一种粮仓磷化氢泄漏监测方法及装置与流程

1.本发明涉及安全监测领域，尤其涉及危险气体监测领域，具体是一种粮仓磷化氢泄漏监测方法及装置。


背景技术：

2.粮食关系民生，在现有技术条件下为了保护仓库内包括成品粮、原粮、油料、薯干、种子粮等粮食的安全性，避免虫害发生，需要采取杀虫措施，其中在密封条件下，在粮堆中投埋一定量的磷化铝药品，使磷化物其它吸收粮堆空隙与粮食中的水分，产生化学反应，释放剧毒气体磷化氢，以达到杀死粮堆中的各种害虫与虫卵的效果。其中的磷化氢是一种无机化合物，化学式为ph3，是一种无色、剧毒、易燃的气体。纯净的磷化氢气体是无色无味的，但在金属磷化物产生磷化氢气体时常带有乙炔味或者大蒜味或者腐鱼味。如果遇到痕量其他磷的氢化物如乙磷化氢，会引起自燃。磷化氢为人体吸收相当快的剧毒气体，主要由呼吸道吸入中毒。空气中浓度若达到1390毫克/立方米时可致人死亡。磷化氢吸收后，除对呼吸道及胃肠道有局部刺激及腐蚀作用外，很快经过血液分布到肝、肾、脾等处，一小时后可遍及全身。因此工业上采用的非常严格的监控手段来进对磷化氢进行监控，以防止其泄漏或超出应有的扩散范围。当遇水或吸湿后即可潮解，放出毒性剧烈的磷化氢气体。因此粮仓熏蒸时必须要安装磷化氢气体监测仪。现有技术中使用的磷化氢监测仪器，监测环境中磷化氢的浓度，用磷化氢监测仪监测环境中磷化氢浓度达标后再进行作业。
3.磷化氢监测仪有的测熏蒸过程中的浓度，一般选择量程是0-2000ppm，另一种是测熏蒸后的残余浓度，量程一般选择0-20ppm。测熏蒸过程的时候通过采样点监测，测残余时则随身携带监测。磷化氢气体监测仪实时监测粮仓中的浓度，当浓度超过我们设置的报警值时，就会发出声光报警功能，及时提醒作业人员做好防护措施，联动电磁阀、排风扇等设备。但是现有技术只能粗略测算仪器附近的磷化氢气体状态，而不能实时监测粮仓内整体的环境情况，无法为大规模作业展开前瞻性的数据反馈。而点测量无法覆盖粮仓内的其他位置，尤其是在粮仓出现破损时面临的磷化氢泄漏问题。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术中的不足，提供了一种粮仓磷化氢泄漏监测方法，通过内循环监测系统监测粮仓内部磷化氢气体的浓度及内循环流量，结合外部温感系统进行辅助监测，对粮仓内的磷化氢浓度及浓度梯度变化状态进行实时监控。
5.优选的，包括监测方法，通过监测粮仓内部管路铺设的采样点进行即时对比，启动对比进气扇，打开对比采集阀，测得设定压力后关闭对比采集阀，关停对比进气扇，对比腔内反消器喷洒反应溶液将对比腔内磷化氢气体进行反应消除，光谱分析仪对反应消除后的对比腔内光谱进行记录；打开近端进气扇，打开近端进气阀，测得设定压力后关闭近端进气阀，关停近端进气扇，测量腔内反消器喷洒同前步等体积蒸馏水，光谱分析仪对反应消除后的测量腔内光
谱进行记录；记录完成后启动排放管排出测量腔内的部分气体及溶液；启动对比进气扇反转，打开对比采集阀，将对比腔内的气体和溶液进行排出；打开远端进气扇，打开远端进气阀，测得设定压力后关闭远端进气阀，关停远端进气扇，测量腔内反消器喷洒同前步等体积蒸馏水，光谱分析仪对反应消除后的测量腔内光谱进行记录；记录完成后启动排放管排出测量腔内的部分气体及溶液；通过对比计算消耗后差值，分别记录近端及远端采样管口处的磷化氢气体浓度状态。
6.优选的，第一轮采样后记录为sp1，第二轮同样采样后记录为sp2变化差值为i= sp2
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sp1，通过n轮差值统计对i的变化值进行变化量及变化率分析，当i的变化值增加超过设定量，则对磷化氢释放速率进行调整，当i的变化值减少超过设定量则对比磷化氢释放装置的释放量，并启动外部监测单元。
