一种基于燃爆指数的安防预测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于燃爆指数的安防预测系统及方法，属于可燃气体的安防技术领域。本发明专利技术以可燃气体的浓度、可燃气体的温度、容器壁的压力值为燃爆指数的安防预测采样对象，对获取的数据按照一定算法进行处理，运用处理后的浓度

【技术实现步骤摘要】
一种基于燃爆指数的安防预测系统及方法
本专利技术涉及可燃气体的安防
，更具体地说，涉及一种基于燃爆指数的安防预测系统及方法。
技术介绍
近年来，随着化工产业的高速发展，由之造成的安全事故问题，也引发了人们的思考。据统计，2017年上半年我国共发生燃气爆炸事故389起(同比增长2.4％)，共造成500余人受伤(同比增长11.1％)、58人死亡(同比增长93.3％)。此外，近年来我国也发生了多起瓦斯爆炸和煤井爆炸事件，造成了重大的人员伤亡和经济损失，引起了社会的重视。此外，还有多起因可燃气体泄露加之操作不当造成的化工厂燃爆事故，产生了很多负面影响、人员的伤亡和经济损失。随着科技的发展和清洁能源要求的不断提高，可燃气体应用范围不断扩大，其在生产、运输、存储、使用过程中，都有可能发生泄漏现象，造成不可估量的财产损失和人员伤亡。所以，可燃气体的安全使用是生产中不可忽视的环节。如何更好地避免此类事故的发生，已成为国内外个人和机构的研究热点。现有关于可燃气体的检测和安防系统还不完善不健全。比如大多数的可燃气体探测器普遍存在离线检测、检测可靠性差、检测精度低等特点，安防系统大部分都是单机的、离线的、各个模块相互独立的，导致处理事故能力低下，且导致可燃气体燃烧的因素包括气体的组成、气体的浓度、可燃混合气体的初始温度、气体的压力及周围环境等多个因素有关，上述因素均导致现有可燃气体的检测和安防系统越来越无法满足可燃气体燃爆的安防要求。经检索，中国专利号ZL201720686377.6，授权公告日为2018年3月7日，专利技术创造名称为：一种天然气输气站场自动巡检机器人；该申请案的一自动导航防爆巡检车，用于按照站场的固定巡检路线定时自动行驶，并实现机器人的整体防爆功能；摄像监控模块，在自动巡检过程中采集现场重要部位仪表的压力、温度、流量参数及状态信号；可燃气体检测模块，用于自动巡检过程中实时检测现场的可燃气体浓度；报警器用于现场可燃气体浓度高于设定值时能够自动发出声音报警；服务器位于巡检车上，实现数据的存储，巡检车的各项功能控制；终端设置在站控室，用于调取、监控现场的实时数据。该申请案能够对天然气输气站场工艺装置区进行定时自动巡检，采集现场的工艺参数，监控现场设备运行状况。但该申请案要求自动巡检机器人一直按照固定巡检路线行驶，进行防爆监测，消耗能源较多，且自动巡检机器人再次巡检某一点也需要一定的时间，也有可能存在巡检死角的问题，仍需进一步完善。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于预防由于可燃气体燃爆所造成的安全事故，提供了一种基于燃爆指数的安防预测系统及方法；本专利技术能及时发现即将出现问题的场所，还能够对可燃气体的浓度、温度、压力进行实时监测，当发现问题时及时预测并告知工作人员，或者系统自身进行紧急处理，从而避免气体泄漏造成的燃爆事故，或者在燃爆发生后找到造成燃爆的主要因素，分析各因素造成的燃爆指数，同时通过安防系统及时告知消防系统和工厂工作人员，从而避免人员的伤亡和减少经济损失。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种基于燃爆指数的安防预测系统，包括浓度传感器模块、温度传感器模块、压力传感器模块、控制器、显示器、算法模块和报警模块，上述部件均与控制器相连，与控制器完成数据交互；其中：浓度传感器的安装位置和高度根据监测的可燃气体的性质来决定，压力传感器置于可燃气体容器壁中间处；控制器控制场地处的消防设备、可燃气体控制阀设备动作；所述的报警模块当可燃气体的浓度、可燃气体的温度、容器壁的压力值不在正常范围内时，进行声光报警；所述的显示器显示浓度传感器、温度传感器和压力传感器实时传送的经算法处理过的数据，和燃爆指数、燃爆位置信息。更进一步地，所述的显示器设置有两个，一个设置在可燃气体容器或化工厂房稳定位置处，一个设置在工厂控制室内；所述的报警模块分为三部分，一部分放置在可燃气体容器或化工厂房稳定位置处，一部分放置在工厂控制室内，一部分与消防系统相连。更进一步地，所述的浓度传感器采用红外线可燃气体浓度传感器，所述的温度传感器采用小型非接触式红外温度传感器，所述的压力传感器采用薄片式压力传感器。本专利技术的一种基于燃爆指数的安防预测方法，以传感器所检测到的可燃气体的浓度、可燃气体的温度和容器壁的压力值作为燃爆指数的安防预测采样对象；设置可燃气体达到燃爆的浓度阈值为Cmin，可燃气体达到燃爆的温度阈值为Qmin，设定正常的容器壁压力范围值为<Pmin,Pmax>，监测传感器所测量可燃气体的浓度、可燃气体的温度和容器壁的压力值是否在设定范围内，来判断是否有燃爆风险，及时预测并告知工作人员，或者系统自身进行紧急处理，从而避免气体泄漏造成的燃爆事故，或者在燃爆发生后找到造成燃爆的主要因素，分析各因素造成的燃爆指数，同时通过安防系统及时告知消防系统和工厂工作人员。