基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法及装置与流程

1.本发明属于燃气泄漏检测技术领域，具体涉及一种基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法及装置。


背景技术：

2.随着燃气应用的普及，居民用户中的燃气设施因破损、密封不严导致泄漏的现象时有发生，但是行业内对户内泄漏检测方面的措施尚未达到理想状态。一方面，针对居民用户内燃气泄漏的常规检测方法，主要是通过安装燃气报警器进行浓度超限报警。而市场上通用的燃气报警器因灵敏度限制，对一些微小泄漏情况难以有效识别，同时也会因受到其它组分(如调料挥发组分、油烟组分等)的干扰造成频繁误报警；另一方面，发生泄漏后，由于泄漏点位置、形状和大小难以进行有效的测量，使得损失的气量缺少合理估算方法，进而对燃气企业的购销差核算带来偏差。因此，需要既可以实现燃气泄漏更宽的浓度监测范围又可以实现燃气泄漏量合理估算的融合性方法。目前，行业内快速推广的智能燃气表不仅可以直接监测用气流量变化，而且还具备了数据传输和算法分析的功能，是户内融合性安全监测方案的较好载体。
3.目前，现有的户内燃气泄漏检测技术一般采用单一的检测手段，对微小泄漏很难进行比较准确的识别和预警。另外，目前户内发生泄漏后对泄漏量的估算缺少有效的方法。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法及装置。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
6.第一方面，本发明提供一种基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法，包括以下步骤：
7.从智能燃气表实时获取燃气流量；
8.从浓度测量单元实时获取燃气浓度；
9.基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏。
10.进一步地，所述方法还包括：将是否存在燃气泄漏的检测结果和/或实时获得的用气量数据和燃气浓度数据上传至总站的上位机。
11.更进一步地，所述方法还包括：当检测结果为存在燃气泄漏时，由控制处理单元和/或上位机发送报警提醒信号；泄漏严重时，发送指令至智能燃气表切断供气电磁阀。
12.进一步地，所述方法还包括：当检测到存在燃气泄漏时，根据所述燃气流量和燃气浓度，确定燃气泄漏点概略位置：位于智能燃气表的进气侧或出气侧。
13.更进一步地，所述基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏，具体包括：
14.用q表示从智能燃气表实时获取的燃气流量，用c表示从浓度测量单元实时获取的
智能燃气表用户室内的燃气浓度；根据q、c的大小按以下方法判定是否存在燃气泄漏：
15.若c＝0，q＝0，则不存在燃气泄漏；
16.若c＝0，0《q
min
≤q≤q
max
，且持续时间不超过第一阈值，则不存在燃气泄漏；其中，q
min
、q
max
分别为智能燃气表用户正常用气时燃气流量的最小值、最大值；
17.若0《c≤lel，q＝0，存在泄漏风险，进一步预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧；其中，lel为引起爆炸的燃气浓度最小值；
18.若0《c≤lel，0《q≤q
min
，存在泄漏风险，进一步预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；
19.若0《c≤lel，q
min
≤q≤q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；
20.若c》lel，q＝0，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧；
21.若c》lel，q
min
≤q≤q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；
22.若c》lel，q》q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧。
23.更进一步地，燃气浓度预测方法包括：
24.基于房间内燃气质量守恒得到：
[0025][0026]
式中，t为时间，v为房间体积，c为房间内的燃气浓度，q
x
为燃气泄漏速率，k为房间每小时的换气次数；
[0027]
针对(1)式求解以c为变量的微分方程得到燃气浓度的预测模型：
[0028][0029]
式中，c0为初始燃气浓度，q
x
基于多个历史时刻的燃气浓度利用最小二乘法进行拟合得到。
[0030]
第二方面，本发明提供一种基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测装置，包括：
[0031]
流量获取模块，用于从智能燃气表实时获取燃气流量；
[0032]
浓度获取模块，用于从浓度测量单元实时获取燃气浓度；
[0033]
