[发明专利]使用多点分析在人口稠密地区中进行气体泄漏检测和定位的方法

说明书

发明领域

本发明涉及气体泄漏检测。

背景技术

气体泄漏检测是重要的实际问题。在许多情况下，需要在大区域上迅速地搜索气体泄漏。已经考虑过的用于此类应用的一种方法是在移动的车辆上安装气体泄漏检测仪器，例如在US 3,107,517、US 3,444,721和US4,164,138中已考虑的那样。然而，用于移动气体泄漏检测的常规方法存在严重不足。典型地，这些不足包括以下的一项或多项：1)难以将泄漏与背景进行区分；2)难以将被测气体的泄漏与其它可能的来源进行区分；以及3)缺乏至泄漏源的估计距离。

因此，克服这些困难将会是本领域的进步。

发明内容

本方法以如下方式减轻了这些困难。可执行自动水平空间尺度分析以将被测气体的泄漏与背景水平区分开。通过使用同位素比和/或化学示踪剂来将被测气体的气体泄漏与其它来源区分开，可提供源标识。多点测量与多点测量结果的空间分析的结合可提供泄漏源距离估计。可以单独地或以任何组合来实施这些方法。

附图说明

图1a-b示意性地示出根据本发明的诸个实施例的水平分析。

图2示意性地示出适用于本发明的诸个实施例的示例性光学吸收仪器。

图3a-b示出来自本发明的实施例同位素分析结果。

图4示出适合关于同位素比测量而使用的气体处理方法。

图5a-c示意性地示出根据本发明的诸个实施例的多点测量。

图6a-c示意性地示出适用于多点测量的一些气体处理方法。

图7示出关于本发明的诸个实施例的示例性用户界面显示。

具体实施方式

将气体泄漏定义为在环境中存在高于背景浓度的气体的任何情形是方便的。所定义的气体泄漏包括但不限于：来自气体管道或输送系统的泄漏(例如天然气泄漏)、来自气体处理或操作设施的泄漏、以及从气体源向环境中的排放(例如污染、来自垃圾填埋地的气体排放、等等)。

气体烟羽模型是将气体浓度与空间中的位置相关联的任何数学模型。

A)水平分析

A1)原理

图1a-b示出根据本发明的诸个实施例的水平空间尺度分析的示例。移动平台102沿着至少一个平台轨道106前进。平台102可以是任何车辆，诸如小汽车、卡车、厢型车或自行车。平台102还可以是能够运输气体测量仪器的任何其它移动实体，诸如人、驮畜等等。平台轨道106设置在一个或多个可能的气体泄漏位置(例如108a、108b)附近。为简单起见，平台轨道被示为单个直线段，但实际上平台轨道可以是曲线和直线段的任何组合。在本示例中，位置108a处的泄漏排放气体烟羽110，该气体烟羽与平台轨道106相交。气体测量仪器104设置在该平台上。本发明的实施并非必须依赖于仪器104的气体入口的诸个细节。一种实现是将该入口放置于平台的前方并按实际情况尽量接近地平面，其中该入口具有横跨平台宽度的一个或多个分立的入口端口(或散布型入口)。利用仪器104执行一个或多个主要气体浓度测量。

典型地，将这些主要气体浓度测量原始地记录为相对于时间的浓度。将相对于时间的平台位置数据(例如利用全球定位系统(GPS))与相对于时间的浓度数据组合，以提供图1b上示意性示出的相对于位置的浓度数据。在此示出了峰112和背景水平114。

相对于位置的浓度数据的可获得性使自动水平空间尺度分析得以实现，自动水平空间尺度分析可用于将气体泄漏与背景气体水平区分开。一般地，水平空间尺度分析包括利用相对于平台位置的浓度数据进行气体泄漏检测的任何分析方法。以下给出详细示例。应注意，简单的阈值操作(即，如果测得浓度大于X则报告泄漏，且如果测得浓度小于X则不报告泄漏，其中X是一些预定的阈值)不是水平空间尺度分析的示例，因为它没有利用相对于位置的浓度数据。可将自动水平空间尺度分析的诸个结果报告给最终用户。以下描述此类报告的各种方法。一种可能是提供是否存在泄漏的二选一的是/否指示。

水平空间尺度分析依赖于如下事实：当平台移动时，由于排放烟羽的较大空间范围，附近点的来源随着变化的位置迅速变化，而远处的来源缓慢地变化。换言之，所产生的浓度中的仅仅几米宽的狭窄尖峰非常接近平台。在泄漏标识过程中，该狭窄空间范围被用于偏置附近的来源。存在用于执行水平空间尺度分析的若干可能的算法，包括但不限于：