7.优选的，通过驱动监测平台环绕轨道架运动，红外雷达通过对粮仓外部红外特征变化进行取样，在监测平台位于l1点时的对粮仓外表面点a取样与监测平台位于l2点时的对点a的取样状态进行差值对比，将测温传感器测量的历史环境温度状进行读取，并与红外雷达的记录进行对比，监测磷化氢在粮仓外部表面的散逸情况。
8.一种基于所述的粮仓磷化氢泄漏监测方法的监测装置，包括内部监测单元和外部监测单元，所述的内部监测单元包括监测盒、光谱分析器、反消器、进气管和排放系统，所述的监测盒内通过隔板隔断为测量腔和对比腔，所述的测量腔连接近端进气管和远端进气管，所述的测量腔顶部连通测量腔反消器，所述的排放系统与所述的测量腔底部连通，对比采集管倾斜连通所述的对比腔下部，所述的测量腔和所述的对比腔顶部分别设置有所述的光谱分析器。
9.优选的，所述的外部监测单元包括轨道架、移动模块和监测模块，所述的轨道架环绕设置于粮仓的仓体的上部，所述的移动模块包括导向架、导向轮，所述的导向架内的上下两端分别套接有导向轮，两个所述的导向轮分别卡接在所述的轨道架的顶面和底面，所述的监测模块包括监测平台，所述的监测平台顶部设置有红外雷达和测温传感器。
10.优选的，所述的导向架后部设置有纵向延伸支撑，纵向延伸支撑的侧壁设置有球状稳定滚轮，所述的稳定滚轮与所述的轨道架接触，用以稳定所述的移动模块运行方向。
11.优选的，所述的红外雷达倾斜设置有上、下扫描面，分别对所述的仓体的顶部外壁及仓体的侧边外壁进行红外状态进行监测，所述的测温传感器设置于所述的监测平台两侧避光设置，对监测平台附近的空气温度进行监测、记录。
12.优选的，所述的反消器设置有存储腔、雾化器和流控阀，所述的对比腔顶部设置的反消器为对比腔反消器，所述的对比腔反消器内所述的存储腔内存储有高锰酸钾溶液，所述的测量腔顶部设置的反消器为测量腔反消器，所述的测量腔反消器内顶部设置有储水箱，所述的储水箱与底部的测量腔雾化器连接，所述的雾化器喷嘴位于所述的测量腔上方，所述的测量腔和所述的对比腔内分别固定设置有压力传感器。
13.优选的，所述的近端进气管内设置有近端进气阀和近端进气扇，所述的远端进气管内设置有远端进气阀和远端进气扇，所述的远端进气管设置于所述的监测盒前部，所述
的远端进气管的进气管口处连接软管，将软管管口设置于粮仓内底部，所述的远端进气阀设置于所述的远端进气扇后部，所述的远端进气阀为电磁阀，所述的对比采集管设置于所述的监测盒右侧外壁，所述的对比采集管与所述的对比腔连通，所述的对比采集管与所述的监测盒连接处高度高于所述的对比采集管的进口处，所述的对比采集管内设置有对比进气扇，所述的对比进气管与所述的对比腔连接处设置有对比采集阀，所述的排放系统包括排放管和排放阀，所述的排放管顶端与所述的测量腔连通，所述的排放管内设置有排放阀。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过外部监测单元设置外部驻场广域传感装置，监测磷化氢气体泄漏风险，同时兼顾火灾报警功能；通过设置内部监测单元，监测内部磷化氢气体的存量和变量；通过筛选法对监测盒设置位置的仓内近端、远端的特定波长的气体存量进行光谱分析器比对，可以形成多重点采样，避免的单一点位影响，进行安全保障；通过反应消除及光谱分析可以对空气内的大量至痕量磷化氢气体进行动态分析，分析范围广，相比大范围布置电化学加热传感器消耗少、响应快、安全性高、采样频率可控；通过内、外部监测单元的数据联通进行变量分析，对磷化氢的泄漏或排放情况进行安全分析和把控。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
16.图1是本发明监测装置的内部监测单元的立体结构示意图。
17.图2是本发明监测装置的内部监测单元的立体结构示意图。