泄漏判定模块，用于基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏。
[0034]
进一步地，所述装置还包括数据上传模块，用于将是否存在燃气泄漏的检测结果和/或实时获得的用气量数据和燃气浓度数据上传至总站的上位机。
[0035]
更进一步地，所述装置还包括报警模块，用于当检测结果为存在燃气泄漏时，由控制处理单元和/或上位机发送报警提醒信号；泄漏严重时，发送指令至智能燃气表切断供气电磁阀。
[0036]
进一步地，所述装置还包括泄漏定位模块，用于当检测到存在燃气泄漏时，根据所述燃气流量和燃气浓度，确定燃气泄漏点概略位置：位于智能燃气表的进气侧或出气侧。
[0037]
更进一步地，所述基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏，具体包括：
[0038]
用q表示从智能燃气表实时获取的燃气流量，用c表示从浓度测量单元实时获取的智能燃气表用户室内的燃气浓度；根据q、c的大小按以下方法判定是否存在燃气泄漏：
[0039]
若c＝0，q＝0，则不存在燃气泄漏；
[0040]
若c＝0，0《q
min
≤q≤q
max
，且持续时间不超过第一阈值，则不存在燃气泄漏；其中，q
min
、q
max
分别为智能燃气表用户正常用气时燃气流量的最小值、最大值；
[0041]
若0《c≤lel，q＝0，存在泄漏风险，进一步预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧；其中，lel为引起爆炸的燃气浓度最小值；
[0042]
若0《c≤lel，0《q≤q
min
，存在泄漏风险，进一步预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；
[0043]
若0《c≤lel，q
min
≤q≤q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；
[0044]
若c》lel，q＝0，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧；
[0045]
若c》lel，q
min
≤q≤q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；
[0046]
若c》lel，q》q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧。
[0047]
更进一步地，燃气浓度预测方法包括：
[0048]
基于房间内燃气质量守恒得到：
[0049][0050]
式中，t为时间，v为房间体积，c为房间内的燃气浓度，q
x
为燃气泄漏速率，k为房间每小时的换气次数；
[0051]
针对(1)式求解以c为变量的微分方程得到燃气浓度的预测模型：
[0052][0053]
式中，c0为初始燃气浓度，q
x
基于多个历史时刻的燃气浓度利用最小二乘法进行拟合得到。
[0054]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果。
[0055]
本发明通过从智能燃气表实时获取燃气流量，从浓度测量单元实时获取燃气浓度，基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏，实现了燃气泄漏的自动检测。本发明基于从智能燃气表实时获取的燃气流量和从浓度测量单元实时获取燃气浓度的融合进行燃气泄漏检测，相对现有技术通过单一的测量用户室内的燃气浓度进行泄漏检测，只能对较明显的泄漏进行有效检测，提高了燃气泄漏检测的精度和泄漏检测的浓度范围，尤其提高了对燃气微弱泄漏的检测能力；通过燃气表的融合检测实现泄漏的辅助性判断，可以一定程度上弥补单一报警器方式的误报和漏报问题。
附图说明
[0056]
图1为本发明实施例一种基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法的流程图。
[0057]
图2为检测系统硬件结构示意图。
[0058]
图3为室内燃气浓度预测曲线示意图。
[0059]
图4为本发明实施例一种基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测装置的方框图。
具体实施方式
[0060]
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0061]
图1为本发明实施例一种基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法的流程图，包括以下步骤：
[0062]
步骤101，从智能燃气表实时获取燃气流量；
[0063]
步骤102，从浓度测量单元实时获取燃气浓度；
[0064]
步骤103，基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏。
[0065]
