用于城市管廊的嗅觉传感装置.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202410125178.2(22)申请日 2024.01.30(71)申请人 河北金锁安防工程股份有限公司地址 071000 河北省保定市恒源西路888号智慧谷高科技产业园区科技研发楼A2东辅楼5层和6层(72)发明人 梁文清左志平张玉玺王志杰杨阳郭宝昆帖经伟(74)专利代理机构 石家庄德皓专利代理事务所(普通合伙)13129专利代理师 杨瑞龙(51)Int.Cl.F17D 5/02(2006.01)G01M 3/04(2006.01)G01N 33/00(2006.01)(54)发明名称一种用。

2、于城市管廊的嗅觉传感装置(57)摘要本发明涉及一种用于城市管廊的嗅觉传感装置，包括配置为在管道上移动的第一移动模组和第二移动模组、设在第一移动模组和第二移动模组上的控制器、两端分别与第一移动模组和第二移动模组连接的柔性伸缩覆盖罩以及第一移动模组或者第二移动模组上的富集器和嗅觉传感终端，富集器配置为对柔性伸缩覆盖罩形成封闭空间内的气体进行富集并将经过富集物送入嗅觉传感终端。本发明公开的用于城市管廊的嗅觉传感装置，可以直接在管道上进行分段式的泄露检测，这种检测方式能够实现对管道的全覆盖，同时还使用密闭与富集方式来实现泄露初始阶段的极低泄漏量检测，能够在泄露初期发现问题。权利要求书1页 说明书5页 。

3、附图11页CN 117663010 A2024.03.08CN 117663010 A1.一种用于城市管廊的嗅觉传感装置，其特征在于，包括：第一移动模组（1）和第二移动模组，配置为在管道上移动；控制器（3），设在第一移动模组（1）和第二移动模组上；柔性伸缩覆盖罩（4），两端分别与第一移动模组（1）和第二移动模组连接；以及富集器（5）和嗅觉传感终端（6），设在第一移动模组（1）或者第二移动模组上；其中，控制器（3）与第一移动模组（1）、第二移动模组、柔性伸缩覆盖罩（4）、富集器（5）和嗅觉传感终端（6）进行数据通讯；富集器（5）配置为对柔性伸缩覆盖罩（4）形成封闭空间内的气体进行富集并将经过富集。

4、物送入嗅觉传感终端（6）。2.根据权利要求1所述的用于城市管廊的嗅觉传感装置，其特征在于，第一移动模组（1）包括：弧形移动主体（11），弧形移动主体（11）上设有移动轮（12）；两个平衡摆臂（13），对称设在弧形移动主体（11）上，平衡摆臂（13）的第一端与弧形移动主体（11）转动连接；调节滚轮（14），设在平衡摆臂（13）的第二端上，调节滚轮（14）配置为驱动弧形移动主体（11）在周向方向上移动。3.根据权利要求2所述的用于城市管廊的嗅觉传感装置，其特征在于，平衡摆臂（13）的形状为弧形。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于城市管廊的嗅觉传感装置，其特征在于，柔性伸缩覆盖罩（4）包括：。

5、两组位置调整摆臂（41），分别设在第一移动模组（1）和第二移动模组上；柔性片体（42），第一组对边分别与两组位置调整摆臂（41）连接；磁性体（43），设在柔性片体（42）的第二组对边上；其中，位置调整摆臂（41）配置为驱动柔性片体（42）展开和包裹管道。5.根据权利要求4所述的用于城市管廊的嗅觉传感装置，其特征在于，磁性体（43）包括控制开关（431）和设在柔性片体（42）的第二组对边上的电磁铁（432）。6.根据权利要求4所述的用于城市管廊的嗅觉传感装置，其特征在于，磁性体（43）在柔性片体（42）的第二组对边上分为两排且交替设置。7.根据权利要求4所述的用于城市管廊的嗅觉传感装置，其特征在。

