一种气液两相混合可燃物动态智能监测系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种气液两相混合可燃物动态智能监测系统及其方法，解决了气液两相混合可燃物质爆炸危险参数动态监测和预警问题。以气液两相混合可燃物浓度监测设备为技术基础，通过对气液混合可燃物浓度及环境参数的监测、数据转换、数据传输、数据计算，得到相应数据。通过对监测得到的温度参数的判断，确定动态阈值计算方法，实时计算对应阈值，智能判断预警系统动作条件。依靠数据可视化技术对计算处理所得数据进行可视化展示，为现场作业生产和监控场所安全监控提供数据可视化安全信息。解决预警系统的误报和失效，准确对危险情况发出警报，为生产、运输、储存安全提供保障。

【技术实现步骤摘要】
一种气液两相混合可燃物动态智能监测系统及其方法
本专利技术涉及
，尤其涉及一种气液两相混合可燃物动态智能监测系统及其方法。
技术介绍
在危险化学品的生产、运输、储存过程中，可能发生气体、液体的泄漏情况，在空间中形成高浓度气液混合可燃物云团，云团内包括可燃气体、可燃雾滴、空气，在气液混合可燃物达到一定浓度后，该云团遇刺激源易发生爆炸，在可燃液体雾滴的高密度分布和气体的易爆性质共同作用下发生体积爆炸，爆炸具有能量高、范围广、超压持续时间长的特点，会给物质和人员造成巨大的损害。因此需对气液混合可燃物浓度进行监测保证空间内气液混合可燃物浓度小于爆炸临界浓度，消除安全隐患。现有监测技术对气液两相混合爆炸物的监测处于非常基础和模糊的阶段，尤其是其爆炸下限的判断仅限于文献资料中提供的单一物质的固定值，没有对动态的混合物爆炸预警阈值进行判定，这就造成了预警判断失真，造成预警系统的误报和失效。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中的缺陷，提供了一种气液两相混合可燃物动态智能监测系统及其方法，解决了气液两相混合爆炸物浓度准确监测、预警的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种气液两相混合可燃物动态智能监测系统，其改进之处在于：所述系统包括：监测模块、数据转换模块、数据处理模块、数据可视化模块、供电模块和声光报警模块；所述监测模块实时采集混合可燃气体浓度、液体雾滴浓度和环境参数，通过所述数据转换模块进行模数转换后传输到所述数据处理模块进行计算，数据结果经过所述数据可视化模块进行显示，同时所述数据结果与设定值比较，从而判定所述声光报警模块是否报警；所述供电模块为所述监测模块、所述数据转换模块、所述数据可视化模块和所述声光报警模块供电。优选的：所述监测模块包括混合可燃气体浓度监测模块、液体雾滴浓度监测模块和环境参数监测模块；所述混合可燃气体浓度监测模块，用于实时采集可燃气体浓度值，并计算得到混合可燃气体浓度值；所述混合可燃气体浓度监测模块个数与混合可燃气体种数匹配；所述液体雾滴浓度监测模块，用于将实时采集的液体雾滴浓度输出；所述环境参数监测模块，用于监测温度并输出，温度监测范围-30℃～70℃。较优选的：所述数据转换模块用于将所述监测模块输出的数据进行模数转换，得到数字量Nt，数字量范围为819-4095，数值大小与模拟量呈线性对应关系；所述数据转换模块与计算机通讯协议采用标准MODBUS协议。对应的，本专利技术提出一种气液两相混合可燃物动态智能监测方法，其改进之处在于：包括上述的系统外，进行监测方法包括如下步骤：(1)监测模块实时采集混合可燃气体浓度、液体雾滴浓度和环境参数；(2)数据转换模块将所述采集混合可燃气体浓度、液体雾滴浓度和环境参数的模拟信号转换为数字量Nt；(3)数据处理模块进行计算，得到气液两相混合可燃物浓度与爆炸极限的比值、混合可燃气体浓度值百分比、液体雾滴浓度值，通过数据可视化模块显示；(4)所述数据处理模块分别将所述气液两相混合可燃物浓度与爆炸极限的比值、混合可燃气体浓度值百分比、液体雾滴浓度值与设定值比较，超出设定值时，对声光报警模块发出信号进行报警。