一种地埋式防水透气燃气汇集盒及检测装置的制作方法

本技术属于燃气安全监测领域，尤其涉及一种地埋式防水透气燃气汇集盒及检测装置。

背景技术：

1、燃气主要采用输气管网的方式进行输送，城市、乡镇铺设了大量网状的输气管网。输气管线可以分为长距离输气管线、城市管道、工业企业管道和居民区配气管道，绝大部分管线采用地埋的方式进行敷设。根据《城镇燃气输配工程施工及验收规范》cjj33-2005的规定，管道埋于沟槽内，沟槽深1～2m，管道两侧及管顶以上0.5m内的回填土人工压实，管顶0.5m以上的回填土厚度0.25～0.4m。输气管线通常需要具备数十年的使用寿命，在长期的运行过程中，管道可能因为各种原因(如管道破裂、外力破坏等)发生燃气泄漏，给输气管网的安全威胁。大部分的燃气管道运行年限已经逾30年，由于长期埋在地下，在土壤腐蚀、化学腐蚀、外部压力的作用下，埋地燃气管道逐渐进入事故多发阶段。近年来的统计数据表明，燃气输配系统的事故总体呈上升趋势，泄漏事故占管道总事故的95％以上，严重威胁着社会的安全。

2、燃气管道在进入用户前地埋距离长、分布广，因此燃气管道的泄漏具有地域范围广、泄漏地点随机分散、长时间周期内泄漏偶然发生、不易察觉等特点，给燃气管道的泄漏监测造成巨大的技术难度和极高的监测成本。燃气管道的泄漏主要包括：1)逐步发展的管道泄漏：此种情形通常有一个泄漏发展与扩大的过程，往往从微小量的泄漏开始，逐渐发展为中等量的泄漏，直至大量泄漏，随着泄漏燃气的聚集，当达到或超过燃气的燃烧、爆炸阈值浓度时，遇到点燃、引爆的明火、火花、雷电就会发生爆燃或爆炸。避免事故最有效的措施在微小泄漏阶段及早发现，并采取运行安全维修措施。2)外力破坏造成的管道泄漏：此种情形具有突然性、急剧泄漏的特点，危害巨大。由于燃气管道采用地埋方式敷设、地域分布广，而泄漏发生的随机性、偶发性，全管线泄漏监测成本高，燃气公司对该监测方案的接受度不高，这就是目前的现实情况，仅采用手持式巡检的方式来进行泄漏监测，但此方式的实时性低、有效性低，造成目前的泄漏灾害频发的局面。采用重点部位的点式在线泄漏监测与重点区域的管线线状在线泄漏监测相结合，是比较经济、有效的燃气泄漏监测方式。

3、燃气管线重点部位与重点区域相结合的燃气泄漏在线监测，将监测用的激光甲烷传感器埋入地下接近燃气管线的位置，直接监测从管线泄漏的燃气，相较于目前广泛采用的手持式气体检测传感器，其检测灵敏度更高、响应速度更快，对泄漏的检测也非常有效，当然，该监测方法的有效性，取决于监测部位的选择。燃气的泄漏是有其直接的物理原因的，根据泄漏的可能物理原因来确定重点监测部位是最为合理、最为经济的措施。燃气管线的泄漏重点部位主要包括：管线接头部位、工程施工容易造成外力破坏的部位，连续的管道泄漏的概率非常低，除非有外力破坏。对于此类点状的泄漏，采用点式的地埋激光甲烷传感器将非常有效，且非常经济实用。燃气管线重点区域是指管线经过人口稠密区域、管道经过的地面构筑物复杂且存在振动或反复碾压、地质破坏灾害频发的区域，这些区域作为重点燃气泄漏监测区域，采用线状布设的点式地埋激光甲烷传感器也将非常有效，且成本低。

4、这些燃气泄漏监测方法的实施，技术上依赖于地埋式的燃气泄漏监测装置的有效性和可靠性，尤其是在地埋的使用环境下，由于多次雨水的长时浸泡、土壤长期的侵蚀，燃气泄漏监测装置的可靠性、使用寿命受到严重的影响，甚至完全失效。解决地埋式燃气泄漏监测装置可靠性问题的关键在于，在保证被测燃气透入的前提下，实现装置的防水设计。现有技术还鲜见这样的地埋式燃气泄漏监测装置，高可靠性、长寿命的地埋式燃气泄漏监测装置是需要解决的技术难题，这正是本领域技术人员致力于解决的燃气安全监测的技术痛点。