6、于，位置调整摆臂（41）上设有气囊（44），气囊（44）配置为填充位置调整摆臂（41）和管道之间的缝隙。8.根据权利要求4所述的用于城市管廊的嗅觉传感装置，其特征在于，柔性片体（42）的内侧面上设有凸起（421）和/或凹槽（422）；凸起（421）与凹槽（422）沿第一移动模组（1）到第二移动模组的方向设置。9.根据权利要求1所述的用于城市管廊的嗅觉传感装置，其特征在于，富集器（5）包括：富集管（51）和进气阀（52），分别设在第一移动模组（1）和第二移动模组上并与柔性伸缩覆盖罩（4）连接；抽取气泵（53），与富集管（51）连接并与嗅觉传感终端（6）连接。10.根据权利要求9所述的用于城市管廊。

7、的嗅觉传感装置，其特征在于，还包括与抽取气泵（53）连接的再生气体管（54）和设在再生气体管（54）上的控制阀（55）。权利要求书1/1 页2CN 117663010 A2一种用于城市管廊的嗅觉传感装置技术领域0001本发明涉及检测技术领域，尤其是涉及一种用于城市管廊的嗅觉传感装置。背景技术0002城市管廊是在城市地下建造一个隧道空间，将市政、电力、通讯、燃气、给排水等各种管线集于一体的系统，相比于目前各种设施（供水、供电、通信、天然气等）的单独施工，城市管廊具有集中部署的优势，同时还能够进行超前设计，满足城市未来一段时间的使用需求。0003天然气管道在城市管廊中的部署区别于常规的埋设部署等方。

8、式，因为此时的天然气管道直接放置在密闭空间中，如果发生泄露情况，造成的损失会更大。因为在常规的部署方式中，泄露的天然气可以直接释放到空气中，天然气的浓度非常低，几乎达不到爆炸点。但是在城市管廊提供的密闭空间内，泄露就容易造成空间内天然气浓度偏高。0004对于城市管廊内部的天然气管道检测，目前多使用固定位置的传感器来实现，例如每隔一段距离部署一个传感器，这种方式的劣势在于覆盖完整度，同时还需要考虑到城市管廊提供的富裕空间（供给升级、施工和维护使用），导致初始阶段泄露浓度低，需要使用极高灵敏度的传感器来检测，会拉高检测成本和传感器的使用成本。发明内容0005本发明提供一种用于城市管廊的嗅觉传感装置。

9、，可以直接在管道上进行分段式的泄露检测，这种检测方式能够实现对管道的全覆盖，同时还使用密闭与富集方式来实现泄露初始阶段的极低泄漏量检测，能够在泄露初期发现问题。0006本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：本发明提供了一种用于城市管廊的嗅觉传感装置，包括：第一移动模组和第二移动模组，配置为在管道上移动；控制器，设在第一移动模组和第二移动模组上；柔性伸缩覆盖罩，两端分别与第一移动模组和第二移动模组连接；以及富集器和嗅觉传感终端，设在第一移动模组或者第二移动模组上；其中，控制器与第一移动模组、第二移动模组、柔性伸缩覆盖罩、富集器和嗅觉传感终端进行数据通讯；富集器配置为对柔性伸缩覆盖罩形成封。

10、闭空间内的气体进行富集并将经过富集物送入嗅觉传感终端。0007在本发明的一种可能的实现方式中，第一移动模组包括：弧形移动主体，弧形移动主体上设有移动轮；两个平衡摆臂，对称设在弧形移动主体上，平衡摆臂的第一端与弧形移动主体转动连接；调节滚轮，设在平衡摆臂的第二端上，调节滚轮配置为驱动弧形移动主体在周向说明书1/5 页3CN 117663010 A3方向上移动。0008在本发明的一种可能的实现方式中，平衡摆臂的形状为弧形。0009在本发明的一种可能的实现方式中，柔性伸缩覆盖罩包括：两组位置调整摆臂，分别设在第一移动模组和第二移动模组上；柔性片体，第一组对边分别与两组位置调整摆臂连接；磁性体，设在柔。

11、性片体的第二组对边上；其中，位置调整摆臂配置为驱动柔性片体展开和包裹管道。0010在本发明的一种可能的实现方式中，磁性体包括控制开关和设在柔性片体的第二组对边上的电磁铁。0011在本发明的一种可能的实现方式中，磁性体在柔性片体的第二组对边上分为两排且交替设置。0012在本发明的一种可能的实现方式中，位置调整摆臂上设有气囊，气囊配置为填充位置调整摆臂和管道之间的缝隙。0013在本发明的一种可能的实现方式中，柔性片体的内侧面上设有凸起和/或凹槽；凸起与凹槽沿第一移动模组到第二移动模组的方向设置。0014在本发明的一种可能的实现方式中，富集器包括：富集管和进气阀，分别设在第一移动模组和第二移动模组上。

