气态天然气泄漏的检测方法、装置、系统及设备
技术领域
本申请涉及天然气发动机技术领域，特别涉及一种气态天然气泄漏的检测方法、装置、系统及设备。
背景技术
随着我国生活水平的不断提高，人们的环境保护意识逐渐增强。因此，发展天然气替代石油燃料意义重大，使用天然气替代石油燃料是优化能源结构，降低尾气污染的有效的措施。天然气相比传统石油燃料具有可燃成分高、着火范围宽、抗爆震能力强、经济性好等特性，能够更好的满足汽车运行以及相关排放法规的要求。
然而，天然气发动机中最重要的气态天然气的供给系统，通常会有漏气的风险。但是在实际的应用过程中，对天然气发动机中的气态天然气的供给系统进行检测，并判断是否出现漏气的情况十分的困难。
因此，亟需一种可以实时检测天然气发动机中的气态天然气的供给系统，是否出现泄漏的方法。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种气态天然气泄漏的检测方法、装置、系统及设备，用于实时检测天然气发动机中的气态天然气的供给系统，是否出现泄漏。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
本申请第一方面提供了一种气态天然气泄漏的检测方法，包括：
获取气轨总成的气态天然气的实际温度，以及计算得到所述气轨总成的气态天然气的理想温度；
判断所述气轨总成的气态天然气的理想温度，与所述气轨总成的气态天然气的实际温度的差值是否大于预设的温度差值；
若判断出所述气轨总成的气态天然气的理想温度，与所述气轨总成的气态天然气的实际温度的差值大于预设的温度差值，则确认气态天然气泄漏。
可选的，所述计算得到所述气轨总成的气态天然气的理想温度，包括：
获取发动机的当前转速，以及计算得到气态天然气的当前流量；
根据预设的发动机的转速与冷却水在入口处的流量的对应关系，得到与所述发动机的当前转速所对应的冷却水在入口处的当前流量；
将所述冷却水在入口处的当前流量、所述气态天然气的当前流量、当前环境温度、冷却水在入口处的当前温度和气轨入口处的气态天然气的当前温度输入至预设的物理模型中，计算得到所述气轨总成的气态天然气的理想温度；其中，所述当前环境温度、所述冷却水在入口处的当前温度和所述气轨入口处的气态天然气的当前温度，分别通过自身所对应的温度传感器获得。
可选的，所述计算得到气态天然气的当前流量，包括：
获取喷气阀的当前驱动加电时间以及气轨的当前压力；其中，所述气轨的当前压力为通过压力传感器获取得到的气轨的当前压力或预设的气轨压力；
根据预设的喷气阀的驱动加电时间和气轨压力，与单缸循环喷气量的对应关系，得到与所述喷气阀的当前驱动加电时间和所述气轨的当前压力所对应的单缸循环的当前喷气量；
按照预设的计算公式计算所述单缸循环的当前喷气量、发动机的缸数和所述发动机的当前转速，得到所述气态天然气的当前流量；其中：所述预设的计算公式为：
气态天然气的流量＝单缸循环的喷气量×缸数×发动机转速/120。
可选的，在所述获取气轨总成上的气态天然气的实际温度，以及计算得到所述气轨总成上的气态天然气的理想温度之前，还包括：
获取发动机的当前转速；
判断所述发动机的当前转速是否大于所述预设的转速；
若判断出所述发动机的当前转速大于所述预设的转速，则执行所述获取气轨总成上的实际气态天然气温度，以及计算得到所述气轨总成上的理想气态天然气的温度。
本申请第二方面提供了一种气态天然气泄漏的检测装置，包括：
第一获取单元，用于获取气轨总成的气态天然气的实际温度，以及计算得到所述气轨总成的气态天然气的理想温度；
第一判断单元，用于判断所述气轨总成的气态天然气的理想温度，与所述气轨总成的气态天然气的实际温度的差值是否大于预设的温度差值；
确认单元，用于若所述第一判断单元判断出，所述气轨总成的气态天然气的理想温度，与所述气轨总成的气态天然气的实际温度的差值大于预设的温度差值，则确认气态天然气泄漏。
可选的，所述第一获取单元，包括：
第二获取单元，用于获取发动机的当前转速，以及计算得到气态天然气的当前流量；
第一确定单元，用于根据预设的发动机的转速与冷却水在入口处的流量的对应关系，得到与所述发动机的当前转速所对应的冷却水在入口处的当前流量；
