[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

说明书

本发明公开了一种利用移动传感器定位化学气体泄漏点的方法和设备，应用伴随方法，快速计算气体扩散影响系数分布，为泄漏点定位提供定量依据；利用气体扩散影响系数分布信息，应用基于相关系数的最优拟合算法，对泄漏点进行定位计算；该方法和设备综合利用了化学气体浓度传感器和气象传感器的信息，应用了气体扩散的物理规律，巧妙运用伴随方法和相关系数拟合算法提高计算效率，整体上提升了泄漏点定位精度和定位速度；将传感器监测数据、气象数据、气体扩散规律相结合，提高气体泄漏点定位效率；通过定位算法缩小搜索范围，减少人员现场排查时间，降低安全风险。

技术领域

本发明属于化学工业安全技术领域，具体涉及一种利用移动传感器定位化学气体泄漏点 的方法和设备。

背景技术

化学气体泄漏定位是化学工业安全隐患排查和风险防范的一项重要技术。常用的泄漏定 位方法如LDAR方法，是利用监测仪器对化学储存设施或传输管线进行逐点巡查，寻找泄漏点， 该方法费时费力，对于大规模的化工园区，很难经常实施。另一种方法是安装气体传感器， 当检测到空气中的泄漏气体，便引发报警，提示安全人员进行现场排查。由于费用和技术工 艺等原因，传感器的分布密度不能够无限增大，而泄漏点与传感器往往并不重合，根据报警 信息进行泄漏定位依然费时费力，且随着排查耗时的增加，对现场人员的危险性也在增加。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种利用移动传感器定位化学气体泄漏点的方法和设备， 以提高泄漏点排查的自动化水平和精准定位的能力。

一种定位化学气体泄漏点的方法，包括如下步骤：

步骤1、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。

一种定位化学气体泄漏点的设备，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；