12、并与柔性伸缩覆盖罩连接；抽取气泵，与富集管连接并与嗅觉传感终端连接。0015在本发明的一种可能的实现方式中，还包括与抽取气泵连接的再生气体管和设在再生气体管上的控制阀。0016本发明的有益效果为：申请提供的用于城市管廊的嗅觉传感装置，通过在天然气管道上进行分段密闭检测的方式来发现天然气管道的初期泄露情况，分段密闭检测和富集方式能够将初期的极低泄露进行浓度提高，降低了发现难度。同时全覆盖式的检测方式也容易对泄露位置进行前置确定，解决了以往发现泄露后人工需要再次进行定位的问题。附图说明0017图1是一种现有城市管廊的结构示意图。0018图2是一种现有管道的支撑示意图。0019图3是本发明提供的一种。

13、第一移动模组的结构性示意图。0020图4是本发明提供的一种第一移动模组的重心位置对比示意图。0021图5是本发明提供的一种平衡摆臂折叠时的示意图。0022图6是本发明提供的一种柔性片体在位置调整摆臂上的位置示意图。0023图7是本发明提供的一种柔性片体上的磁性体的分布示意图。0024图8是本发明提供的一种磁性体的连接性示意框图。0025图9是本发明提供的一种气囊在位置调整摆臂上的位置示意图。0026图10是本发明提供的一种凸起和/或凹槽在柔性片体上的分布示意图。0027图11是本发明提供的一种富集器的结构性示意图。说明书2/5 页4CN 117663010 A40028图中，1、第一移动模组，。

14、3、控制器，4、柔性伸缩覆盖罩，5、富集器，6、嗅觉传感终端，11、弧形移动主体，12、移动轮，13、平衡摆臂，14、调节滚轮，41、位置调整摆臂，42、柔性片体，43、磁性体，44、气囊，51、富集管，52、进气阀，53、抽取气泵，54、再生气体管，55、控制阀，421、凸起，422、凹槽，431、制开关，432、电磁铁，601、管道。具体实施方式0029以下结合附图，对本发明中的技术方案作进一步详细说明。0030本发明公开了一种用于城市管廊的嗅觉传感装置，在一些例子中，本发明公开的用于城市管廊的嗅觉传感装置包括第一移动模组1、第二移动模组、控制器3、柔性伸缩覆盖罩4、富集器5和嗅觉传感终端。

15、6，第一移动模组1和第二移动模组配置为在管道601上移动，是实现移动式全覆盖检测的基础。0031工作过程中，第一移动模组1和第二移动模组之间的距离一般为固定距离，例如一米或者两米后者其他数值，在一个位置进行检测后，第一移动模组1和第二移动模组移动到下一个位置进行检测。检测方式有以下几种：第一种，对覆盖范围内的管道601进行循环式的全覆盖检测；第二种，对覆盖范围内的管道601进行循环式的全覆盖检测，同时配合城市管廊内的固定位置的传感器，对重点位置进行临时性检测。0032固定位置传感器与本发明公开的用于城市管廊的嗅觉传感装置之间的通信依托于城市管廊内部署的局域通信终端实现，采集得到的数据同样通过这。

16、些局域通信终端发送给上位机或者云端。0033柔性伸缩覆盖罩4的两端分别与第一移动模组1和第二移动模组连接，柔性伸缩覆盖罩4具有两个状态，分别是展开状态和包裹状态，柔性伸缩覆盖罩4的展开状态主要用于移动和跨越管道601支撑，柔性伸缩覆盖罩4的包裹状态用于在检测过程中形成封闭空间。0034富集器5和嗅觉传感终端6安装在第一移动模组1或者第二移动模组上，富集器5的作用是对柔性伸缩覆盖罩4形成封闭空间内的气体进行富集，然后将经过富集的气体送入到嗅觉传感终端6内进行嗅觉感知。当某种物质的浓度在嗅觉传感终端6的检测范围内时，嗅觉传感终端6会感知到并发出警报。0035控制器3设置在第一移动模组1和第二移动模。