技术实现思路

1、本实用新型设计了一种地埋式燃气检测装置，可靠、有效的解决了燃气泄漏监测传感器的地埋长期可靠性技术难题，在合理成本付出的前提下实现燃气泄漏的有效安全监测。

2、一种地埋式防水透气燃气汇集盒，包括：封装壳体，其中，封装壳体内下部设置开孔，在开孔上覆盖贴装防水透气膜，优选地，防水透气膜敷设在封装壳体的外侧；

3、封装壳体内中部固定有气泵、控制板，气泵与控制板电连接，气泵用于从封装壳体内抽气使封装壳体内形成负压，使封装壳体外的气体经过防水透气膜更快地进入封装壳体内。

4、所述防水透气膜背向封装壳体的一侧还设置一层或多层过滤层，所述过滤层包括无纺布、绒布、砂层或陶粒层的一种或多种，防止雨水浸泡泥浆阻塞防水透气膜。

5、在所述封装壳体开孔设置在底部或者周侧筒体，周侧筒体下半部开孔对称设置，所述开孔直径为0.5cm-5cm，开孔尺寸小于防水透气膜尺寸。

6、封装壳体的上半部配置排气开口，并在封装壳体外敷设防水透气膜，所述气泵的排气孔连接排气开口。

7、所述封装壳体采用由塑料、聚合物、橡胶、金属、陶瓷中的一种材料制成，筒体直径为1cm-25cm，高度为30cm-150cm。

8、所述防水透气膜包括膨体聚四氟乙烯膜eptfe。

9、可选地，所述防水透气膜为疏水多孔陶瓷膜、疏水灰泥或紫砂陶瓷，或其它疏水微孔薄膜。

10、可选地，所述过滤层上附着伴热装置。

11、一种地埋式防水透气燃气检测装置，包括所述的燃气汇集盒，所述封装壳体内还固定有燃气气体传感器，燃气气体传感器用于检测经过封装壳体的气体，燃气气体传感器与控制板电连接。燃气气体传感器是激光甲烷传感器、金属氧化物半导体气体传感器、多孔硅气体传感器中的一种，也可以是其它可以检测燃气的气体传感器，优选对燃气成分具有选择性的气体传感器。

12、可选地，封装壳体内还设有水泵、液位传感器，液位传感器用于检测封装壳体内是否因存在水汽冷凝为液态水而浸水，水泵用于在封装壳体内浸水时，将水从封装壳体内抽出。

13、封装壳体内还设有电源模块、通信模块，通信模块用于将燃气气体传感器的检测输出信号发送出去。

14、封装壳体为圆筒形结构，封装壳体的底部、周侧筒体和上沿扩展环构造为一体化结构，上沿扩展环通过螺丝与上盖连接，所述上盖或封装壳体内壁设置固定结构与气泵、燃气气体传感器、电源模块、通信模块、控制板、水泵、液位传感器连接；封装壳体间隔布置在燃气管上方的土壤层，上盖露出地面土壤层或上盖位于地面下0.1cm-10cm处。

15、所述地埋式防水透气燃气检测装置，可以是如下两种方式的一种：

16、1)点式检测装置，应用于单点独立安装、独立检测，其电源模块为储能电池，通信模块为无线收发模块，用于将气体传感器的输出信号发送出去；

17、2)线式检测装置，应用于一定区域的线状安装与检测，其电源模块为区域有线电源供电，通信模块为区域有线信号传输、集中无线收发，用于将燃气气体传感器的检测输出信号发送出去。

18、本实用新型的有益效果在于：

19、1)本实用新型采用设有“防水透气膜”的封装式地埋式燃气检测装置，一方面可以有效监测管道泄漏重点部位的燃气泄漏，另一方面“防水透气膜”封装解决了地埋应用的长期可靠性，从技术上解决了燃气管线燃气泄漏监测装置的地埋监测的有效性与可靠性相互矛盾的技术难题；

20、2)本实用新型的重点区域的线状布设地埋式燃气检测装置，采用线状、电气串联的多台地埋式燃气检测装置沿管线布设，集中统一电源供电、统一信息的收发，解决了地埋式燃气检测装置的供电难题，也降低了电池、通信模块的成本，以及通信成本；

21、3)防水透气膜能阻止液态水进入封装壳体内，但阻止不了水蒸气进入封装壳体内，水蒸气可在封装壳体内冷凝为液态水，本实用新型的地埋式燃气检测装置配置了水泵、液位传感器，液位传感器可检测封装壳体内是否因水汽冷凝而浸水，水泵可定期抽出检测装置内的水汽冷凝水，保证了地埋式燃气检测装置的安全运行；

22、4)本实用新型的地埋式防水透气燃气检测装置，可以避免采用人工巡检、无人机巡检、激光远程气体监测等方法，这些方法时效性较差、成本高、误报漏报率高，特别是当泄漏气体要通过土壤扩散到地面并达到足够的气体浓度才能被监测到时，是无法做到对管道泄漏进行早期、中期监测，很容易错失最佳的监测与安全维修时机。

23、故此，采用本实用新型的地埋式燃气检测装置，通过在重点部位点式布设、重点区域的线状布设，能在燃气泄漏的早期、中期进行监测，有重点地、高效地监测燃气泄漏，做到了实时有效可靠监测，为燃气管网提供高性价比、实时报警、准确定位的技术防范手段。