第一计算单元，用于将所述冷却水在入口处的当前流量、所述气态天然气的当前流量、当前环境温度、冷却水在入口处的当前温度和气轨入口处的气态天然气的当前温度输入至预设的物理模型中，计算得到所述气轨总成的气态天然气的理想温度；其中，所述当前环境温度、所述冷却水在入口处的当前温度和所述气轨入口处的气态天然气的当前温度，分别通过自身所对应的温度传感器获得。
可选的，所述第二获取单元，包括：
第三获取单元，用于获取喷气阀的当前驱动加电时间以及气轨的当前压力；其中，所述气轨的当前压力为通过压力传感器获取得到的气轨的当前压力或预设的气轨压力；
第二确定单元，用于根据预设的喷气阀的驱动加电时间和气轨压力，与单缸循环喷气量的对应关系，得到与所述喷气阀的当前驱动加电时间和所述气轨的当前压力所对应的单缸循环的当前喷气量；
第二计算单元，用于按照预设的计算公式计算所述单缸循环的当前喷气量、发动机的缸数和所述发动机的当前转速，得到所述气态天然气的当前流量；其中：所述预设的计算公式为：
气态天然气的流量＝单缸循环的喷气量×缸数×发动机转速/120。
可选的，所述气态天然气泄漏的检测装置，还包括：
第四获取单元，用于获取发动机的当前转速；
第二判断单元，用于判断所述发动机的当前转速是否大于所述预设的转速；
执行单元，用于若所述第二判断单元判断出，所述发动机的当前转速大于所述预设的转速，则执行所述获取气轨总成上的实际气态天然气温度，以及计算得到所述气轨总成上的理想气态天然气的温度。
本申请第三方面提供了一种气态天然气泄漏的检测系统，包括：
电子控制单元，用于执行如本申请第一方面中任意一项所述的气态天然气泄漏的检测方法；
气轨总成，所述气轨总成上有气态天然气压力的传感器和温度传感器；所述温度传感器用于采集气轨总成的气态天然气的实际温度，以及气轨入口处的气态天然气的当前温度；所述气态天然气的压力传感器用于获取气轨的当前压力；
环境温度传感器，用于获取当前环境温度；
冷却水温度传感器，用于获取冷却水在入口处的当前温度。
本申请第四方面提供了一种设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，其上存储有一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如本申请第一方面中任意一项所述的气态天然气泄漏的检测方法。
由以上方案可知，本申请提供的一种气态天然气泄漏的检测方法、装置、系统、及设备中，通过获取气轨总成的实际气态天然气温度，以及计算气轨总成的理想气态天然气的温度；然后，判断所述气轨总成的理想气态天然气的温度，与所述气轨总成的实际气态天然气温度的差值是否大于预设的温度差值；最后，若判断出所述气轨总成的理想气态天然气的温度，与所述气轨总成的实际气态天然气温度的差值大于预设的温度差值，则确认气态天然气泄漏。以达到实时检测天然气发动机中的气态天然气的供给系统，是否出现泄漏的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种气态天然气泄漏的检测方法的具体流程图；
图2为本申请另一实施例提供的一种气态天然气泄漏的检测方法的具体流程图；
图3为本申请另一实施例提供的一种气态天然气泄漏的检测方法的具体流程图；
图4为本申请另一实施例提供的一种气态天然气泄漏的检测方法的具体流程图；
图5为本申请另一实施例提供的一种气态天然气泄漏的检测装置的示意图；
图6为本申请另一实施例提供的一种第一获取单元的示意图；
图7为本申请另一实施例提供的一种第二获取单元的示意图；
图8为本申请另一实施例提供的一种气态天然气泄漏的检测装置的示意图；
图9为本申请另一实施例提供的一种执行气态天然气泄漏检测的设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要注意，本申请中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系，而术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本申请实施例提供了一种气态天然气泄漏的检测方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S101、获取气轨总成的气态天然气的实际温度，以及计算得到气轨总成的气态天然气的理想温度。
