[发明专利]利用移动传感器定位化学气体泄漏点的方法和设备

权利要求书

1.一种定位化学气体泄漏点的方法，其特征在于，包括如下步骤：

在化工设施所在区域确定可能的泄漏点；采用化学气体浓度传感器和气象要素传感器同时在区域内不断移动，每到达一个设定的采集点后，获取此时的气体浓度和气象数据；当气体浓度超过设定值时，启动报警，同时控制化学气体浓度传感器和气象要素传感器继续向其它采集点移动，每到达一个采集点后，采集该位置的气体浓度和气象数据，至少采集8个采集点后，根据每个气体浓度采集点的位置p_i、三轴风速(u,v,w)以及三轴方向的气体扩散系数(K_x,K_y,K_z)，求解以下气体扩散伴随方程，得到扩散影响系数Φ：

其中，建立以化学气体区域内竖直向上为z轴，平行于水平面的两个任意互相垂直方向为x轴和y轴的三维直角坐标系，三轴风速(u,v,w)即为x,y,z轴的风速；Φ为一个矩阵，其中每个元素Φ_ij表示采集点i和泄漏点j之间的扩散影响系数；

将获得的各个采集点的气体浓度数据形成一个向量：C＝(C₁,C₂,...,C_N)，其中N为气体浓度采集点数目；

利用扩散影响系数Φ，对于第j个可能的泄漏点，计算其在各个气体浓度采集点处所造成的浓度值QΦ_ij，则所有气体浓度采集点的浓度形成一个新的向量：C′_j＝(QΦ_1j,QΦ_2j,QΦ_3j...QΦ_Nj)；其中Q表示各可能泄漏点的源强，取值为1；

针对每个可能的泄漏点对应的向量C′_j，获得其与向量C的相关系数；遍历所有可能的泄漏点对应的向量，则最大相关系数对应的可能泄漏点即为概率最大的泄漏点。

2.一种定位化学气体泄漏点的设备，其特征在于，包括移动平台、移动传感模块和后台计算定位模块；

所述移动平台用于带动移动传感模块在化学气体区域中移动，并到达各设定的采集点；

所述移动传感模块包括化学气体浓度传感器、气象要素传感器和无线数据发送装置；气象要素传感器用于实时获取气象数据；气体浓度传感器用于实时获取设定气体的浓度；当浓度超过设定值，启动报警功能，并继续向其它采集点移动；每到达一个采集点，通过无线数据发送装置向后台计算定位模块传输当前采集点的气体浓度和气象数据；

所述后台计算定位模块接收到至少8个采集点的气体浓度和气象数据后，开始进行泄漏点定位的解算，具体为：

根据每个气体浓度采集点的位置p_i、三轴风速(u,v,w)以及三轴方向的气体扩散系数(K_x,K_y,K_z)，求解以下气体扩散伴随方程，得到气体扩散影响系数Φ：

其中，建立以化学气体区域内竖直向上为z轴，平行于水平面的两个任意互相垂直方向为x轴和y轴的三维直角坐标系，三轴风速(u,v,w)即为x,y,z轴的风速；Φ为一个矩阵，其中每个元素Φ_ij表示采集点i和泄漏点j之间的扩散影响系数；

将获得的各个采集点的气体浓度数据形成一个向量：C＝(C₁,C₂,...,C_N)，其中N为气体浓度采集点数目；

利用扩散影响系数Φ，对于第j个可能的泄漏点，计算其在各个气体浓度采集点处所造成的浓度值QΦ_ij，则所有气体浓度采集点的浓度形成一个新的向量：C′_j＝(QΦ_1j,QΦ_2j,QΦ_3j...QΦ_Nj)；其中Q表示各可能泄漏点的源强，取值为1；

针对每个可能的泄漏点对应的向量C′_j，获得其与向量C的相关系数；遍历所有可能的泄漏点对应的向量，则最大相关系数对应的可能泄漏点即为概率最大的泄漏点。

3.如权利要求2所述的一种定位化学气体泄漏点的设备，其特征在于，所述移动平台为围绕化学气体区域的闭合的轨道。