前言：尋找寫作靈感？中文期刊網(wǎng)用心挑選的家用物聯(lián)網(wǎng)燃氣表的應(yīng)用，希望能為您的閱讀和創(chuàng)作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

摘要：家用燃氣表加裝電子電路后逐步發(fā)展到現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)燃氣表，實現(xiàn)了自動抄表功能。在深入研究物聯(lián)網(wǎng)燃氣表電子電路的硬件、軟件功能的基礎(chǔ)上，提出一種基于現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)燃氣表的燃氣泄漏監(jiān)測的方法，進一步提高城鎮(zhèn)居民燃氣使用中的安全性。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)燃氣表；泄漏監(jiān)測；安全性

1現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)燃氣表的技術(shù)應(yīng)用概述

據(jù)有關(guān)部門收錄統(tǒng)計，2018年的燃氣爆炸新聞有500多起屬于室內(nèi)燃氣爆燃、爆炸事故。忘關(guān)或未完全關(guān)閉閥門是導(dǎo)致燃氣泄漏的首要因素，這從一定程度上反應(yīng)了人們安全意識還不足；膠管老化脫落磨損是導(dǎo)致燃氣泄漏另一重要原因。這些事故給人民生活帶來巨大損失。本文提出的燃氣泄漏監(jiān)測方法是基于現(xiàn)在民用物聯(lián)網(wǎng)燃氣表技術(shù)全天候監(jiān)測用氣工況，及時發(fā)現(xiàn)、阻斷微小泄漏進一步擴大，把事故抑制在萌芽狀態(tài)?，F(xiàn)有戶內(nèi)燃氣安全監(jiān)控模式主要為催化燃燒式燃氣感應(yīng)切斷裝置和機械式過流自閉閥，無法監(jiān)測和預(yù)警微小燃氣泄漏。前者按照規(guī)范要求，需要定期檢測標定；在廚房油煙潮濕環(huán)境內(nèi)，維護量大，故障率高，誤報警；且燃氣泄漏報警切斷有效性與感應(yīng)器安裝位置直接關(guān)聯(lián)，泄漏點正處感應(yīng)器附近，微泄漏即切斷；感應(yīng)器遠處泄漏點，事故發(fā)生仍未報警切斷，如感應(yīng)器裝設(shè)于廚房而浴室漏氣情況等。后者只實現(xiàn)過流切斷，無法實現(xiàn)微小泄漏檢測；但微小泄漏才是戶內(nèi)燃氣安全事故的主要因素。同時，這二種裝置都需增加硬件投入，費用較高（約2百元/戶）；又增加燃氣管路阻力，影響用氣效率。這些戶內(nèi)用氣安全裝置不僅增加投資，且達不到安全防護理想效果，未能在城市居民用戶中廣泛使用。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，家用膜式燃氣表已從一開始的單純機械數(shù)碼計數(shù)經(jīng)過加裝電子器件后實現(xiàn)自動計數(shù)。燃氣表的發(fā)展也經(jīng)過集中抄表、IC卡表和基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的燃氣表幾個階段，使抄表、繳費更加便捷。物聯(lián)網(wǎng)燃氣表技術(shù)優(yōu)勢明顯，由微處理器、低功耗、內(nèi)置電機閥、遠程通訊集成一體，功能更加智能化。通過對物聯(lián)網(wǎng)燃氣表技術(shù)的進一步研究發(fā)現(xiàn)，如果對物聯(lián)網(wǎng)燃氣表軟件部分進行升級，并對記錄的數(shù)據(jù)進行深度挖掘，在防范燃氣泄漏方面可以發(fā)揮一定的監(jiān)測、預(yù)警作用。現(xiàn)以目前較普遍的是以膜式燃氣表為基表，加裝具備計數(shù)、存儲和數(shù)據(jù)傳輸功能的電子電路，來說明實現(xiàn)燃氣泄漏監(jiān)測及安全防護。

2現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)燃氣表的技術(shù)應(yīng)用概述

燃氣表計數(shù)部分的機械部分產(chǎn)生脈沖，一個電子脈沖對應(yīng)固定的氣體體積V（計量裝置體積常量，容積式計量裝置尺寸確定后，該值保持不變），即用氣量。現(xiàn)常用燃氣計量裝置如上圖所示，是通過記錄數(shù)碼輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)經(jīng)過計算實現(xiàn)自動計量的功能。其中的電子電路是以微處理芯片為核心，包含內(nèi)部時鐘，具備記錄、存儲脈沖和傳輸數(shù)據(jù)的集成電路板。功能是把記錄的用氣量發(fā)送到燃氣供應(yīng)企業(yè)的接收、處理平臺，實現(xiàn)遠程抄表功能。安裝在千家萬戶的物聯(lián)網(wǎng)燃氣表把數(shù)據(jù)傳送到燃氣企業(yè)設(shè)置的信息平臺，實現(xiàn)遠程抄表、自主繳費的功能；當(dāng)用戶發(fā)生惡意欠費時，燃氣公司可通過遠程控制內(nèi)置的電磁閥關(guān)斷，停止供氣。

