门安检；若天内用户被标记次数，执行步骤s208；s208：当天内用户被标记次数，用户用气情况暂时无异常，后台系统继续每日统计分析用户燃气浓度数据。
8.本发明通过检测燃气浓度信息，当达到报警器阈值时及时报警；在达到报警器阈值时，燃气表控制器的数据分析模块通过对燃气表浓度变化率和用户用气使用速率两者的结合判断，确定确有燃气泄漏的情况，减少误关阀；通过燃气表控制器的无线通讯模块，将燃气浓度信息上传到后台系统，不受报警器存储容量的限制，后台系统可利用用户燃气浓度的历史上报信息，以小区为单位，分析燃气浓度数据，提前发现燃气浓度的不正常户，后台系统将此预警信息发送到用户终端，通过此方法也可提醒燃气公司，及早安排人员上门进行安检，排查可能存在的风险隐患。
附图说明
9.图1为本发明的架构示意图；图2为本发明是否存在泄漏的逻辑框图；图3为本发明后台系统判断用气异常的逻辑框图。
具体实施方式
10.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明：本发明的智能燃气表安全检测方法应用于图1所示的架构中，该架构中包括报警器、燃气表控制器、后台系统和用户终端。报警器包括燃气浓度检测模块、通讯模块、报警模块和报警器控制器，燃气浓度检测模块、通讯模块、报警模块与报警器控制器连接，燃气浓度检测模块检测环境中的燃气浓度并将数据信息反馈给报警器控制器，当燃气浓度异常时，报警器控制器控制报警器模块报警，报警器通过通讯模块（蓝牙）与燃气表控制器进行
信息交互，将燃气浓度信息发送给燃气表控制器。燃气表控制器包括计量模块、数据分析模块、阀门模块、无线通讯模块和燃气表微控制器，计量模块、数据分析模块、阀门模块、无线通讯模块均与燃气表微控制器连接，燃气表控制器的计量模块采样用户的用气数据并送至燃气表微控制器，燃气表微控制器将数据送至数据分析模块，数据分析模块通过分析燃气浓度在采样时间内变化率与计量模块采样到的用户用气数据，确定当前环境下是否有燃气泄漏，当燃气泄漏时，燃气表微控制器控制阀门模块及时动作，阀门模块控制阀门关闭，并通过燃气表控制器的无线通讯模块将燃气浓度信息、异常情况上报到后台系统。后台系统与燃气表控制器、用户终端均采用无线连接的方式，这里的无线连接可以是nb
‑
iot通信技术。后台系统存储用户家中的燃气浓度信息，并且以小区为单位，计算用户的按天平均非用气燃气浓度、小区的按天平均非用气燃气浓度，针对一段时间内用户的按天非用气燃气浓度超出小区按天平均非用气燃气浓度天数较多的用户，后台系统与用户终端采用无线连接的方式，向用户发送预警信息，提醒用户排查风险、燃气公司安排人员上门进行安检，从而提高用气安全性。
11.基于上述的架构，如图2所示，本发明提供的一种智能燃气表安全检测方法中判断是否存在泄漏的步骤包括s101
‑
s107。
12.s101：燃气表微控制器预设燃气浓度采样时间、燃气浓度报警阈值、数据分析模块分析用气数据的比较时间；s102：报警器的燃气浓度检测模块采集环境中的燃气浓度，报警器与燃气表控制器采用蓝牙连接，进行信息交互，将燃气浓度信息发送给燃气表控制器；燃气表控制器的计量模块采样得用户的用气数据，此时默认燃气表读数是随着燃气使用而增大的，即燃气表读数是已使用燃气的读数；当燃气浓度时，报警器不报警，执行步骤s103；当燃气浓度时，执行步骤s104；s103：在燃气浓度未达到阈值时，数据分析模块与燃气表微控制器连接，获得用户的用气数据，计算时刻用户用气使用速率，是用户用气累计到时刻的用气量，是用户用气累计到时刻的用气量，在过去的时间内，燃气使用的增长量，当，说明此时用户未用气或者用气量非常小，未达到计量精度的最小量程，则此时的燃气浓度是非用气燃气浓度；当时，说明在过去的时间内，用户有用气，此时燃气浓度记为用气燃气浓度；s104：当燃气浓度时，说明燃气浓度已达到报警阈值，报警器立即发出报警指示，此时燃气浓度记为异常燃气浓度，但报警器检测到的燃气浓度值会受到外界环境的影响，比如，用户烹饪时，厨房的调料品（食醋（含乙酸）），经过高温加热后挥发，可能会触发报警器的误报；考虑燃气发生泄漏时，空气中的燃气浓度会有突变，用户用气量也会增加，因此结合燃气浓度变化率和用户用气使用速率做出判断；数据分析模块计算时刻燃气浓度变化速率，是时刻的燃气浓度，是时刻的燃气浓度，当时，是时刻燃气浓度变化率，是设定的时刻燃气浓度变化
率与时刻燃气浓度变化率的相差的倍数，说明在连续采样的3个周期内，燃气浓度变化较缓慢，判定报警器是误报，仅将此异常情况上报到后台系统，不进行关阀工作；当，执行步骤s105；s105：数据分析模块计算时刻用户用气使用速率，时刻用户用气使用速率，是时刻用户累计用气量，若，则说明用户用气在连续采样的3个周期内，用户用气使用速率在减少的状态，判定报警器是误报，仅将此异常情况上报到后台系统，不进行关阀工作；若，执行步骤s106；s106：当时，说明连续采样的3个周期内，用户用气使用速率在增大或者持平状态，时间段内用气增加量大于等于时间段内用气增加量，燃气浓度变化率与用户用气使用速率同在增加，说明此时确有燃气泄漏出来，阀门模块立即动作，控制阀门关闭，同时通过燃气表的无线通讯模块向后台系统上传异常信息，及时提示燃气公司安排人员上门维修，在报警器未解除报警状态情况下，不进行燃气浓度值的采样；s107：燃气表控制器的无线通讯模块，将燃气浓度信息、计量信息上报到后台系统。
