一种智能膜式燃气表微小泄漏的判断方法与流程

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及一种智能膜式燃气表微小泄漏的判断方法。背景技术：2.燃气使用的安全性对用户至关重要，燃气泄漏是居民户内最大的安全风险源之一，现有的智能膜式燃气表通常通过采集连续两次计量脉冲的时间间隔来计算用气流量，并与正常的用气流量进行比较，当根据连续两次计量脉冲的时间间隔计算的流量异于正常的用气流量，则判断为存在泄漏。但该方案会存在一个问题，居民用户短时间断续的用气行为，会致使根据计量脉冲间隔计算的用气流量落在燃气表泄漏的流量判断区域，从而引起智能膜式燃气表泄漏的误报警，因此需要识别出用户的正常用气行为，减少误报警。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膜式燃气表微小泄漏的判断方法的技术方案。4.所述的一种智能膜式燃气表微小泄漏的判断方法，其特征在于：在智能膜式燃气表内安装差压传感器，差压传感器的两个气体压力采集口分别安装在智能膜式燃气表出气导管内侧和出气导管外侧，利用气体流量标准装置，建立回转体积内的平均压差值和流量的函数模型；智能膜式燃气表在使用时，当计量脉冲内的用气流量落在智能膜式燃气表微小泄漏的判断区域时，以压差值的变化来识别脉冲时间内用户的用气行为，确定用气时间段，并以用气时间段内的平均压差值与流量之间的函数关系，得到该用气时间段内的用户用气流量，从而得到脉冲时间内各个用气时间段的用户用气量，进而准确计算出非用户用气时间段内的流量，并以非用户用气时间段内的流量来判定是否有微小泄漏的情况，从而减少因为居民用户断续用气行为而引起微小泄漏的误报警。5.所述的一种智能膜式燃气表微小泄漏的判断方法，其特征在于：微小泄漏的判断包括如下步骤：（1）利用气体流量标准装置，建立回转体积内的平均压差值和流量的函数模型，（2）判断是否存在微小泄漏。6.所述的一种智能膜式燃气表微小泄漏的判断方法，其特征在于所述步骤（1）利用气体流量标准装置，建立回转体积内的平均压差值和流量的函数模型的方法如下：在智能膜式燃气表内安装差压传感器，通过差压传感器检测智能膜式燃气表出气导管内侧和出气导管外侧的压差值；利用气体流量标准装置，依次通入不同流量，得到不同流量下的回转体积内的平均压差值数据，使用函数模型对平均压差值数据和流量进行数据拟合：，其中表示平均压差值，表示流量，是平均压差值和流量拟合的函数模型；所述步骤（2）判断是否存在微小泄漏的步骤如下：step1：智能膜式燃气表微控制器设置压力传感器的采样周期、机电转换信号脉冲当量；step2：智能膜式燃气表微控制器获取第脉冲信号、脉冲时间，是第脉冲信号的结束时刻、是第脉冲信号的开始时刻，差压传感器按照采样周期获得智能膜式燃气表出气口的压差值，计算气体流量，，当气体流量，是判断微小泄漏气体流量的下限值，是判断微小泄漏气体流量的上限值，此时执行步骤step3；当气体流量时，说明无微小泄漏；step3：第个脉冲信号开始时刻前已采集个压差值，脉冲时间内有个压差值，则记为、、…、，是第个压差值，是第个压差值、…、是第个压差值，计算相邻采样时刻压差值的比值：若当前采样时刻压差值，表示最小压差值，压差值应加上偏差项来计算相邻采样时刻压差值的比值，记为（）、（）、（）、…、（）；若当前采样时刻压差值，相邻采样时刻压差值的比值记为、、、…、；当用户刚开始用气时，此时压差值会发生波动，呈现增大趋势，用户停止用气时，压差值会减少；若脉冲时间内，各个压差值的比值满足、、、…、，是压差值比值的最小阈值、是压差值比值的最大阈值，说明此脉冲时间内用户无用气行为，有微小泄漏的情况；若脉冲时间内，压差值的比值有的情况或者压差值的比值有的情况，说明此段时间内用户有用气行为，执行步骤step4；step4：根据压差值的比值确定用户用气时间段，当有压差值的比值的情况时，将以较大压差值的获得时刻作为用户用气的起点，若用气起点后的压差值比值均，说明用户在持续用气，以该脉冲信号的结束时刻作为用气终点，若用户用气起点后的压差值的比值，则以较小压差值的获得时刻作为用气终点；当仅有压差值的比值的情况，以较小压差值的获得时刻作为用气终点，在此用气终点前的压差值比值均大于压差值比值的最小阈值且小于压差值比值的最大阈值，说明此时间段内用户一直在用气，此种情况出现在脉冲信号的开始时刻，因此以脉冲信号的开始时刻作为用气起点；计算用户各个用气时间段内的用气量，以单个用气时间段进行说明，用气时间段内的压差值是、、…、，是第个压差值，也表示该用气时间段内的第1个压差值，是第个压差值，也表示用气时