17、组上并与第一移动模组1、第二移动模组、柔性伸缩覆盖罩4、富集器5和嗅觉传感终端6进行数据通讯，完成上述内容中记载的自动化检测内容。0036应理解，城市管廊（图1所示）内天然气管道601的支撑方式有底部支撑和墙壁支撑两种方式，这两种支撑方式都需要使用间隔设置的支架来对天然气管道601进行支撑，这就导致天然气管道601的表面连续性被破坏，无法使用环形的移动装置，因为环形的移动装置无法越过支架，图2所示。0037为了解决该问题，请参阅图3，本发明中的第一移动模组1包括弧形移动主体11、移动轮12、平衡摆臂13和调节滚轮14，弧形移动主体11位于管道601的正上方，移动轮12安装在弧形移动主体11上并。

18、与管道601的外表面接触。0038在一些可能的实现方式中，移动轮12使用带式移动轮，带式移动轮的优势在于不易发生侧滑。说明书3/5 页5CN 117663010 A50039平衡摆臂13的数量为两个，这两个平衡摆臂13对称的安装在弧形移动主体11的两侧，平衡摆臂13的作用是平衡和固定弧形移动主体11，弧形移动主体11移动时，两侧的平衡摆臂13能够降低第一移动模组1的重心，对比图4中的A点和B点，使弧形移动主体11的移动更加稳定；弧形移动主体11静止时，平衡摆臂13还能够贴合在管道601的外表面上，使弧形移动主体11与管道601的相对位置能够固定。0040平衡摆臂13的第一端与弧形移动主体11转。

19、动连接，连接处由电机提供转动动力，平衡摆臂13的第二端上安装有调节滚轮14，调节滚轮14的作用是驱动弧形移动主体11在周向方向上移动，也就是调节滚轮14的转动方向垂直于弧形移动主体11的移动方向。0041调节滚轮14转动时的动力同样由电机提供。0042第二移动模组与第一移动模组1的结构相同，此处不再赘述。0043在一些可能的实现方式中，对比图3和图5，平衡摆臂13使用折叠结构，也就是平衡摆臂13由两节摆臂组成，连接处由电机提供动力。该种结构可以大幅度缩短平衡摆臂13在水平方向上的空间占用，方便通过使用墙壁支撑方式处的管道601上方空间。此时还可以借助调节滚轮14与管道601外壁的接触来提高移动。

20、过程中的稳定性。0044在一些可能的实现方式中，平衡摆臂13的形状为弧形，这样可以更好的与管道601外表面贴合，同时还能够增加平衡摆臂13的长度，使第一移动模组1的中心能够进一步降低。0045在一些例子中，请参阅图6和图7，柔性伸缩覆盖罩4包括位置调整摆臂41、柔性片体42和磁性体43，位置调整摆臂41的数量为两组，这两组位置调整摆臂41分别设在第一移动模组1和第二移动模组上。0046柔性片体42的第一组对边分别与两组位置调整摆臂41连接，位置调整摆臂41能够带动柔性片体42在展开状态和包裹状态之间切换，或者可以描述为位置调整摆臂41驱动柔性片体42展开和包裹管道601。0047位置调整摆臂4。

21、1的结构与平衡摆臂13的结构大致相同，区别在于位置调整摆臂41的长度要大于平衡摆臂13的长度，以便在管道601的周向方向上能够形成封闭环形结构。0048磁性体43设置在柔性片体42的第二组对边上，作用是使柔性片体42的第二组对边能够贴合在一起。0049请参阅图8，磁性体43包括控制开关431和设在柔性片体42的第二组对边上的电磁铁432，控制开关431与电磁铁432电连接，作用控制电磁铁432的通电与断电。电磁铁432通电时，柔性片体42的第二组对边吸合在一起。0050在一些可能的实现方式中，磁性体43在柔性片体42的第二组对边上分为两排且交替设置，这种方式可以提供更好的密封性。因为当磁性体4。