优选的：步骤(3)计算混合可燃气体浓度值百分比，包括依次计算出n种可燃气体的浓度百分比，包括：计算第i种可燃气体浓度值：式中，fi为第i种可燃气体浓度值，i∈[1,n]；Nti为采集到的第i种气体的浓度值；Li为第i种气体的爆炸下限，单位为％VOL；计算第i种可燃气体浓度值百分比：式中，mi为第i种可燃气体浓度值百分比。较优选的：计算所述液体雾滴浓度值，包括：式中，Ntk为液体雾滴浓度监测模块第k个通道采集得到的数字量；Ls为液体雾滴爆炸极限。较优选的：计算所述气液两相混合可燃物浓度与爆炸极限的比值的步骤包括：计算所述n种可燃气体的标定参数：式中，aif为第i种可燃气体对混合可燃气体浓度监测模块j的标定参数；为第i种可燃气体对混合可燃气体浓度监测模块j的标定数值；为可燃气体i对混合可燃气体浓度监测模块i的标定数值；计算气液两相混合可燃物浓度：0≦z<1式中，z为气液两相混合可燃物浓度值，单位为％VOL；n为可燃气体种数；计算第i种可燃气体组分比例：0≦pi<1式中，pi为第i种可燃气体组分比例；计算第i种可燃气体浓度：ri＝pi·z·ρi式中，ri为第i种可燃气体浓度；ρi为第i种可燃气体的密度；计算气液两相混合物浓度：式中，q为气液两相混合物浓度；计算第i种可燃气体的浓度占混合可燃物的百分比和液体雾滴占混合可燃物的百分比：0≦ui<1式中，ui为第i种可燃气体的浓度占混合可燃物的百分比；un+1为液体雾滴占混合可燃物的百分比；计算可燃气体动态阈值：式中，y为气液两相混合可燃物的动态阈值；Lgi为第i种可燃气体的爆炸下限；Ls为液体雾滴爆炸下限；计算气液两相混合可燃物浓度与爆炸极限的比值：0≦w<1式中，w为气液两相混合可燃物浓度与爆炸极限的比值。较优选的：所述环境参数包括温度；所述数据处理模块计算温度值的公式为：式中，t为温度值；Nt为环境参数监测模块实时采集的温度值数字量。较优选的：根据不同温度，计算不同温度下的动态阈值，为：式中，y为气液两相混合可燃物的动态阈值。较优选的：所述声光报警模块包括USB继电器和蜂鸣器；步骤(4)所述超出设定值时，对声光报警模块发出信号进行报警，包括：当所述气液两相混合可燃物浓度与爆炸极限的比值w、液体雾滴浓度值s和第i种可燃气体浓度值百分比mi均不超过25％时，所述USB继电器闭合；当所述气液两相混合可燃物浓度与爆炸极限的比值w、液体雾滴浓度值s、第i种可燃气体浓度值百分比mi任意一个百分比数大于25％，同时所述气液两相混合可燃物浓度与爆炸极限的比值w、液体雾滴浓度值s和第i种可燃气体浓度值百分比mi均小于50％时，所述USB继电器打开，报警次数加1，同时所述数据可视化模块界面显示报警次数，并进行红色闪烁；当所述气液两相混合可燃物浓度与爆炸极限的比值w、液体雾滴浓度值s、第i种可燃气体浓度值百分比mi任意一个百分比数大于50％时，所述USB继电器打开，所述蜂鸣器报警，所述数据可视化模块界面显示“WARNING”。实施本专利技术的，具有以下有益效果：解决了气液两相混合物爆炸准确监测预警技术问题，准确对危险情况发出警报，为生产、运输、储存安全提供保障。针对监测混合物质性质的不同，进行处理计算，对数据准确性进行优化，得到动态阈值，解决了当前监测技术中阈值无法根据物质配比及环境参数进行实时变化的技术缺陷，改善了监测技术中预警误报、失效的情况。