间段内的第2个压差值，是第个压差值，也表示该用气时间段内的最后一个压差值；具体存在如下三种情况：第一种情况是有压差值的比值的情况，该用气行为是持续用气，用气起点后的压差值比值均，一直到第个脉冲信号的结束时刻，则该用气时间段的用气时间；第二种情况，有压差值的比值的情况，且用气起点后的压差值的比值存在的情况，即压差值获得时刻是用户用气的终点，压差值获得时刻是用户用气的起点，则该用气时间段的用气时间；第三种情况是，当仅有压差值的比值有的情况，压差值获得时刻是用户用气的终点，在此用气终点前的压差值比值均大于压差值比值的最小阈值且小于压差值比值的最大阈值，以第脉冲信号的开始时刻作为用气起点，则该用气时间段的用气时间；该用气时间段内的平均压差值，并由平均压差值与流量之间的函数关系，得到该用气时间段内的用气流量，则该用气时间段的用气量；当存在个用气时间段时，用气时间是的用气时间段，其平均压差值是、用气流量是、用气时间段的用气量，…，用气时间是的用气时间段，其平均压差值、用气流量是、用气时间段的用气量，此时非用气时间段内流量，当用户非用气时间段流量满足，说明存在微小泄漏；当用户非用气时间段流量满足，说明无微小泄漏。7.本发明在智能膜式燃气表内安装差压传感器，通过差压传感器可以检测燃气表出气导管内侧与出气导管外侧的压差值；利用气体流量标准装置，通过数据拟合的方法，能够建立压差值与流量之间的函数关系；当智能膜式燃气表在使用时，可以通过压差值的变化来识别用户的用气行为，比如，以相邻采样时刻压差值比值来确定用气起点和终点；当计量脉冲内的用气流量落在智能膜式燃气表微小泄漏的判断区域时，以压差值的变化来识别脉冲时间内是否有用户断续的用气行为，当存在用户用气行为时，基于压差值与流量之间的函数关系，能够得到用气时间段的用气量，继而得到非用户用气时间段内的流量，并以此流量值来判断是否存在微小泄漏的情况，从而减少了用户断续用气行为引起的误报警。具体实施方式8.本发明智能膜式燃气表微小泄漏的判断方法，是在智能膜式燃气表内安装差压传感器，差压传感器的两个气体压力采集口，分别安装在智能膜式燃气表出气导管内侧和出气导管外侧，利用气体流量标准装置，建立回转体积内的平均压差值和流量的函数模型；燃气表在使用时，当计量脉冲内的用气流量落在智能膜式燃气表微小泄漏的判断区域时，以相邻采样周期压差值的比值来识别脉冲时间内用户的用气行为，确定用气时间段，并以用气时间段内的平均压差值与流量之间的函数关系，得到该用气时间段内的用气流量，从而得到脉冲时间内各个用气时间段的用气量，进而准确计算出非用户用气时间段内的流量，并以非用户用气时间段内的流量来判定是否有微小泄漏的情况，从而减少用户断续用气行为对微小泄漏的误判。9.微小泄漏的判断包括如下步骤：（1）利用气体流量标准装置，建立回转体积内的平均压差值和流量的函数模型在智能膜式燃气表内安装差压传感器，通过差压传感器检测燃气表出气导管内侧和外侧的压差值；利用气体流量标准装置，依次通入流量，智能膜式燃气表回转件运动，使得智能膜式燃气表出气口的压差值不停波动，并且会随着回转件的往复运动，压差值呈现出周期性，同时，回转件的一次往复运动表现为智能膜式燃气表完成一个回转体积进排气，因此以不同流量下回转体积内的平均压差值数据和流量进行数据拟合：，其中表示平均压差值，表示流量，是平均压差值和流量拟合的函数模型。函数可以是，、、是平均压差值和流量按照进行数据拟合得到的系数。10.本实施例中，选用g4智能膜式燃气表，在智能膜式燃气表内安装差压传感器，差压传感器的两个气体压力采集口，分别安装在智能膜式燃气表出气导管内侧和出气导管外侧，采用音速喷嘴式燃气表检验装置，流量与回转体积内平均压差值的关系如下表所示。11.由上表可知，当流量是0.016m3/h，平均压差值是55.85pa，当流量是0.04 m3/h，平均压差值是58.03pa，流量范围是（1.6～2.8）m3/h时，平均压差值是（82～111）pa，可见小流量范围时，平均压差值的变化不大。此外，分析了相邻采样时刻压差值的比值，得到压差值比值的范围是（0.7～1.2）。本实施例中，选用函数模型对平均压差值和流量进行数据拟合，得到。12.（2）判断是否存在微小泄漏的步骤如下：step1：智能膜式燃气表微控制器设置压力传感器的采样周期、机电转换信号脉冲当量。13.step2：智能膜式燃气表微控制器获取第脉冲信号、脉冲时间，是第脉冲信号的结束时刻、是第脉冲信号的开始时刻，差压传感器按照采样周期获得智能膜式燃气表出气口的压差值，计算气体流量，，当气体流量，是判断微小泄漏气体流量的下限值，是判断微小泄漏气体流量的上限值，此时执行步骤step3；当气体流量时，说明无微小泄漏。