本实施例提供一种基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法。实现本实施例所述方法的硬件结构如图2所示，包括安装在用户家里(一般是厨房)的智能燃气表(包括基表、通信模块和控制模块)、浓度测量单元和控制处理单元，还包括主站的上位机。智能燃气表的基表可以采用超声波燃气表和膜式燃气表。若采用超声波燃气表作为基表，应具备燃气流量实时读取、显示和传输功能；若采用膜式燃气表，应具备脉冲读取功能，并需根据单位时间脉冲计算得出对应燃气流量(建议计算时间间隔不超过1分钟)。智能燃气表具备远程通信模块，支持nb、4g、lora等通信方式；最好具备辅助备用通信信道，包括且不限于蓝牙通道、红外通道等，用于售后维修、参数修改设置使用或者主通信通道(远程通信模块)不正常后的数据采集和传输。智能燃气表既可以与控制处理单元进行数据通信，也可以与主站上位机进行交互。浓度测量单元主要由燃气浓度传感器和通信模块等组成，通信模块用于将燃气浓度数据传输至控制处理单元。。控制处理单元用于通过基于燃气流量和燃气浓度进行必要的数据处理，判定是否存在燃气泄漏，存在燃气泄漏时进行报警，提示用户泄漏风险。控制处理单元一般还具有显示功能，可以通过屏显对用户进行提示。
[0066]
本实施例通过在控制处理单元中执行步骤101～103实现。步骤101主要用于从智能燃气表实时获取燃气流量，步骤102主要用于从浓度测量单元实时获取燃气浓度，步骤103主要用于基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏。现有技术一般只是通过测量用户室内的燃气浓度，将燃气浓度与设定的阈值进行比较，如果超过设定阈值，则认为存在燃气浓度。这种测量方法在燃气泄漏比较明显时是可行的；但是当燃气泄漏比较微弱时，很难进行有效检测，因为要检测到非常微弱的泄漏，需要将阈值设定的很低，但当阈值很低时会产生很高的虚警报概率，即将很多噪声或干扰信号误报为存在燃气泄漏。为此，本实施例综合实时获取的智能燃气表的燃气流量和实时获取的燃气浓度，进行燃气泄漏判定，从而提高燃气泄漏的检测精度和检测浓度范围。
[0067]
作为一可选实施例，所述方法还包括：将是否存在燃气泄漏的检测结果和/或实时获得的用气量数据和燃气浓度数据上传至总站的上位机。
[0068]
本实施例中，控制处理单元还将燃气泄漏的检测结果上传至总站的上位机，以便总站实时监测用户的安全用气情况，必要时采取相应的措施。本实施例的控制处理单元还
可以将实时获得的用气量数据和燃气浓度数据上传至总站的上位机，由上位机根据必要的数据处理进行燃气泄漏判定。也就是说，燃气泄漏判定既可由控制处理单元实现，也可以由总站的上位机实现。
[0069]
作为一可选实施例，所述方法还包括：当检测结果为存在燃气泄漏时，由控制处理单元和/或上位机发送报警提醒信号；泄漏严重时，发送指令至智能燃气表切断供气电磁阀。
[0070]
本实施例中，当检测到存在燃气泄漏时，发出报警提示信号，提醒用户采取必要的防范措施；当泄漏严重时，发送指令至智能燃气表，由智能燃气表根据所述指令直接切断供气电磁阀，以免发生危险。上位机收到报警提示信号后，提醒值班人员根据燃气泄漏的程度采取相应的措施，比如，安排工人到现场进行实地检修等。报警提示信号可以采用声光报警、语音报警，也可以同时在显示器上进行文字提示。
[0071]
作为一可选实施例，所述方法还包括：当检测到存在燃气泄漏时，根据所述燃气流量和燃气浓度，确定燃气泄漏点概略位置：位于智能燃气表的进气侧或出气侧。
[0072]
本实施例中，除了检测是否存在燃气泄漏，还要在检测到存在燃气泄漏时，判断燃气泄漏点的概略位置。所述燃气泄漏点的概略位置是相对智能燃气表而言的，是位于智能燃气表的进气侧(也称为燃气表前)，还是智能燃气表的出气侧(也称为燃气表后)。可根据燃气流量相对燃气流量正常值的大小判定所述概略位置：如果泄漏点在智能燃气表的后面，燃气流量将大于正常值；如果泄漏点在智能燃气表的前面，燃气流量将小于正常值。有了泄漏点的概略位置，可方便用户或检修人员进行排查。
[0073]
作为一可选实施例，所述基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏，具体包括：
[0074]
用q表示从智能燃气表实时获取的燃气流量，用c表示从浓度测量单元实时获取的智能燃气表用户室内的燃气浓度；根据q、c的大小按以下方法判定是否存在燃气泄漏：
[0075]
若c＝0，q＝0，则不存在燃气泄漏；
[0076]
若c＝0，0《q
min
≤q≤q
max
，且持续时间不超过第一阈值，则不存在燃气泄漏；其中，q
min
、q
max
分别为智能燃气表用户正常用气时燃气流量的最小值、最大值；
[0077]
若0《c≤lel，q＝0，存在泄漏风险，进一步预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧；其中，lel为引起爆炸的燃气浓度最小值；
[0078]
若0《c≤lel，0《q≤q
min
，存在泄漏风险，进一步预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；
[0079]
若0《c≤lel，q
min
≤q≤q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；
