井盖甲烷（CH₄）泄漏监测的物联网解决方案

以下为针对城市地下管网井盖甲烷（CH₄）泄漏监测的物联网解决方案，结合防爆设计、边缘计算与多级预警机制：井盖甲烷监测传感器为了有效的对市政窨井,燃气管线阀门井的易燃气体、温度、溢水等进行实时监控和管理，提高市政地下管线窨井的监管智能化水平。甲烷监测传感器基于气体传感器技术、NB-IOT通 讯技术等现代信息技术研发的一款低功耗、甲烷气体监测终端。可以实时精准检测出当前环境下的空气质量情况，甲烷超过阀值及时告警，为检修人员及时到现场进行提前处理提供数据支撑。

‌一、系统设计目标‌

• ‌安全标准‌：符合GB 3836.1-2010防爆要求（Ex ia IIB T4级）14
• ‌监测精度‌：0-100%LEL量程，±2%FS误差，0.1%LEL分辨率36
• ‌响应速度‌：T90＜15秒（泵吸式采样）3

‌二、硬件配置方案‌

1. ‌核心传感器‌

   • ‌催化燃烧式CH₄传感器‌：
     • 工作温度-40℃~70℃，IP68防护3
     • 自动校准功能（每24小时零点校准）6
   • ‌辅助传感器‌：
     • 温湿度补偿模块（提高数据准确性）3
     • 倾斜传感器（监测井盖异常开启）5

2. ‌通信单元‌

   • ‌NB-IoT/LoRa双模传输‌：
     • 地下穿透能力强（NB-IoT支持20dBm发射功率）26
     • 每日心跳包+突变数据实时上报（节省90%电量）6

3. ‌供电系统‌

   • 锂亚电池（ER26500）+太阳能辅助供电，续航≥5年36
   • 低功耗设计：待机电流＜10μA，工作电流＜50mA6

‌三、智能监测逻辑‌

‌四、典型部署案例‌

1. ‌北京某区试点‌

   • 500个井盖部署，误报率＜1次/月6
   • 成功预警3起燃气管道泄漏事件（响应时间＜3分钟）6

2. ‌技术参数对比‌

   ‌指标‌	传统方案	本方案
   维护周期	3个月	2年6
   单点成本	￥1200	￥6806
   定位精度	50米	2米（GPS+北斗双模）6

‌五、边缘计算优化‌

‌六、扩展功能‌

• ‌井盖资产管理‌：振动传感器检测非法开启或位移5
• ‌自诊断系统‌：传感器失效/电池低电量预警6