18.图3是本发明监测装置的内部监测单元的左侧示意图。
19.图4是本发明监测装置的内部监测单元的右侧示意图。
20.图5是本发明监测装置的内部监测单元的监测盒体内剖面示意图。
21.图6是本发明监测装置的外部监测单元的立体结构示意图。
22.图7是本发明监测装置的外部监测单元的左侧示意图。
23.图8是本发明监测装置的外部监测单元结构的俯视示意图。
24.图9是本发明监测装置的外部监测单元结构的侧剖面示意图。
25.图中：1-轨道架、11-监测头、12-监测平台、13-导向架、14-导向轮、15-稳定滚轮、2-红外雷达、21-测温传感器、3-仓体、4-监测盒、41-光谱分析器、42-反消器、5-近端进气管、51-近端进气阀、52-近端进气扇、6-远端进气管、61-远端进气阀、62-远端进气扇、7-对比采集管、71-对比采集阀、72-对比进气扇、8-排放管、81-排放阀、9-测量腔、91-对比腔。
具体实施方式
26.以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。
27.我国规定工作环境的空气中磷化氢最高的允许浓度为3mg/m3即0.22ml/m3，相当于2ppm，为保障人员的生命安全，需要对作业状态下的工作环境及贮藏状态下的粮仓内环境进行监测，同时防止磷化氢的不可控泄漏。
28.本发明的实施例，一种监测方法，通过内循环监测系统监测粮仓内部磷化氢气体的浓度及内循环流量，结合外部温感系统进行辅助监测，对粮仓内的磷化氢浓度及浓度梯度变化状态进行实时监控。
29.包括监测方法，通过监测粮仓内部管路铺设的采样点进行即时对比，启动对比进气扇72，打开对比采集阀71，测得设定压力后关闭对比采集阀71，关停对比进气扇72，对比腔91内反消器42喷洒反应溶液将对比腔91内磷化氢气体进行反应消除，光谱分析仪对反应消除后的对比腔91内光谱进行记录；打开近端进气扇52，打开近端进气阀51，测得设定压力后关闭近端进气阀51，关停近端进气扇52，测量腔9内反消器42喷洒同前步等体积蒸馏水，光谱分析仪对反应消除后的测量腔9内光谱进行记录；记录完成后启动排放管8排出测量腔9内的部分气体及溶液；启动对比进气扇72反转，打开对比采集阀71，将对比腔91内的气体和溶液进行排出；打开远端进气扇62，打开远端进气阀61，测得设定压力后关闭远端进气阀61，关停远端进气扇62，测量腔9内反消器42喷洒同前步等体积蒸馏水，光谱分析仪对反应消除后的测量腔9内光谱进行记录；记录完成后启动排放管8排出测量腔9内的部分气体及溶液；通过对比计算消耗后差值，分别记录近端及远端采样管口处的磷化氢气体浓度状态。
30.第一轮采样后记录为sp1，第二轮同样采样后记录为sp2变化差值为i= sp2
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sp1，通过n轮差值统计对i的变化值进行变化量及变化率分析，当i的变化值增加超过设定量，则对磷化氢释放速率进行调整，当i的变化值减少超过设定量则对比磷化氢释放装置的释放量，并启动外部监测单元；通过驱动监测平台12环绕轨道架1运动，红外雷达2通过对粮仓外部红外特征变化进行取样，在监测平台12位于l1点时的对粮仓外表面点a取样与监测平台12位于l2点时的对点a的取样状态进行差值对比，将测温传感器21测量的历史环境温度状进行读取，并与红外雷达2的记录进行对比，监测磷化氢在粮仓外部表面的散逸情况。