3技術(shù)分析

集成燃氣泄漏報警功能于一體的燃氣表，是在原有物聯(lián)網(wǎng)燃氣表技術(shù)基礎(chǔ)上，幾乎不增加硬件設(shè)施的投入，開發(fā)成燃氣泄漏檢測器。重新設(shè)計集成控制體系后，可同時實現(xiàn)五大服務(wù)功能：遠程智能抄表代替人工抄表；戶內(nèi)燃氣泄漏和異常工況監(jiān)測、報警和緊急斷氣；遠程支付及用戶個性化服務(wù)；階梯氣價收費和欠費停供氣；建立大數(shù)據(jù)用氣測算模型，指揮供氣調(diào)度等功能五方面功能。

(1)表內(nèi)集成電路技術(shù)分析

從表內(nèi)集成電路通常以微電子處理器（MCU，俗稱單片機）為核心，外置存儲芯片和通信模塊（2G/3G/NBIoT等）。在MCU芯片中有內(nèi)部時鐘，也可通過通信模塊與外部時鐘進行校準，MCU本身具備一定的運算功能。從軟件功能上看，目前的物聯(lián)網(wǎng)燃氣表在軟件設(shè)計方面只考慮了計數(shù)、上傳數(shù)據(jù)，未把脈沖發(fā)生的時間記錄并上傳，也未對脈沖發(fā)生的時間間隔進行任何處理，不具備對管道內(nèi)流速的判斷能力。從電路硬件結(jié)構(gòu)上看，已具備記錄脈沖、記錄時間、上傳數(shù)據(jù)和關(guān)閥停氣的實現(xiàn)基礎(chǔ)；在軟件設(shè)計方面，如果把脈沖時間納入整個軟件設(shè)計架構(gòu)，并對時間數(shù)據(jù)進行分析和判斷，則目前的物聯(lián)網(wǎng)燃氣表可以直接升級為具備燃氣流量監(jiān)測能力的真正意義上的智能燃氣表。

(2)燃氣表技術(shù)基礎(chǔ)分析

燃氣表計數(shù)部分的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，在機械數(shù)碼輪最低位的輪盤上嵌有磁鋼，當(dāng)磁鋼靠近電路板上的計數(shù)感應(yīng)裝置時，電路產(chǎn)生一個電子脈沖。數(shù)碼輪旋轉(zhuǎn)一圈對應(yīng)一個電子脈沖，數(shù)碼輪每轉(zhuǎn)動一圈對應(yīng)固定的氣體體積V（計量裝置體積常量，容積式計量裝置尺寸確定后，該值保持不變），即用氣量?，F(xiàn)常用燃氣計量裝置如上圖所示，是通過記錄數(shù)碼輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)經(jīng)過計算實現(xiàn)自動計量的功能。

4燃氣泄漏安全防范方面的技術(shù)應(yīng)用研究

戶內(nèi)燃氣泄漏有微、小流量泄漏和過流量泄漏（過流量是指超過燃氣表最大計量允許值），前者的形成及發(fā)展是一個較緩慢的過程：如管道腐蝕、接頭密封不嚴、膠管龜裂、老鼠咬穿膠管等造成的漏氣事件；后者——過流量泄漏是指如膠管脫落造成的短時間內(nèi)燃氣過流量泄漏事件。根據(jù)對燃氣表基本性能的分析，假設(shè)兩個脈沖之間的時間間隔為Δt，把燃氣泄漏時燃氣流量與燃氣表計量區(qū)間對應(yīng)劃分，可解釋為以下幾種情況：通過信息中心收到的數(shù)據(jù)對在特定時間段內(nèi)的記錄脈沖進行分析，來判斷是否存在微小泄漏的可能性，同時指引安檢人員精準入戶，從而大大提高安檢效率和用氣安全性。

5服務(wù)平臺數(shù)據(jù)分析

在安全、服務(wù)軟件平臺上可實現(xiàn)遠程支付及用戶個性化服務(wù)；階梯氣價收費和欠費停供氣；建立大數(shù)據(jù)用氣測算模型，指揮供氣調(diào)度等功能。用戶使用的智能燃氣表可接受平臺指令，并可根據(jù)指令要求修改相關(guān)的控制參數(shù)。批量使用的智能燃氣表與安全、服務(wù)軟件平臺構(gòu)成燃氣智能管理體系。安全、服務(wù)軟件平臺將智能燃氣表上傳的數(shù)據(jù)按片區(qū)、用戶類型、預(yù)警類型等進行分類后分配給不同的執(zhí)行單位進行相應(yīng)的上門檢查和服務(wù)，提高服務(wù)的精準度；當(dāng)片區(qū)、用戶的數(shù)量達到一定規(guī)模時，還可以實現(xiàn)用氣測算和指揮調(diào)度。

6結(jié)論

本文研究的由物聯(lián)網(wǎng)燃氣表技術(shù)升級的智能燃氣表，是燃氣表技術(shù)、電子控制技術(shù)和信息技術(shù)深度融合，適應(yīng)燃氣行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展應(yīng)運而生的新技術(shù)、新應(yīng)用。目前此項技術(shù)已在一定范圍內(nèi)進行試用，取得了預(yù)期的效果。

參考文獻

[1]劉金嵐,張月欽.燃氣表異常流量安全切斷技術(shù)[J].煤氣與熱力,2012,32(03):25-27.

[2]尹祥.基于物聯(lián)網(wǎng)燃氣表的戶內(nèi)燃氣安全技術(shù)[J].煤氣與熱力,2019,39(09):8-10+45.

作者:施峰 單位:廣州南沙發(fā)展燃氣有限公司