22、3单排设置时，相邻磁性体43之间必然存在缝隙，当磁性体43改为两排且交替设置时，缝隙的长度增加且出现多个弯折结构，外部气体进入到柔性片体42形成封闭空间的难度增加。0051当然，磁性体43还可以位于柔性片体42的外侧面上，这样借助于柔性片体42在接触时发生的局部形变，可以使缝隙的尺寸进一步缩小。0052在一些例子中，请参阅图9，位置调整摆臂41上设置有气囊44，气囊44的作用是填充位置调整摆臂41和管道601之间的缝隙，使柔性片体42形成封闭空间的密封性进一步提高。说明书4/5 页6CN 117663010 A60053气囊44通过安装在对应第一移动模组1和第二移动模组的气泵驱动，气泵直接从周。

23、围环境中获取气体。0054请参阅图10，在一些例子中，柔性片体42的内侧面上设有凸起421和/或凹槽422；凸起421和凹槽422的作用是使柔性片体42不会完全的贴合在管道601外壁上。这样在对柔性片体42形成封闭空间内的气体进行富集时，封闭空间内各处的气体均能够流动到富集器5处。0055因为富集器5启动时，会使柔性片体42的一部分贴合在管道601的外表面上，这会导致产生物理隔断，造成富集器5无法得到足够量的气体进行富集。0056在一些可能的实现方式中，凸起421与凹槽422沿第一移动模组1到第二移动模组的方向设置。0057在一些可能的实现方式中，凸起421和凹槽422成点阵形式布置。0058。

24、在一些例子中，请参阅图11，富集器5包括富集管51、进气阀52和抽取气泵53，富集管51和进气阀52分别设在第一移动模组1和第二移动模组上并均与柔性伸缩覆盖罩4连接，抽取气泵53与富集管51连接并与嗅觉传感终端6连接。0059柔性伸缩覆盖罩4在管道601外侧形成封闭空间并静止一段时间后，抽取气泵53开始抽取封闭空间内的气体并将这部分气体送入到富集管51。富集过程结束后，进气阀52打开，封闭空间的气压恢复到正常气压。0060进一步地，增加了与抽取气泵53连接的再生气体管54和设在再生气体管54上的控制阀55，再生气体管54的作用是在对富集管51进行再生时能够从柔性伸缩覆盖罩4的外侧区域引入气体对。

25、富集管51进行再生。0061富集过程中，经过富集管51的气体缓慢流动，给富集管51留出充足的吸附时间；检测时，经过富集管51的气体快速流动，此时富集管51吸附的物质会在一个短时间内被从富集管51中分离出来，然后流向嗅觉传感终端6。0062对富集管51进行再生就是使用额外的气体对富集管51进行冲洗，因为在前述内容中记载的检测过程中，富集管51内部可能存在残留，这些残留没有触发嗅觉传感终端6的下限，但是在后续的使用过程中，会因为累积导致出现误报。0063控制阀55的作用是控制再生气体管54的开启和关闭。0064再生气体管54从上一个检测结果为合格的检测区域处获取气体。应理解，对于正在进行检测的检测。

26、区域，其检测结果有合格与不合格两种，这就存在无法使用本检测区域中的气体对富集管51进行再生的可能，因为再生过程中可能导致富集管51内部依然存在残留。又因为再生气体管54的形状固定，没有增加一套移位装置的必要，因此在本申请中选择在上一个检测结果为合格的检测区域处获取气体。0065富集管51的尾端接一个检测箱，嗅觉传感终端6的检测端伸入到检测箱内。0066本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。说明书5/5 页7CN 117663010 A7图1说明书附图1/11 页8CN 1176。

27、63010 A8图2说明书附图2/11 页9CN 117663010 A9图3说明书附图3/11 页10CN 117663010 A10图4说明书附图4/11 页11CN 117663010 A11图5说明书附图5/11 页12CN 117663010 A12图6说明书附图6/11 页13CN 117663010 A13图7说明书附图7/11 页14CN 117663010 A14图8说明书附图8/11 页15CN 117663010 A15图9说明书附图9/11 页16CN 117663010 A16图10说明书附图10/11 页17CN 117663010 A17图11说明书附图11/11 页18CN 117663010 A18。