一种加氢站安全监控系统及监控方法技术方案

本发明专利技术涉及加氢站安全技术领域，具体涉及一种加氢站安全监控系统及监控方法。设置检测摄像头获取加氢站加氢终端机所在范围内的图像，从提取的图像中分析出操作员的姿态，确定是否操作规范；监控中心将气压数据、温度数据和获取的红外光强度数据发送至分析云端，分析云端根据气压数据、温度数据和红外光强度分析氢气的浓度，并将浓度反馈至监控中心；监控中心根据氢气浓度的检测结果控制排风扇的转速。使用加氢站所加氢气为天然气制氢所得氢气，使用其他气体代替检测氢气，解决了红外光无法检测氢气的问题。检测温度和气压，并对检测的结果进行修正，避免了由于温度和压强导致的检测传感器数据漂移的问题。传感器数据漂移的问题。传感器数据漂移的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种加氢站安全监控系统及监控方法


[0001]本专利技术涉及加氢站安全
，具体涉及一种加氢站安全监控系统及监控方法。

技术介绍

[0002]加氢站的安全性对于使用氢能源的车辆和周围居民都非常重要。由于氢气具有高度的可燃性和爆炸性，因此如果加氢站发生火灾或爆炸，可能会对人员和财产造成巨大的损失。因此，加氢站应该采取一系列措施来确保其安全性。当前加氢站主要从以下几个当面提高安全性：
[0003]加氢站须符合各种国家和地区的法规标准，并且必须经过定期检查和维护，以确保其设备和系统的正常运行。在加氢站周围须设置防止火灾和爆炸的设施，例如灭火器、消防栓、喷淋系统等；加氢站应该采用高效的氢气泄漏检测和处理技术，以在氢气泄漏时及时发现并采取措施；最后，加氢站也需要加强员工的培训和教育，从而保护使用氢能源的车辆和周围居民免受潜在的危害。
[0004]关于氢气检测技术，由于氢气在红外波段没有明显的吸收峰，因此当前几乎无法使用红外光技术检测氢气。而传统的氢气传感器又只能检测一个极小范围内的氢气浓度，基于此，如何更好的检测氢气的浓度是需要解决的重要技术问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种加氢站安全监控系统，包括监控中心，监控中心连接视频检测模块、气体浓度检测模块、设备状态检测模块和排风控制模块；
[0006]视频检测模块连接检测摄像头，气体浓度模块连接红外发射器和红外传感器；设备状态检测模块连接气压传感器和温度传感器排风控制模块连接排风扇；
[0007]检测摄像头、红外发射器、红外传感器、气压传感器、温度传感器和排风扇的数量都为多个，两个检测摄像头、一个红外发射器、一个红外传感器、一个气压传感器、一个温度传感器和一个排风扇为一套，每个加氢终端机安装一套；
[0008]检测摄像头获取加氢站加氢终端机所在范围内的图像，从提取的图像中分析出操作员的姿态，确定是否操作规范；
[0009]红外发射器发射特定波长的红外光，经过多次反射后被红外传感器接收，气体浓度检测模块将红外传感器接收的红外光强度发送至监控中心；
[0010]气压传感器和温度传感器检测加氢终端机所在位置的气压和温度，并将温度和气压数据发送至设备状态检测模块；设备状态检测模块将温度和气压数据发送至监控中心；
[0011]监控中心将气压数据、温度数据和获取的红外光强度数据发送至分析云端，分析云端根据气压数据、温度数据和红外光强度分析氢气的浓度，并将浓度反馈至监控中心；
[0012]监控中心根据氢气浓度的检测结果控制排风扇的转速。
[0013]红外发射器和红外传感器位于加氢终端机的同侧的第一反光板上，另一侧设置第
二反光板；红外发射器发出的红外光被第二反光板和第一反光板多次反射后被红外传感器接收；