13.在上述步骤s101
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s107中，需要依据燃气浓度值和用气数据将燃气浓度分为异常燃气浓度信息、用户用气燃气浓度信息、用户非用气燃气浓度信息3种情况，考虑功耗的问题，燃气表微控制器预设燃气浓度采样时间为1min/次，报警器的测量范围是0
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100%lel（low explosion level爆炸下限），报警器中的报警阈值，通常是在危险气体的爆炸下限下加一定的安全系数后确定的，气体爆炸下限是引发爆炸的环境中危险气体浓度的最低值，一级报警浓度一般设定在爆炸下限25%以下，二级报警阈值设定值在爆炸下限的50%，针对甲烷，报警器设置的报警值在5%lel至15%lel，因此燃气浓度报警阈值设置是15%lel。
14.市场上常见的g1.5级nb
‑
iot智能燃气表，假设其机电转换信号脉冲当量是0.01m3，家用燃气灶的单个灶头用量0.4
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0.5m3/h，连续使用5分钟，其用量是0.033
‑
0.042m3，连续15分钟，其用量应该是0.1
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0.125m3，因此计算用气使用率中，累积用气量的比较时间取5。
15.当燃气泄漏时，报警器检测的浓度变化是急剧增加大的，因此在采样时间内，燃气浓度的增加量较大，因此设置燃气浓度变化速率在连续采样周期内的变化比率是2至3之间。
16.在上述步骤s101
‑
s107中，针对的是燃气泄漏达到了报警器阈值的情况，但对于一些燃气缓慢泄漏的情况，环境中燃气浓度并未达到报警阈值时，也应该及时发现，提醒用户。步骤s107中，后台系统存储用户家中的燃气浓度信息，因此可以通过分析过去一段时间内用户家中的燃气浓度信息，提前排查有可能是燃气泄漏的情况，降低风险。基于图1所描述的架构，如图3所示，本发明提供的一种智能燃气表安全检测方法中后台系统判断用户家
中是否存在泄漏风险的步骤包括s201
‑
s208。
17.s201：后台系统获得用户某一天内的燃气浓度值；s202：在上述步骤s102
‑
s107中，数据分析模块已将燃气浓度分为三种情况，考虑异常燃气浓度数值相对于用户用气燃气浓度数值和用户非用气燃气浓度数值较大、用户用气燃气浓度数值易受外界环境影响等因素，后台系统利用用户非用气燃气浓度数据，剔除异常燃气浓度、用气燃气浓度数据，一天不同时刻非用气燃气浓度值是，是一天中采集到非用气燃气浓度次数，该用户按天平均非用气燃气浓度值，按照此算式得个用户按天平均燃气浓度值；s203：以小区为单位，计算同一小区的按天平均燃气浓度值，；是同一小区上报的总户数，后台系统绘制用户按天平均非用气燃气浓度值曲线图以及小区按天平均非用气燃气浓度值曲线图；s204：计算各个用户的非用气燃气平均浓度值与小区非用气燃气浓度平均浓度值差值，第1个用户浓度值差值，第2个用户浓度值差值，第个用户浓度值差值;s205：依次判断差值，若，是预设的差值阈值，说明用户的非用气燃气平均浓度值与小区非用气燃气浓度平均浓度值差值在合理范围内，说明用气无异常；若，执行步骤s206；s206：当，后台系统标记1次，并在用户按天非用气燃气平均浓度值曲线图做标记；s207：以过去天的非用气燃气浓度数据作为对比周期，若天内用户被标记次数，说明该用户家燃气浓度数据不正常，后台系统发送预警信息到用户端，预警信息中包括用户按天非用气燃气平均浓度值曲线图、小区按天非用气燃气平均浓度值曲线图、异常日期，同时燃气公司应及时安排人员上门安检；若天内用户被标记次数，执行步骤s208；s208：当天内用户被标记次数，用户用气情况暂时无异常，后台系统继续每日统计分析用户燃气浓度数据，进行步骤s201
‑
s208。
18.步骤s205中，用户的非用气燃气平均浓度值与小区非用气燃气浓度平均浓度值差值阈值可以设置是30%，步骤s207中，非用气燃气浓度数据的对比周期可以是20
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30天，异常天数可以设置是12
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15天，可根据安检人员排查用气不正常户的情况进行修正。
19.通过本实施例，燃气表控制器的数据分析模块通过燃气表浓度变化率和用户用气
使用速率两者的结合判断，减少报警器的误报率；后台系统利用用户燃气浓度的历史上报信息，以小区为单位，分析燃气浓度数据，提前发现燃气浓度的不正常户，提前预知用户家中否有燃气微小泄漏的风险，燃气公司也可及早安排人员上门进行安检，排查可能存在的风险隐患。