一种有毒有害气体扩散预警装置及方法与流程

本发明涉及气体泄漏扩散，更具体的说是涉及一种有毒有害气体扩散预警装置及方法。

背景技术：

1、随着人类的科技进步，人们的生活质量也不断提高，但是随之而来的也有不利的一面。其中，有毒有害气体泄漏事故也频繁发生。有毒有害气体一旦发生泄漏，将会迅速扩散到空气中，处理不够及时则会严重威胁广大群众的生命财产安全。同时，预防此类事件发生的防范措施和事故发生后的及时预测和应急救援也至关重要。当前多采用扩散模型快速预测泄漏事件的蔓延进展及其影响范围。主要基于泄漏源和周围环境的基础信息资料，利用模型估算并模拟事故发生后泄漏有毒有害气体的扩散浓度、运移路径及边界范围，并对事故影响量化分析。

2、常用气体分布测量方法有，人员身着防护装备手持测量仪进入危险区域进行探测，这种方法危险系数较高，易造成人员伤亡且探测范围有限，易产生漏报、误报，造成更大经济财产损失。利用无人机，机器人搭载气体传感器进入危险区域测量是现在常用方法，这种方法的优点是危险系数低，对机器人进行路径规划让其进入危险区域进行全方位探测，但因气体扩散受多种因素影响，如风速，温度，气体密度等，机器人移动至下一位置时要花费时间，其上一位置的气体分布数据可能已经改变，而机器人已将改变前的数据发送至上位机，这样就无法保证测得数据的实时性与准确性。

3、在现有技术中气体检测系统无法在有毒有害气体浓度超标时进行针对性的扩散和快速过滤净化有毒有害气体。

4、因此，提出一种有毒有害气体扩散预警装置及方法，来解决现有技术存在的困难，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种有毒有害气体扩散预警装置及方法，用于解决现有技术中存在的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种有毒有害气体扩散预警装置，包括：有毒有害气体监测模块、数据传输模块、数据处理模块、预警模块、净化气体模块；其中，

4、有毒有害气体监测模块，与数据传输模块的输入端连接，用于对封闭空间中检测到的有毒有害气体通过气体监测传感器进行监测，并将数据及时反馈给数据传输模块；

5、数据传输模块，与数据处理模块的输入端连接，用于通过无线传输设备将有毒有害气体监测模块的数据传输给数据处理模块；

6、数据处理模块，与预警模块的输入端连接，用于接收数据传输模块发送的数据，利用插值法进行数据处理，计算出封闭空间中有毒有害气体的浓度；

7、预警模块，与净化气体模块的输入端连接，用于根据数据处理模块中有毒有害气体的浓度通过预警模块中的声光报警器发出声光预警；

8、净化气体模块，与预警模块的输出端连接，用于通过吸风设备对有毒有害气体进行过滤净化。

9、可选的，气体监测传感器包括但不限于pid光离子气体传感器、ec电化学传感器。

10、可选的，插值法具体为：

11、将封闭空间网格化，假定使用左手坐标系z轴朝上，计算待测点在坐标轴上的位置权值，采用如下公式：

12、

13、在x方向上对四条棱边进行四次插值，计算每条边上的四个点c00、c01、c10、c11的值，采用如下公式：

14、

15、其中，v[xn，yn，zn]，n为整数，表示在(xn，yn，zn)处有毒有害气体的浓度值，再沿y轴方向进行插值，采用如下公式：

16、

17、最后沿z轴插值，采用如下公式：

18、c＝c0(1-zd)+c1zd   (4)

19、封闭空间中有毒有害气体的浓度计算公式为：

20、c＝v[x0,y0,z0](1-xd)(1-yd)(1-zd)+v[x1,y0,z0]xd(1-yd)(1-zd)+v[x0,y0,z1](1-xd)(1-yd)zd+v[x1,y0,z1]xd(1-yd)zd+v[x0,y1,z0](1-xd)yd(1-zd)+v[x1,y1,z0]xdyd(1-zd)+v[x0,y1,z1](1-xd)ydzd+v[x0,y1,z1]xdydzd。

21、可选的，有毒有害气体包括有机物和无机物，其中无机物包括但不限于h2s、so2、nh3。

22、可选的，有毒有害气体浓度超过阈值浓度，预警模块中的声光报警器发出声光预警。

23、可选的，吸风设备为消防风机。

24、一种有毒有害气体扩散预警方法，应用上述任一项所述的一种有毒有害气体扩散预警装置，包括以下步骤：

25、s1、对封闭空间中检测到的有毒有害气体通过气体监测传感器进行监测；

26、s2、通过无线传输设备将监测的有毒有害气体数据传输给处理器；

27、s3、接收处理器发送的数据，利用插值法进行数据处理，计算出封闭空间中有毒有害气体的浓度；

28、s4、根据计算的有毒有害气体的浓度，处理器对有毒有害气体的浓度数据进行处理判断，确定有毒有害气体的浓度是否达到预先设定的浓度值，超标时，通过控制器控制声光报警器发出警报；

29、s5、通过吸风设备对有毒有害气体进行过滤净化。

30、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种有毒有害气体扩散预警装置及方法，其有益效果：通过气体监测传感器能够实时监测有毒有害气体的浓度值，并将数据反馈给处理器，同时控制吸风设备加速运转对有毒有害气体进行加速过滤净化，有毒有害气体的浓度达到预先设定的浓度值，超标后会通过控制器控制声光报警器发出警报。

技术特征：

1.一种有毒有害气体扩散预警装置，其特征在于，包括：有毒有害气体监测模块、数据传输模块、数据处理模块、预警模块、净化气体模块；其中，

2.根据权利要求1所述的一种有毒有害气体扩散预警装置，其特征在于，气体监测传感器包括但不限于pid光离子气体传感器、ec电化学传感器。

3.根据权利要求1所述的一种有毒有害气体扩散预警装置，其特征在于，插值法具体为：

4.根据权利要求1所述的一种有毒有害气体扩散预警装置，其特征在于，有毒有害气体包括有机物和无机物，其中无机物包括但不限于h2s、so2、nh3。

5.根据权利要求1所述的一种有毒有害气体扩散预警装置，其特征在于，有毒有害气体浓度超过预警浓度，预警模块中的声光报警器发出声光预警。

6.根据权利要求1所述的一种有毒有害气体扩散预警装置，其特征在于，吸风设备为消防风机。

7.一种有毒有害气体扩散预警方法，其特征在于，应用权利要求1-6任一项所述的一种有毒有害气体扩散预警装置，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种有毒有害气体扩散预警装置及方法，应用于气体泄漏扩散技术领域。包括：有毒有害气体监测模块、数据传输模块、数据处理模块、预警模块、净化气体模块。本发明通过气体监测传感器能够实时监测有毒有害气体的浓度值，并将数据反馈给处理器，同时控制吸风设备加速运转对有毒有害气体进行加速过滤净化。

技术研发人员：赵美超,王小娜,张芷豪,丁小凡,张楠,陈朝中,邢峰
受保护的技术使用者：沈阳环境科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17