[0014]红外发射器发射红外激光，红外传感器的接收面积远大于红外发射器发出红外激光的扩散面积，使得当第一反光板和第二反光板之间反射的红外激光的反射次数在10
‑
20次之间时都能够被红外传感器完整接收。
[0015]每组检测摄像头的数量为两个且分别位于加氢终端机的两侧；每一个检测摄像头的检测范围覆盖其对侧的反光板，从而使得检测摄像头能够对红外激光在第一反光板和第二反光板上的反射光斑进行成像。
[0016]红外发射器和红外接收器的高度相同，且高于加氢终端机的顶部，保证加氢终端机和周围活动的人不会对红外发射器发出的激光造车遮挡，同时保证红外光不会对周围的人造成影响。
[0017]加氢站所加氢气为天然气制氢所得氢气，氢气产品内含有少量的CH4和SO2，且氢气中的CH4和SO2浓度已知；红外发射器发出的激光的波长为1.6μm和4μm，分别对应CH4和SO2的红外吸收峰；
[0018]检测摄像头的响应波长覆盖1.6μm和4μm，使得检测摄像机能够检测到反光板上的反射光斑。
[0019]一种加氢站安全监控方法，使用所述的加氢站安全监控系统，包括如下步骤：
[0020]步骤A、视频检测模块连接检测摄像头，检测摄像头获取加氢站加氢终端机所在范围内的图像，从提取的图像中分析出操作员的姿态，确定是否操作规范；当视频检测模块发现操作员操作不规范，则控制发声单元发出提示音，提醒操作员注意安全；
[0021]步骤B、红外发射器发射特定波长的红外光，红外光的种类为红外激光，红外激光经过多次反射后被红外传感器接收，气体浓度检测模块将红外传感器接收的红外光强度发送至监控中心；
[0022]两个检测摄像头实时获取两个反光板上的图像，并从中提取出反射光斑的数量M，检测摄像头将反射光斑的数量发送至监控中心；
[0023]步骤C、气压传感器和温度传感器检测加氢终端机所在位置的气压和温度，并将温度和气压数据发送至设备状态检测模块；设备状态检测模块将温度T和气压P数据发送至监控中心；
[0024]步骤D、监控中心将气压数据、温度数据、反射光斑的数量M、获取的红外光强度数据发送至分析云端，分析云端根据气压数据、温度数据和红外光强度分析氢气的浓度，并将浓度反馈至监控中心；
[0025]步骤E、监控中心根据氢气浓度的检测结果控制排风扇的转速。
[0026]步骤A中视频检测模块从检测摄像头获取的图像中进行背景扣除，并从扣除背景后的提取操作员图像和加氢枪接口图像；
[0027]视频检测模块利用图像相似算法获取操作员图像和加氢枪接口图像，并计算操作员两个手的位置坐标和加氢枪接口坐标；视频检测模块获取加氢枪接口的漏出面积占据整个加氢枪面积的比例；
[0028]视频检测模块根据操作员两个手的位置坐标和加氢枪接口坐标计算出两个手相距加氢枪接口的距离，并判断距离是否符合阈值范围；同时视频检测模加氢枪接口的漏出
面积占据整个加氢枪面积的比例是否符合阈值范围；
[0029]如果都符合阈值范围，则判断操作员操作规范，如果有一项不符合阈值范围，则认定操作员操作不规范。
[0030]步骤B中红外传感器接收的红外光强度包括1.6μm的强度和4μm的强度；其中1.6μm的强度I1对应CH4的吸收峰，4μm的强度I2对应SO2的吸收峰；
[0031]反射光斑的数量从两个检测摄像头中确定位置中进行图像提取获得，数量为M，两个反射板之间的距离为L，则表明光的传播路径为(M+1)
·
L。
[0032]氢气的浓度C计算方法如下：
[0033]C＝k1·
lg[(I1/2I
10
+I2/2I
20
)
·
(M+1)
·
(L/L0)]；
[0034]其中k1为系数项，单位是mol/L，I
10
是预设的CH4标准接收强度，I
20
是预设的SO2标准接收强度，L0是预设的标准总光程；