31.对应该监测方法的装置，如图1至图5所示，包括内部监测单元和外部监测单元，所述的内部监测单元包括监测盒4、光谱分析器41、反消器42、进气管和排放系统。所述的监测盒4内通过隔板隔断为测量腔9和对比腔91左右两个腔室，所述的腔室内分别安装有压力传感器。监测盒4外壳两侧上部对称设置有四组安装板。所述的监测盒4顶部安装有两组光谱分析仪，所述的光谱分析仪的底部分别与所述的测量腔9和所述的对比腔91顶部的顶部连通，所述的监测盒4顶部设置有两组反消器42，所述的反消器42分别与所述的测量腔9和所述的对比腔91的顶部连通，所述的反消器42设置有存储腔、雾化器和流控阀。所述的对比腔91顶部设置的反消器42为对比腔91反消器42，所述的对比腔91反消器42内所述的存储腔内存储有高锰酸钾溶液，所述的雾化器设置与所述的反消器42底部，所述的雾化器喷嘴位于
所述的对比腔91上方。所述的测量腔9顶部设置的反消器42为测量腔9反消器42，所述的测量腔9反消器42内顶部设置有储水箱，所述的储水箱与底部的测量腔9雾化器连接，所述的雾化器喷嘴位于所述的测量腔9上方。所述的进气管包括近端进气管5、远端进气管6和对比采集管7，所述的近端进气管5内设置有近端进气阀51和近端进气扇52，所述的近端进气阀51设置于所述的近端进气扇52后部，所述的近端进气阀51为电磁阀，通过控制所述的近端进气阀51开合，实现对近端进气管5与所述的测量腔9的分割封闭。所述的远端进气管6内设置有远端进气阀61和远端进气扇62，所述的远端进气管6设置于所述的监测盒4前部，所述的远端进气管6的进气管口处连接软管，将软管管口设置于粮仓内底部，所述的远端进气阀61设置于所述的远端进气扇62后部，所述的远端进气阀61为电磁阀，通过控制所述的远端进气阀61开合，实现对远端进气管6与所述的测量腔9的分割封闭。所述的对比采集管7设置于所述的监测盒4右侧外壁，所述的对比采集管7与所述的对比腔91连通，所述的对比采集管7为倾斜管，所述的对比采集管7与所述的监测盒4连接处高度高于所述的对比采集管7的进口处，所述的对比采集管7内设置有对比进气扇72，通过所述的对比进气扇72对粮仓内的游离气体进行收集，所述的对比进气管与所述的对比腔91连接处设置有对比采集阀71，所述的对比采集阀71用以封闭所述的对比腔91。所述的排放系统包括排放管8和排放阀81，所述的排放管8顶端与所述的测量腔9连通，所述的排放管8内设置有排放阀81，通过排放阀81控制所述的测量腔9内的排放状态。
32.如图6至图9所示，所述的外部监测单元包括轨道架1、移动模块和监测模块，所述的轨道架1设置于粮仓仓体3的上部，所述的轨道架1为环状环绕所述的仓体3外圆周面的顶部设置。所述的移动模块包括导向架13、导向轮14和稳定滚轮15，所述的导向架13为匚形，所述的导向架13内的上下两端分别套接有导向轮14，两个所述的导向轮14分别卡接在所述的轨道架1的顶面和底面，所述的导向轮14为直流驱动。所述的导向架13后部设置有纵向延伸支撑，纵向延伸支撑的侧壁设置有球状稳定滚轮15，所述的稳定滚轮15与所述的轨道架1接触，用以稳定所述的移动模块运行方向。所述的监测模块包括监测平台12，所述的监测平台12顶部设置有红外雷达2和测温传感器21，所述的红外雷达2设置有上、下扫描面，分别对所述的仓体3顶部外壁及仓体3的侧边外壁进行红外状态进行监测。所述的测温传感器21设置于所述的监测平台12两侧避光设置，对监测平台12附近的空气温度进行监测、记录。
33.外部监测单元还包括储能模块和通讯模块，采用10-30v宽压直流供电，标准通信协议与内部监测单元进行联通，防水外壳适应现场恶劣条件的监测。
34.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。本发明的范围由所附权利要求进行限定，而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
35.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。