[0080]
若c》lel，q＝0，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧；
[0081]
若c》lel，q
min
≤q≤q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；
[0082]
若c》lel，q》q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧。
[0083]
本实施例给出了判定是否存在燃气泄漏的一种具体的技术方案。为了描述方便，用q表示燃气流量，用c表示燃气浓度；然后分别给出了对应q、c不同大小的8种组合的燃气泄漏情况，所述1～8种组合按照泄漏程度从小到大顺序排列，组合1、2不存在泄漏，组合3、4、5存在较小泄漏，组合6、7、8存在较大甚至严重泄漏。下面对8种组合的检测结果分别进行
介绍。
[0084]
组合1：c＝0，且q＝0；结果：不存在燃气泄漏，也没有用气。
[0085]
组合2：c＝0，且0《q
min
≤q≤q
max
，持续时间不超过第一阈值；结果：不存在燃气泄漏，用户正常用气。其中，q
min
、q
max
分别为智能燃气表用户正常用气时燃气流量的最小值、最大值，可通过统计连续几天(如15天)的燃气流量获得。第一阈值可根据正常用气时间的最大值确定，比如2小时。
[0086]
组合3：0《c≤lel，且q＝0；结果：存在泄漏风险，需进一步确认。预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧。其中，lel为引起爆炸的燃气浓度最小值。第二阈值根据经验确定，如可选取24小时。
[0087]
组合4：0《c≤lel，且0《q≤q
min
，结果：存在泄漏风险，需进一步确认。预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧。
[0088]
组合5：0《c≤lel，且q
min
≤q≤q
max
；结果：存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧。
[0089]
组合6：c》lel，且q＝0；结果：存在较严重的燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧。
[0090]
组合7：c》lel，且q
min
≤q≤q
max
；结果：存在较严重的燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧。这种情况一般需要控制智能燃气表直接切断燃气阀门。
[0091]
组合8：c》0，且q》q
max
；结果：存在较严重的燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧。这种情况也需要直接切断燃气阀门。
[0092]
作为一可选实施例，燃气浓度预测方法包括：
[0093]
基于房间内燃气质量守恒得到：
[0094][0095]
式中，t为时间，v为房间体积，c为房间内的燃气浓度，q
x
为燃气泄漏速率，k为房间每小时的换气次数；
[0096]
针对(1)式求解以c为变量的微分方程得到燃气浓度的预测模型：
[0097][0098]
式中，c0为初始燃气浓度，q
x
基于多个历史时刻的燃气浓度利用最小二乘法进行拟合得到。
[0099]
本实施例给出了进行燃气浓度预测的一种技术方案。首先，根据用户室内燃气质量守恒的原理，列出包括燃气浓度、燃气泄漏速率和时间等的方程，如(1)式。(1)式中的k是房间每小时的换气次数，一般0.5《k《2.5。为了简化计算，将k、q
x
视为固定常数，求解(1)式的微分方程得到燃气浓度的预测模型，见(2)式，其中，q
x
的值可利用最小二乘法基于多个历史时刻的燃气浓度进行拟合得到。根据(2)式就可以得到不同时刻t的燃气浓度c，也可以通过反向求解得到任一c对应的时间t，比如，燃气浓度达到lel的时间t。采集时间间隔和数据点数n可根据经验选取。图3给出一种室内燃气浓度预测曲线示意图，图中的纵坐标是以体积分数给出的燃气浓度。
[0100]
图4为本发明实施例一种基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测装置的组
成示意图，所述装置包括：
[0101]
流量获取模块11，用于从智能燃气表实时获取燃气流量；
[0102]
浓度获取模块12，用于从浓度测量单元实时获取燃气浓度；
[0103]
泄漏判定模块13，用于基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏。
[0104]
本实施例的装置，可以用于执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。后面的实施例也是如此，均不再展开说明。
[0105]
作为一可选实施例，所述装置还包括数据上传模块，用于将是否存在燃气泄漏的检测结果和/或实时获得的用气量数据和燃气浓度数据上传至总站的上位机。
[0106]
