专利汇可以提供一种主动搜索定位化学气体泄漏点的方法和设备专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种主动搜索 定位 化学气体 泄漏 点的方法和设备,考虑化学气体的扩散效应,利用化学气体泄漏形成烟羽的浓度分布规律确定搜索方向,驱动移动平台携带 传感器 向泄漏源逼近,对气体泄漏点进行定位,运用梯度搜索 算法 提高计算效率,整体上提升了泄漏点排查自动化 水 平和精准定位能 力 。该方法可以处理复杂厂区环境和泄漏点不止一处的情形下的定位搜索。通过定位算法和主动式搜索,缩小搜索范围,减少人员现场排查时间,降低安全 风 险。当厂区空间较大,或其中存在物理隔离带,单台设备难以遍历整个厂区,为了提高定位的效率,可使用两套以上设备分区进行监测定位。,下面是一种主动搜索定位化学气体泄漏点的方法和设备专利的具体信息内容。
1.一种主动搜索定位化学气体泄漏点的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、在化工设施所在区域设置移动平台,移动平台上搭载气体浓度传感器;气体浓度传感器实时检测气体浓度,当浓度超过设定限值,开始执行步骤2;
步骤2、移动平台向上风方向移动一个设定距离,并继续监测气体浓度,与上一个位置的监测浓度进行比较:如果浓度增大,移动平台继续沿同方向运动;如果浓度减小,则停止运动,执行步骤3;
步骤3、在化工设施所在区域平面内任意设定一个二维平面直角坐标系,两个互相垂直的轴为X轴和Y轴;设移动平台当前位置为(x,y);
步骤4、移动平台从当前位置分别沿X坐标轴和Y坐标轴正反方向各移动一个设定距离,设分别到达位置:(x+Δx,y),(x-Δx,y),(x,y+Δy)和(x,y-Δy);并测量这4个位置的气体浓度C(x+Δx)、C(x-Δx)、C(x,y+Δy)和C(x,y-Δy),然后回到位置(x,y);
步骤5、计算浓度的空间导数:
步骤6、确定浓度的梯度向量g:
步骤7、控制移动平台从当前位置(x,y)出发,沿着梯度向量g的方向移动,并持续不断监测气体浓度;
步骤8、判断气体浓度是否持续增加:如果是,则继续沿同方向移动;如果气体浓度下降,则返回执行步骤4;
其中,如果当前位置的X坐标轴和Y坐标轴正反方向的设定距离处的浓度相对差值小于设定值时,停止搜索,移动平台到达泄漏位置附近。
2.如权利要求1所述的一种主动搜索定位化学气体泄漏点的方法,其特征在于,当移动平台遇到运动方向前方有障碍物,控制移动平台减速运动或者停车。
3.如权利要求2所述的一种主动搜索定位化学气体泄漏点的方法,其特征在于,监控室人员根据移动平台的当前位置,判断其前方障碍物是否疑似泄漏点所在的化工设施:如是,则遥控移动平台在附近监测,逼近泄漏点;如果判断不是,则遥控移动平台离开障碍物,重新启动搜索流程。
4.如权利要求1所述的一种主动搜索定位化学气体泄漏点的方法,其特征在于,如判断存在多处泄漏点可能性,则遥控移动平台沿风向的垂直方向移动,重新启动搜索流程。
5.一种主动搜索定位化学气体泄漏点的设备,其特征在于,包括传感搜索定位模块和移动平台;
所述传感搜索定位模块包括气体浓度传感器、气象要素传感器、搜索策略计算单元;
气体浓度传感器用于实时获取化学气体的浓度;所述气象要素传感器用于实时获取风向和风速;
搜索策略计算单元用于控制移动平台移动,搜索泄漏点,具体步骤为:
步骤1、当气体浓度传感器实时检测的气体浓度超过设定限值,开始执行步骤2;
步骤2、控制移动平台向上风方向移动一个设定距离,并继续监测气体浓度,与上一个位置的监测浓度进行比较:如果浓度增大,移动平台继续沿同方向运动;如果浓度减小,则停止运动,执行步骤3;
步骤3、在化工设施所在区域平面内任意设定一个二维平面直角坐标系,两个互相垂直的轴为X轴和Y轴;设移动平台当前位置为(x,y);
步骤4、控制移动平台从当前位置分别沿X坐标轴和Y坐标轴正反方向各移动一个设定距离,分别到达位置:(x+Δx,y),(x-Δx,y),(x,y+Δy)和(x,y-Δy);并测量这4个位置的气体浓度C(x+Δx)、C(x-Δx)、C(x,y+Δy)和C(x,y-Δy),然后回到位置(x,y);
步骤5、计算浓度的空间导数:
步骤6、确定浓度的梯度向量g:
步骤7、控制移动平台从当前位置(x,y)出发,沿着梯度向量g的方向移动,并持续不断监测气体浓度;
步骤8、判断气体浓度是否持续增加:如果是,则继续沿同方向移动;如果气体浓度下降,则返回执行步骤4;
其中,如果当前位置的X坐标轴和Y坐标轴正反方向的设定距离处的浓度相对差值小于设定值时,停止搜索,移动平台到达泄漏位置附近。
6.如权利要求5所述的一种主动搜索定位化学气体泄漏点的设备,其特征在于,所述移动平台上安装感应雷达,当感应到前进方向有障碍物,搜索策略计算单元控制移动平台减速或者停车。
7.如权利要求5所述的一种主动搜索定位化学气体泄漏点的设备,其特征在于,搜索策略计算单元带有地图数据,该地图数据包括厂区建筑物和化工设施的布局和几何尺寸和储存化学物质信息等,记录移动平台运动轨迹和对应位置的传感器监测浓度数据,并以无线通信方式持续向监控平台发位置坐标和对应时间、监测气体浓度数据和气象数据信息,在监控平台地图上实时显示。
8.如权利要求5所述的一种主动搜索定位化学气体泄漏点的设备,其特征在于,还包括搜索疑难反馈单元;当搜索过程遇到疑难,则搜索疑难反馈单元向监控平台发送相应的信息,请求人工干预搜索过程。
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