更进一步地，对于传感器检测到的数据，使用数理统计的方法检验数据的合理性和剔除异常数据，对于单个传感器，将传感器采集到的数据每10ms分为一组，10ms的数据个数为n，将这组数据按照从大到小排序，找出最大值与最小值，并计算可疑值与其相邻值的差值，得到差值c1，计算最大值与最小值的差值，得到c2，并将c1与c2作商得到r1；在正常情况下对数据测试，根据实际经验，对不同的测试数据，在一定准确性要求的范围下，得到关于r2的数据表；r1的值与在相同数据个数n下查阅r2表中的r2的值进行对比，若是r1＞r2，则说明该可疑值数据异常应舍去，若是r1<r2，则说明该可疑值数据合理应保留。更进一步地，对于传感器所测量可燃气体的浓度，以公式：其中：Ci表示第i个浓度值；n表示10ms内数据的个数；求得每个传感器10ms内的可燃气体浓度更进一步地，对于传感器所测量可燃气体的温度，以公式：其中：Q1、Q2…Qn表示第1、2...n个可燃气体的温度值；n表示10ms内数据的个数；求得每个传感器10ms内的可燃气体温度更进一步地，对于传感器所测量容器壁的压力值，以公式：其中：P1、P2…Pn表示第1、2...n个容器壁的压力值；n表示10ms内数据的个数；求得每个传感器10ms内的容器壁的压力值更进一步地，当传感器所测取可燃气体的浓度出现异常时，即时，说明可燃气体泄露严重，极易发生燃爆事故；当获取到的温度高于燃爆时温度的阈值，即时，说明可燃气体发生燃爆的温度要求已经达到，极易会发生燃爆；当获取到的压力异常，即当压力升高时，超过了所述合理的范围，极易发生燃爆；当压力降低时，低于所述范围，说明气体发生泄漏事故。更进一步地，以为燃爆的影响因素，设定其中：y为燃爆值；f(x)为正相关函数；为处理好的每个传感器10ms内的浓度、温度、压力数据；f(x)不仅分别与正相关，还与三者的融合正相关；可燃气体在不同的环境下，设定正相关函数f(x)有不同的表达方式；通过模拟测试得到燃爆的阈值通过分别对每个容器的可燃气体的燃爆值y1、y2…yn与模拟测试得到燃爆值的阈值进行比就能够及时准确的找到燃爆的可燃气体的容器所在的位置，或者将要发生燃爆的容器的位置。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于燃爆指数的安防预测系统，其特征在于：包括浓度传感器模块、温度传感器模块、压力传感器模块、控制器、显示器、算法模块和报警模块，上述部件均与控制器相连，与控制器完成数据交互；其中：浓度传感器的安装位置和高度根据监测的可燃气体的性质来决定，压力传感器置于可燃气体容器壁中间处；控制器控制场地处的消防设备、可燃气体控制阀设备动作；所述的报警模块当可燃气体的浓度、可燃气体的温度、容器壁的压力值不在正常范围内时，进行声光报警；所述的显示器显示浓度传感器、温度传感器和压力传感器实时传送的经算法处理过的数据，和燃爆指数、燃爆位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于燃爆指数的安防预测系统，其特征在于：包括浓度传感器模块、温度传感器模块、压力传感器模块、控制器、显示器、算法模块和报警模块，上述部件均与控制器相连，与控制器完成数据交互；其中：浓度传感器的安装位置和高度根据监测的可燃气体的性质来决定，压力传感器置于可燃气体容器壁中间处；控制器控制场地处的消防设备、可燃气体控制阀设备动作；所述的报警模块当可燃气体的浓度、可燃气体的温度、容器壁的压力值不在正常范围内时，进行声光报警；所述的显示器显示浓度传感器、温度传感器和压力传感器实时传送的经算法处理过的数据，和燃爆指数、燃爆位置信息。2.根据权利要求1所述的一种基于燃爆指数的安防预测系统，其特征在于：所述的显示器设置有两个，一个设置在可燃气体容器或化工厂房稳定位置处，一个设置在工厂控制室内；所述的报警模块分为三部分，一部分放置在可燃气体容器或化工厂房稳定位置处，一部分放置在工厂控制室内，一部分与消防系统相连。3.根据权利要求2所述的一种基于燃爆指数的安防预测系统，其特征在于：所述的浓度传感器采用红外线可燃气体浓度传感器，所述的温度传感器采用小型非接触式红外温度传感器，所述的压力传感器采用薄片式压力传感器。4.利用权利要求3所述的基于燃爆指数的安防预测系统进行安防预测的方法，其特征在于：以传感器所检测到的可燃气体的浓度、可燃气体的温度和容器壁的压力值作为燃爆指数的安防预测采样对象；设置可燃气体达到燃爆的浓度阈值为Cmin，可燃气体达到燃爆的温度阈值为Qmin，设定正常的容器壁压力范围值为<Pmin,Pmax>，监测传感器所测量可燃气体的浓度、可燃气体的温度和容器壁的压力值是否在设定范围内，来判断是否有燃爆风险，及时预测并告知工作人员，或者系统自身进行紧急处理，从而避免气体泄漏造成的燃爆事故，或者在燃爆发生后找到造成燃爆的主要因素，分析各因素造成的燃爆指数，同时通过安防系统及时告知消防系统和工厂工作人员。5.根据权利要求4所述的一种基于燃爆指数的安防预测方法，其特征在于：对于传感器检测到的数据，使用数理统计的方法检验数据的合理性和剔除异常数据，对于单个传感器，将传感器采集到的数据每10ms分为一组，10ms的数据个数为n，将这组数据按照从大到小排序，找出最大值与最小值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍铭，闫成忍，许鹏，李倩倩，徐龙淞，
申请(专利权)人：马鞍山九天智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34