14.step3：第个脉冲信号开始时刻前已采集个压差值，脉冲时间内有个压差值，则记为、、…、，是第个压差值，是第个压差值、…、是第个压差值，计算相邻采样时刻压差值的比值：若用户长时间未用气，压差值会较小，而受燃气管道压力波动等影响，压差值也会发生波动，因此当压差值的数值小于最小压差值时，相邻采样时刻压差值应都加上偏差项来计算压差值的比值，记为（）、（）、（）、…、（）；若当前采样时刻压差值，相邻采样时刻压差值的比值记为、、、…、；当用户刚开始用气时，此时压差值会发生波动，呈现增大趋势，用户停止用气时，压差值会减少。若脉冲时间内，各个压差值的比值满足、、、…、，是压差值比值的最小阈值、是压差值比值的最大阈值，说明此脉冲时间内用户无用气行为，有微小泄漏的情况；若脉冲时间内，压差值的比值有的情况或者压差值的比值有的情况，说明此段时间内用户有用气行为，执行步骤step4。15.step4：根据压差值的比值确定用户用气时间段，当有压差值的比值的情况时，将以较大压差值的获得时刻作为用户用气的起点，若用气起点后的压差值比值均，说明用户在持续用气，以该脉冲信号的结束时刻作为用气终点，若用户用气起点后的压差值的比值，则以较小压差值的获得时刻作为用气终点；当仅有压差值的比值有的情况，以较小压差值的获得时刻作为用气终点，在此用气终点前的压差值比值均大于压差值比值的最小阈值且小于压差值比值的最大阈值，说明此时间段内用户一直在用气，此种情况出现在脉冲信号的开始时刻，因此以脉冲信号的开始时刻作为用气起点；计算用户各个用气时间段内的用气量，以单个用气时间段进行说明，用气时间段内的压差值是、、…、，是第个压差值，也表示该用气时间段内的第1个压差值，是第个压差值，也表示用气时间段内的第2个压差值，是第个压差值，也表示该用气时间段内的最后一个压差值。16.具体存在如下三种情况：第一种情况是有压差值的比值的情况，该用气行为是持续用气，用气起点后的压差值比值均，一直到第个脉冲信号的结束时刻，则该用气时间段的用气时间；第二种情况，有压差值的比值的情况，且用气起点后的压差值的比值存在的情况，即压差值获得时刻是用户用气的终点，压差值获得时刻是用户用气的起点，则该用气时间段的用气时间；第三种情况是，当仅有压差值的比值有的情况，压差值获得时刻是用户用气的终点，在此用气终点前的压差值比值均大于压差值比值的最小阈值且小于压差值比值的最大阈值，以第脉冲信号的开始时刻作为用气起点，则该用气时间段的用气时间；该用气时间段内的平均压差值，并由平均压差值与流量之间的函数关系，得到该用气时间段内的用气流量，则该用气时间段的用气量；当存在个用气时间段时，用气时间是的用气时间段，其平均压差值是、用气流量是、用气时间段的用气量，…，用气时间是的用气时间段，其平均压差值、用气流量是、用气时间段的用气量，此时非用气时间段内流量，当用户非用气时间段流量满足，说明存在微小泄漏；当用户非用气时间段流量满足，说明无微小泄漏。17.在上述判断微小泄漏的步骤step1-step4中，考虑功耗的问题，智能膜式燃气表微控制器设置压力传感器的采样周期为1s/次，智能膜式燃气表机电转换信号脉冲当量是0.01m3，g4级智能膜式燃气表的始动流量是0.005m3/h，当智能膜式燃气表以低于2倍始动流量的流量持续流通时间达到设定值时应泄漏报警，因此设置微小泄漏气体流量的下限值是0.005 m3/h，微小泄漏气体流量的上限值是0.01 m3/h。当计量脉冲内的用气流量落在[0.005 m3/h，0.01 m3/h]之间时，以相邻采样周期压差值的比值来识别脉冲时间内用户的用气行为。若用户长时间未用气，压差值会较小，而受燃气管道压力波动等影响，压差值也会发生波动，因此当压差值的数值小于最小压差值时，相邻采样时刻压差值应加上偏差项来计算压差值的比值，本实施例中最小压差值是10pa，偏差项取5pa。参考上述g4智能膜式燃气表的实验数据，压差值比值的最小阈值取0.4，压差值比值的最大阈值取1.8。[0018]综上所述，本发明在智能膜式燃气表内安装差压传感器，通过压差值的变化特征来识别用户的用气行为；在进行智能膜式燃气表微小泄漏的判断时，为了减少居民断续用气行为引起的误报警，以压差值的比值将脉冲时间段划分为多个用气时间段与非用气时间段，并基于压差值与流量之间的函数关系，得到各个用气时间段的用气量，继而得到非用户用气时间段内的流量，并以此流量值来判断是否存在微小泄漏的情况，从而降低了智能膜式燃气表微小泄漏的误报率。









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