其中，气轨总成的气态天然气的实际温度可以通过气轨总成上自身携带的温度传感器进行实时获取，而气轨总成的气态天然气的理想温度是假设当前气态天然气未泄漏时，气轨总成的气态天然气应该达到的温度。
需要说明的是，无论是气轨总成上的气态天然气的实际温度，还是气轨总成上的气态天然气的理想温度，都会根据发动机中的气态天然气的供给系统的运行状态的变化而变化。
可选的，本申请的另一实施例中，在步骤S101之前的一种实施方式，还包括：
S201、获取发动机的当前转速。
具体的，可以通过电子控制单元直接获取发动机的当前转速，也可以通过发动机转速传感器，发动机转速传感器位于飞轮壳上，转速单位rpm，即转/分。
S202、判断发动机的当前转速是否大于预设的转速。
其中，预设的转速是根据通过技术人员进行多次试验、研究得到的一个预设的转速，可以根据实际情况进行选择，此处不做限定。
具体的，若判断出发动机的当前转速大于预设的转速，则执行步骤S203。
S203、获取气轨总成上的实际气态天然气温度，以及计算得到气轨总成上的理想气态天然气的温度。
具体的，获取气轨总成上的实际气态天然气温度，以及计算得到气轨总成上的理想气态天然气的温度的具体实施过程可以参见步骤S101所对应的实施例，此处不再赘述。
可选的，本申请的另一实施例中，步骤S101中计算得到气轨总成的气态天然气的理想温度的一种实施方式，如图3所示，包括以下步骤：
S301、获取发动机的当前转速，以及计算得到气态天然气的当前流量。
具体的，通过电子控制单元直接获取发动机的当前转速，并通过实时采集到的信息计算得到气态天然气的当前流量。
可选的，本申请的另一实施例中，步骤S301中计算得到气态天然气的当前流量的一种实施方式，如图4所示，包括以下步骤：
S401、获取喷气阀的当前驱动加电时间以及气轨的当前压力。
其中，气轨的当前压力为通过压力传感器获取得到的气轨的当前压力或预设的气轨压力；喷气阀的当前驱动加电时间可以通过电子控制单元直接获取得到。
S402、根据预设的喷气阀的驱动加电时间和气轨压力，与单缸循环喷气量的对应关系，得到与喷气阀的当前驱动加电时间和气轨的当前压力所对应的单缸循环的当前喷气量。
其中，预设的喷气阀的驱动加电时间和气轨压力，与单缸循环喷气量的对应关系，可以如表1所示，可以看出表1为一个二维的MAP图，表1中的横轴是喷气阀的驱动加电时间，单位us，纵轴是气轨压力，单位是bar，通过喷气阀的驱动加电时间以及气轨压力，就可以在表1中查询得到对应的单缸循环的当前喷气量。例如，当前驱动加电时间为500us，气轨的当前压力为8bar，则单缸循环的当前喷气量为0.06kg/cyc。
需要说明的是，表1只是对预设的喷气阀的驱动加电时间和气轨压力，与单缸循环喷气量的对应关系进行解释说明，在实际的应用过程中，会有更多的数值，并且具体的数值可能不同，该二维的MAP图是可以根据实际情况进行实时更新的。
表1
S403、按照预设的计算公式计算单缸循环的当前喷气量、发动机的缸数和发动机的当前转速，得到气态天然气的当前流量。
其中：预设的计算公式为：
气态天然气的流量＝单缸循环的喷气量×缸数×发动机转速/120。
其中，发动机的缸数是发动机的本体属性，每台发动机的缸数可能不同，如4缸发动机，6缸发动机等；发动机的转速可以通过电子控制单元直接获取发动机的当前转速，也可以通过发动机转速传感器，发动机转速传感器位于飞轮壳上，转速单位rpm，即转/分；单缸循环的喷气量，可以通过预设的喷气阀的驱动加电时间和气轨压力，与单缸循环喷气量的对应关系，进行查询得到。
具体的，将获取得到的单缸循环的当前喷气量、发动机的缸数和发动机的当前转速输入至预设的计算公式中，计算得到气态天然气的当前流量，即每秒喷射气态天然气的大小，单位为kg/s。
S302、根据预设的发动机的转速与冷却水在入口处的流量的对应关系，得到与发动机的当前转速所对应的冷却水在入口处的当前流量。