附图说明图1是本专利技术提出的气液两相混合可燃物动态智能监测系统示意图；图2是本专利技术的流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施例提供一种气液两相混合可燃物动态智能监测系统，示意图如图1所示，所述系统包括：监测模块、数据转换模块、数据处理模块、数据可视化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气液两相混合可燃物动态智能监测系统，其特征在于：所述系统包括：监测模块、数据转换模块、数据处理模块、数据可视化模块、供电模块和声光报警模块；所述监测模块实时采集混合可燃气体浓度、液体雾滴浓度和环境参数，通过所述数据转换模块进行模数转换后传输到所述数据处理模块进行计算，数据结果经过所述数据可视化模块进行显示，同时所述数据结果与设定值比较，从而判定所述声光报警模块是否报警；所述供电模块为所述监测模块、所述数据转换模块、所述数据处理模块、所述数据可视化模块和所述声光报警模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种气液两相混合可燃物动态智能监测系统，其特征在于：所述系统包括：监测模块、数据转换模块、数据处理模块、数据可视化模块、供电模块和声光报警模块；所述监测模块实时采集混合可燃气体浓度、液体雾滴浓度和环境参数，通过所述数据转换模块进行模数转换后传输到所述数据处理模块进行计算，数据结果经过所述数据可视化模块进行显示，同时所述数据结果与设定值比较，从而判定所述声光报警模块是否报警；所述供电模块为所述监测模块、所述数据转换模块、所述数据处理模块、所述数据可视化模块和所述声光报警模块供电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述监测模块包括混合可燃气体浓度监测模块、液体雾滴浓度监测模块和环境参数监测模块；所述混合可燃气体浓度监测模块，用于实时采集可燃气体浓度值，并计算得到混合可燃气体浓度值；所述混合可燃气体浓度监测模块个数与混合可燃气体种数匹配；所述液体雾滴浓度监测模块，用于将实时采集的液体雾滴浓度输出；所述环境参数监测模块，用于监测温度并输出，温度监测范围-30℃～70℃。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述数据转换模块用于将所述监测模块输出的数据进行模数转换，得到数字量Nt，数字量范围为819-4095，数值大小与模拟量呈线性对应关系；所述数据转换模块与计算机通讯协议采用标准MODBUS协议。4.一种气液两相混合可燃物动态智能监测方法，其特征在于：包括如权利要求1-3任一项所述的系统，进行监测方法包括如下步骤：(1)监测模块实时采集混合可燃气体浓度、液体雾滴浓度和环境参数；(2)数据转换模块将所述采集混合可燃气体浓度、液体雾滴浓度和环境参数的模拟信号转换为数字量Nt；(3)数据处理模块进行计算，得到气液两相混合可燃物浓度与爆炸极限的比值、混合可燃气体浓度值百分比、液体雾滴浓度值，通过数据可视化模块显示；(4)所述数据处理模块分别将所述气液两相混合可燃物浓度与爆炸极限的比值、混合可燃气体浓度值百分比、液体雾滴浓度值与设定值比较，超出设定值时，对声光报警模块发出信号进行报警。5.根据权利要求4所述的监测方法，其特征在于：步骤(3)计算混合可燃气体浓度值百分比，包括依次计算出n种可燃气体的浓度百分比，包括：计算第i种可燃气体浓度值：式中，fi为第i种可燃气体浓度值，i∈[1,n]；Nti为采集到的第i种气体的浓度值；Li为第i种气体的爆炸下限，单位为％VOL；计算第i种可燃气体浓度值百分比：式中，mi为第i种可燃气体浓度值百分比。6.根据权利要求5所述的监测方法，其特征在于：计算所述液体雾滴浓度值，包括：式中，Ntk为液体雾滴浓度监测模块第k个通道采集得到的数字量；Ls为液体雾滴...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙凯，韩志忠，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11