作为一可选实施例，所述装置还包括报警模块，用于当检测结果为存在燃气泄漏时，由控制处理单元和/或上位机发送报警提醒信号；泄漏严重时，发送指令至智能燃气表切断供气电磁阀。
[0107]
作为一可选实施例，所述装置还包括泄漏定位模块，用于当检测到存在燃气泄漏时，根据所述燃气流量和燃气浓度，确定燃气泄漏点概略位置：位于智能燃气表的进气侧或出气侧。
[0108]
作为一可选实施例，所述基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏，具体包括：
[0109]
用q表示从智能燃气表实时获取的燃气流量，用c表示从浓度测量单元实时获取的智能燃气表用户室内的燃气浓度；根据q、c的大小按以下方法判定是否存在燃气泄漏：
[0110]
若c＝0，q＝0，则不存在燃气泄漏；
[0111]
若c＝0，0《q
min
≤q≤q
max
，且持续时间不超过第一阈值，则不存在燃气泄漏；其中，q
min
、q
max
分别为智能燃气表用户正常用气时燃气流量的最小值、最大值；
[0112]
若0《c≤lel，q＝0，存在泄漏风险，进一步预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧；其中，lel为引起爆炸的燃气浓度最小值；
[0113]
若0《c≤lel，0《q≤q
min
，存在泄漏风险，进一步预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；
[0114]
若0《c≤lel，q
min
≤q≤q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；
[0115]
若c》lel，q＝0，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧；
[0116]
若c》lel，q
min
≤q≤q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；
[0117]
若c》lel，q》q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧。
[0118]
作为一可选实施例，燃气浓度预测方法包括：
[0119]
基于房间内燃气质量守恒得到：
[0120][0121]
式中，t为时间，v为房间体积，c为房间内的燃气浓度，q
x
为燃气泄漏速率，k为房间每小时的换气次数；
[0122]
针对(1)式求解以c为变量的微分方程得到燃气浓度的预测模型：
[0123][0124]
式中，c0为初始燃气浓度，q
x
基于多个历史时刻的燃气浓度利用最小二乘法进行拟合得到。
[0125]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法，其特征在于，包括以下步骤：从智能燃气表实时获取燃气流量；从浓度测量单元实时获取燃气浓度；基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏。2.根据权利要求1所述的智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法，其特征在于，所述方法还包括：将是否存在燃气泄漏的检测结果和/或实时获得的用气量数据和燃气浓度数据上传至总站的上位机。3.根据权利要求2所述的智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法，其特征在于，所述方法还包括：当检测结果为存在燃气泄漏时，由控制处理单元和/或上位机发送报警提醒信号；泄漏严重时，发送指令至智能燃气表切断供气电磁阀。4.根据权利要求1所述的智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法，其特征在于，所述方法还包括：当检测到存在燃气泄漏时，根据所述燃气流量和燃气浓度，确定燃气泄漏点概略位置：位于智能燃气表的进气侧或出气侧。5.根据权利要求4所述的智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法，其特征在于，所述基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏，具体包括：用q表示从智能燃气表实时获取的燃气流量，用c表示从浓度测量单元实时获取的智能燃气表用户室内的燃气浓度；根据q、c的大小按以下方法判定是否存在燃气泄漏：若c＝0，q＝0，则不存在燃气泄漏；若c＝0，0<q
min
≤q≤q
max
，且持续时间不超过第一阈值，则不存在燃气泄漏；其中，q
min
、q
max
分别为智能燃气表用户正常用气时燃气流量的最小值、最大值；若0<c≤lel，q＝0，存在泄漏风险，进一步预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧；其中，lel为引起爆炸的燃气浓度最小值；若0<c≤lel，0<q≤q
min
，存在泄漏风险，进一步预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；若0<c≤lel，q