其中，预设的发动机的转速与冷却水在入口处的流量的对应关系，可以如表2所示，表2中的转速即代表发动机的转速，单位为rpm，即转/分。流量即代表冷却水在入口处的流量，单位为kg/s。可以看出发动机的转速与冷却水在入口处的流量为一一对应的关系。
需要说明的是，表2只是对预设的发动机的转速与冷却水在入口处的流量的对应关系进行解释说明，在实际的应用过程中，会有更多的数值，并且具体的数值可能不同，并且是可以根据实际情况进行实时更新的。
表2
S303、将冷却水在入口处的当前流量、气态天然气的当前流量、当前环境温度、冷却水在入口处的当前温度和气轨入口处的气态天然气的当前温度输入至预设的物理模型中，计算得到气轨总成的气态天然气的理想温度。
其中，当前环境温度可以通过环境温度传感器直接采集获得，单位为K、冷却水在入口处的当前温度可以通过冷却水温度传感器直接采集获得，单位为K和气轨入口处的气态天然气的当前温度可以通过在气轨入口处的温度传感器进行直接采集获得。
预设的物理模型中，包括以下计算公式：
其中，ε为换热器的效能，标识换热器的实际换热效果与最大可能换热效果之比，NTU代表传热单元，传热单元是反映冷热流体间换热过程难易度的参数，也是衡量换热器传热能力的参数。C为比热容，单位J/(kg·k)，qm为气态天然气的流量。
其中，A为换热面积，单位为m2，k为传热系数，单位为W/K。
Φ＝qmcΔt；
其中，Φ为传热量，Δt为传热单元变化的温度。
其中，CNG代表气态天然气。
(qmc)min＝q水c水；
(qmc)max＝qCNGcCNG。
具体的，将冷却水在入口处的当前流量、气态天然气的当前流量、当前环境温度、冷却水在入口处的当前温度和气轨入口处的气态天然气的当前温度输入至预设的物理模型中，就可以自动计算得出气轨总成的气态天然气的理想温度。
S102、判断气轨总成的气态天然气的理想温度，与气轨总成的气态天然气的实际温度的差值是否大于预设的温度差值。
其中，预设的温度差值，是根据通过技术人员进行多次试验、研究得到的一个差值，针对不同的发动机、不同的气轨总成、以及不同的气轨总成和不同的发动机的组合，会有不同的预设的温度差值，可以根据实际情况进行选择，此处不做限定。
具体的，由于气态天然气的理想温度，与气轨总成的气态天然气的实际温度的差值可能为正数或负数，所以将气态天然气的理想温度，与气轨总成的气态天然气的实际温度的差值，作绝对值，然后，判断气轨总成的气态天然气的理想温度，与气轨总成的气态天然气的实际温度的差值的绝对值是否大于预设的温度差值(如5℃)，若判断出气轨总成的气态天然气的理想温度，与气轨总成的气态天然气的实际温度的差值大于预设的温度差值，则执行步骤S103。
同样，预设的温度差值还可以是一个区间，如-5℃～+5℃，若判断出气轨总成的气态天然气的理想温度，与气轨总成的气态天然气的实际温度的差值不在预设的温度差值的区间，则执行步骤S103。
S103、确认气态天然气泄漏。
由以上方案可知，本申请提供的一种气态天然气泄漏的检测方法中，通过获取气轨总成的实际气态天然气温度，以及计算气轨总成的理想气态天然气的温度；然后，判断气轨总成的理想气态天然气的温度，与气轨总成的实际气态天然气温度的差值是否大于预设的温度差值；最后，若判断出气轨总成的理想气态天然气的温度，与气轨总成的实际气态天然气温度的差值大于预设的温度差值，则确认气态天然气泄漏。以达到实时检测天然气发动机中的气态天然气的供给系统，是否出现泄漏的目的。
本申请实施例提供了一种气态天然气泄漏的检测装置，如图5所示，包括：
第一获取单元501，用于获取气轨总成的气态天然气的实际温度，以及计算得到气轨总成的气态天然气的理想温度。
可选的，本申请的另一实施例中，第一获取单元501的一种实施方式，如图6所示，包括：
第二获取单元601，用于获取发动机的当前转速，以及计算得到气态天然气的当前流量。
可选的，本申请的另一实施例中，第二获取单元601的一种实施方式，如图7所示，包括：
第三获取单元701，用于获取喷气阀的当前驱动加电时间以及气轨的当前压力。
其中，气轨的当前压力为通过压力传感器获取得到的气轨的当前压力或预设的气轨压力。
