引言
燃气使用安全性对用户至关重要，因居民厨房燃气泄漏引发的火灾爆炸事故时有发生，给人民生命财产造成了重大损失。2021年我国天然气事故有309起，对61起天然气用户事故分析发现，天然气泄漏事故占比14．8%。市场上大多可燃气体探测器与智能燃气表无联动作用，仅有独立报警功能，发生燃气泄漏时，不能及时通知智能燃气表关闭内置阀门。若可燃气体探测器与智能燃气表间采用有线连接，智能燃气表的安装位置已固定，会涉及现场布线问题，尤其对已装修用户，安装方式受限，改造成本大。因此，本文提出智能燃气表与可燃气体探测器的联动控制方案。
1燃气工程管理的移动互联网背景
近年来，随着移动互联网技术的发展与网络智能化的普及，各种移动端网络设备能便捷的获取相关信息，手机与电脑等逐渐能与燃气工程管理工作接轨，二者结合开展相关管理工作。通过移动互联网的智能化管理，相关负责管理的工作人员能获取到更加及时且真实全面的工程进展与资料编制，在管理过程中出现问题时也能及时通过意外预案开展高效处理工作。系统的数理统计功能也能实时提供相关数据分析成果提供给项目部，决策层对相关问题的处理也能获取更多参考数据，保障燃气工程施工过程的质量与效率。移动互联网背景下的燃气工程施工管理能实现意外情况的减少，提高施工人员的工作质量，避免人为疏忽造成的施工意外情况，全方面提高管理效率，是现代燃气工程管理所迫切需求的管理模式。从当前情况来讲，移动互联网的信号覆盖较广，基本涵盖所有燃气工程项目施工现场，智能手机与电脑等，都能通过互联网APP平台的建设来普及应用，这些都为高质量与高效率开展燃气工程管理提供了重要基础。
2存在问题
综合上述阀井信息化监控低功耗一体化设备适应阀井工况环境，实现了管道压力信息的采集和上传，设备运行稳定，但在功能和通信模板互换性上还存在一定的不足，主要体现在以下几方面：（１）缺少天然气流量数据采集，单纯的管道压力不足以支撑管网适应性分析和日常生产经营管理分析。（２）缺少管道远程切断功能，当管网出现意外情况时，仍采用人工到现场手动关阀，对燃气公司应急响应和失效处置支撑力度不够。（３）通信模块固化，升级困难。设备将ＮＢ－ｉｏｔ通信模组固化在设备主板上，当阀井所处位置的ＮＢ－ｉｏｔ信号不稳定需要更换４Ｇ网络时，需要将设备主板一同更换，付出的代价高。
3燃气管道埋地阀井智能监控技术
3.1燃气防爆智能巡检机器人
近年来，燃气事故应急处置工作中专业检测技术装备不足，处置任务风险因素多、危险性高、协同调度复杂的问题尤为突出。防爆智能巡检机器人(简称防爆机器人)可全方位替代人工执行生产现场安全隐患巡察探测工作，实时远程在线编辑巡检任务并设置巡检路线，满足各类工业化场景全天候高频次的巡检需求，可采集管道运行数据及环境数据，并实时传输检测数据。防爆机器人代替人工进入危险区域执行大量巡检任务，能够保障人员生命安全，提高企业生产效益，降低安全风险隐患。燃气防爆智能巡检机器人融合北斗、多维传感器、物联网络、人工智能、机器人技术于一身，配备高清摄像头、热成像仪、甲烷气体遥测仪、在线式甲烷传感器、音频传感器、温湿度传感器等巡检设备，内置多种算法，可应用于天然气厂站、LNG厂站、易燃易爆现场，自动进行巡检，智能识别仪表、阀门、非法进入人员，能够全天候执行燃气泄漏巡检、应急处置、厂站边界防护等任务。
3.2智能燃气表
智能燃气表是采用NB－IoT通信技术进行数据传输和交换的膜式燃气表，主要由基表、控制器、附加装置组成。控制器是智能燃气表的电子控制部分，由微控制器、液晶显示模块、电源管理模块、蜂鸣器报警模块、存储模块、采样计量模块、防拆保护模块、阀门控制模块、NB－IoT通信模块和蓝牙从机模块组成。因此，该智能燃气表具有燃气计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、高可靠性防拆保护、信息远程交互和安全管理等功能。此外，该智能燃气表控制器中具有蓝牙低功耗协议，可以通过蓝牙与其他设备(手机、带蓝牙的可燃气体探测器等)联动，进行数据传输。
3.3智能报警功能
超声波燃气表根据表内实时运行状态及数据分析出用户用气情况，当用户发生异常流量切断阀门或私拆表动作时，超声波燃气表立即连接公共网络，将报警信息主动上报至后台管理系统，后台管理系统将报警信息同步转发燃气公司、燃气用户及小区物业用以提示燃气使用异常及时处理，形成表具、燃气公司、燃气用户、小区物业的联动，可有效缩短安全事故的响应时间或避免安全事故的发生。除此之外，超声波燃气表将表内异常上报给后台管理系统，后台管理系统将异常信息通知给表具维修人员及时上门排查处理。
3.4可燃气体探测器
可燃气体探测器由外壳、电源线和控制器组成。控制器是可燃气体探测器的电子控制部分，主要包括微控制器、按键模块、传感器模块、指示灯模块、液晶显示模块、蓝牙主机模块、蜂鸣器报警模块、存储模块、电源管理模块。可燃气体探测器可采用36V及以下直流电或220V交流电供电。若采用36V及以下直流电供电，由可燃气体探测器的控制器供电，且电源管理模块应有极性反接的保护措施。传感器模块探测工作环境中的可燃气体，将探测信号用模拟量或数字量传递给微控制器。当可燃气体浓度超过微控制器设定值时，指示灯模块指示红色报警状态，蜂鸣器报警模块进行鸣叫，只有故障解除或通过按键模块按键消声才能关闭鸣叫。液晶显示模块实时显示工作环境中被测气体的浓度，也可提示可燃气体探测器异常等状态。控制器中设有蓝牙低功耗协议，具有蓝牙通信功能，蓝牙主机模块与智能燃气表的蓝牙从机模块建立连接，保证智能燃气表与可燃气体探测器通过蓝牙进行信息交互，交互信息存储在可燃气体探测器的存储模块中。
结束语
本文讨论了该设备的计量技术、燃气压力信息采集技术、气体浓度检测技术、网络通信技术、远程控制与封装技术和供电技术，并对所提出的阀井信息采控一体化设备的设备功能、设备特点和应用范围进行了介绍。研究结果表明，该设备具有数据采集与储存、数据分析统计、故障报警、阀位显示、远程切断操作等功能。采用该阀井一体化设备可实现对城市燃气管网远程化与智能化管理。
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