min
≤q≤q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；若c>lel，q＝0，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧；若c>lel，q
min
≤q≤q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；若c>lel，q>q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧。6.根据权利要求5所述的智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法，其特征在于，燃气浓度预测方法包括：基于房间内燃气质量守恒得到：式中，t为时间，v为房间体积，c为房间内的燃气浓度，q
x
为燃气泄漏速率，k为房间每小时的换气次数；针对(1)式求解以c为变量的微分方程得到燃气浓度的预测模型：
式中，c0为初始燃气浓度，q
x
基于多个历史时刻的燃气浓度利用最小二乘法进行拟合得到。7.一种基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测装置，其特征在于，包括：流量获取模块，用于从智能燃气表实时获取燃气流量；浓度获取模块，用于从浓度测量单元实时获取燃气浓度；泄漏判定模块，用于基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏。8.根据权利要求7所述的智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测装置，其特征在于，所述装置还包括泄漏定位模块，用于当检测到存在燃气泄漏时，根据所述燃气流量和燃气浓度，确定燃气泄漏点概略位置：位于智能燃气表的进气侧或出气侧。9.根据权利要求8所述的智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测装置，其特征在于，所述基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏，具体包括：用q表示从智能燃气表实时获取的燃气流量，用c表示从浓度测量单元实时获取的智能燃气表用户室内的燃气浓度；根据q、c的大小按以下方法判定是否存在燃气泄漏：若c＝0，q＝0，则不存在燃气泄漏；若c＝0，0<q
min
≤q≤q
max
，且持续时间不超过第一阈值，则不存在燃气泄漏；其中，q
min
、q
max
分别为智能燃气表用户正常用气时燃气流量的最小值、最大值；若0<c≤lel，q＝0，存在泄漏风险，进一步预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧；其中，lel为引起爆炸的燃气浓度最小值；若0<c≤lel，0<q≤q
min
，存在泄漏风险，进一步预测燃气浓度达到lel的时间t，若t小于第二阈值，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；若0<c≤lel，q
min
≤q≤q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；若c>lel，q＝0，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表进气侧；若c>lel，q
min
≤q≤q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧；若c>lel，q>q
max
，则存在燃气泄漏，且泄漏点位于智能燃气表出气侧。10.根据权利要求9所述的智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测装置，其特征在于，燃气浓度预测方法包括：基于房间内燃气质量守恒得到：式中，t为时间，v为房间体积，c为房间内的燃气浓度，q
x
为燃气泄漏速率，k为房间每小时的换气次数；针对(1)式求解以c为变量的微分方程得到燃气浓度的预测模型：式中，c0为初始燃气浓度，q
x
基于多个历史时刻的燃气浓度利用最小二乘法进行拟合得到。

技术总结
本发明提供一种基于智能燃气表和浓度传感器的燃气泄漏检测方法及装置。所述方法包括以下步骤：从智能燃气表实时获取燃气流量；从浓度测量单元实时获取燃气浓度；基于所述燃气流量和燃气浓度的融合判定是否存在燃气泄漏。本发明基于从智能燃气表实时获取的燃气流量和从浓度测量单元实时获取燃气浓度的融合进行燃气泄漏检测，相对现有技术通过单一的测量用户室内的燃气浓度进行泄漏检测，只能对较明显的泄漏进行有效检测，提高了燃气泄漏检测的精度和泄漏检测的浓度范围，尤其提高了对燃气微弱泄漏的检测能力。微弱泄漏的检测能力。微弱泄漏的检测能力。


技术研发人员：刘兴伟 王亮 陈婷婷 柴家凤 翟楠希 王铁强 王凡
受保护的技术使用者：北京市燃气集团有限责任公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/4