[0035]由于温度T和气压P影响传感器的精度，使得传感器的检测数据产生漂移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加氢站安全监控系统，包括监控中心，监控中心连接视频检测模块、气体浓度检测模块、设备状态检测模块和排风控制模块；其特征在于：视频检测模块连接检测摄像头，气体浓度模块连接红外发射器和红外传感器；设备状态检测模块连接气压传感器和温度传感器排风控制模块连接排风扇；检测摄像头、红外发射器、红外传感器、气压传感器、温度传感器和排风扇的数量都为多个，两个检测摄像头、一个红外发射器、一个红外传感器、一个气压传感器、一个温度传感器和一个排风扇为一套，每个加氢终端机安装一套；检测摄像头获取加氢站加氢终端机所在范围内的图像，从提取的图像中分析出操作员的姿态，确定是否操作规范；红外发射器发射特定波长的红外光，经过多次反射后被红外传感器接收，气体浓度检测模块将红外传感器接收的红外光强度发送至监控中心；气压传感器和温度传感器检测加氢终端机所在位置的气压和温度，并将温度和气压数据发送至设备状态检测模块；设备状态检测模块将温度和气压数据发送至监控中心；监控中心将气压数据、温度数据和获取的红外光强度数据发送至分析云端，分析云端根据气压数据、温度数据和红外光强度分析氢气的浓度，并将浓度反馈至监控中心；监控中心根据氢气浓度的检测结果控制排风扇的转速。2.根据权利要求1所述的加氢站安全监控系统，其特征在于：红外发射器和红外传感器位于加氢终端机的同侧的第一反光板上，另一侧设置第二反光板；红外发射器发出的红外光被第二反光板和第一反光板多次反射后被红外传感器接收；红外发射器发射红外激光，红外传感器的接收面积远大于红外发射器发出红外激光的扩散面积，使得当第一反光板和第二反光板之间反射的红外激光的反射次数在10
‑
20次之间时都能够被红外传感器完整接收。3.根据权利要求2所述的加氢站安全监控系统，其特征在于：每组检测摄像头的数量为两个且分别位于加氢终端机的两侧；每一个检测摄像头的检测范围覆盖其对侧的反光板，从而使得检测摄像头能够对红外激光在第一反光板和第二反光板上的反射光斑进行成像。4.根据权利要求3所述的加氢站安全监控系统，其特征在于：红外发射器和红外接收器的高度相同，且高于加氢终端机的顶部，保证加氢终端机和周围活动的人不会对红外发射器发出的激光造车遮挡，同时保证红外光不会对周围的人造成影响。5.根据权利要求4所述的加氢站安全监控系统，其特征在于：加氢站所加氢气为天然气制氢所得氢气，氢气产品内含有少量的CH4和SO2，且氢气中的CH4和SO2浓度已知；红外发射器发出的激光的波长为1.6μm和4μm，分别对应CH4和SO2的红外吸收峰；检测摄像头的响应波长覆盖1.6μm和4μm，使得检测摄像机能够检测到反光板上的反射光斑。6.一种加氢站安全监控方法，使用权利要求5所述的加氢站安全监控系统，其特征在于包括如下步骤：
步骤A、视频检测模块连接检测摄像头，检测摄像头获取加氢站加氢终端机所在范围内的图像，从提取的图像中分析出操作员的姿态，确定是否操作规范；当视频检测模块发现操作员操作不规范，则控制发声单元发出提示音，提醒操作员注意安全；步骤B、红外发射器发射特定波长的红外光，红外光的种类为红外激光，红外激光经过多次反射后被红外传感器接收，气体浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄浩然，李新中，刘冬梅，杨宇昕，
申请(专利权)人：芜湖朗卓新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：