第二确定单元702，用于根据预设的喷气阀的驱动加电时间和气轨压力，与单缸循环喷气量的对应关系，得到与喷气阀的当前驱动加电时间和气轨的当前压力所对应的单缸循环的当前喷气量。
第二计算单元703，用于按照预设的计算公式计算单缸循环的当前喷气量、发动机的缸数和所述发动机的当前转速，得到气态天然气的当前流量。
其中：所述预设的计算公式为：
气态天然气的流量＝单缸循环的喷气量×缸数×发动机转速/120。
本申请上述实施例公开的单元的具体工作过程，可参见对应的方法实施例内容，如图4所示，此处不再赘述。
第一确定单元602，用于根据预设的发动机的转速与冷却水在入口处的流量的对应关系，得到与发动机的当前转速所对应的冷却水在入口处的当前流量。
第一计算单元603，用于将冷却水在入口处的当前流量、气态天然气的当前流量、当前环境温度、冷却水在入口处的当前温度和气轨入口处的气态天然气的当前温度输入至预设的物理模型中，计算得到气轨总成的气态天然气的理想温度。
其中，当前环境温度、冷却水在入口处的当前温度和气轨入口处的气态天然气的当前温度，分别通过自身所对应的温度传感器获得。
本申请上述实施例公开的单元的具体工作过程，可参见对应的方法实施例内容，如图3所示，此处不再赘述。
第一判断单元502，用于判断气轨总成的气态天然气的理想温度，与气轨总成的气态天然气的实际温度的差值是否大于预设的温度差值。
确认单元503，用于若第一判断单元502判断出，气轨总成的气态天然气的理想温度，与气轨总成的气态天然气的实际温度的差值大于预设的温度差值，则确认气态天然气泄漏。
本申请上述实施例公开的单元的具体工作过程，可参见对应的方法实施例内容，如图1所示，此处不再赘述。
可选的，本申请的另一实施例中，气态天然气泄漏的检测装置的一种实施方式，如图8所示，还包括：
第四获取单元801，用于获取发动机的当前转速。
第二判断单元802，用于判断发动机的当前转速是否大于所述预设的转速。
执行单元803，用于若第二判断单元802判断出，发动机的当前转速大于所述预设的转速，则执行获取气轨总成上的实际气态天然气温度，以及计算得到气轨总成上的理想气态天然气的温度。
本申请上述实施例公开的单元的具体工作过程，可参见对应的方法实施例内容，如图2所示，此处不再赘述。
由以上方案可知，本申请提供的一种气态天然气泄漏的检测装置中，通过第一获取单元501获取气轨总成的实际气态天然气温度，以及计算气轨总成的理想气态天然气的温度；然后，利用第一判断单元502判断气轨总成的理想气态天然气的温度，与气轨总成的实际气态天然气温度的差值是否大于预设的温度差值；最后，若第一判断单元502判断出气轨总成的理想气态天然气的温度，与气轨总成的实际气态天然气温度的差值大于预设的温度差值，则利用确认单元503确认气态天然气泄漏。以达到实时检测天然气发动机中的气态天然气的供给系统，是否出现泄漏的目的。
本申请另一实施例提供一种气态天然气泄漏的检测系统，包括：
电子控制单元，用于实现如上述实施例中任意一项所述的气态天然气泄漏的方法。
气轨总成，气轨总成上有气态天然气压力的传感器和温度传感器；温度传感器用于采集气轨总成的气态天然气的实际温度，以及气轨入口处的气态天然气的当前温度；气态天然气的压力传感器用于获取气轨的当前压力。
环境温度传感器，用于获取当前环境温度。
冷却水温度传感器，用于获取冷却水在入口处的当前温度。
本申请另一实施例提供一种设备，如图9所示，包括：
一个或多个处理器901。
存储装置902，其上存储有一个或多个程序。
当一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现如上述实施例中任意一项所述的气态天然气泄漏的方法。
在本申请公开的上述实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本公开各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，直播设备，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
