[發(fā)明專利]一種石化產(chǎn)品輸送管道泄露監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910415035.4
• 申請(qǐng)日: 2019-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN110107819A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐坤;何東清;辛玉潔;陳昊萱;高營(yíng)崗;于國(guó)華;楊家鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F17D5/02
• 分類號(hào): F17D5/02;G01D21/02;G01M3/02;G06N3/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種石化產(chǎn)品輸送管道泄漏監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：包括傳感檢測(cè)單元、無(wú)線通信單元、遠(yuǎn)程終端處理單元、供電單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述的傳感檢測(cè)單元檢測(cè)輸送管道附近的環(huán)境參數(shù)，通過(guò)無(wú)線通信單元將信息發(fā)送給遠(yuǎn)程終端處理單元，供電單元為傳感檢測(cè)單元和無(wú)線通信單元提供電源。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石化產(chǎn)品輸送管道泄漏監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感檢測(cè)單元包括溫濕度傳感器、光照傳感器、二氧化碳傳感器、振動(dòng)傳感器和目標(biāo)氣體傳感器以及超低功耗的微控制器，所有傳感器都與微控制器之間電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石化產(chǎn)品輸送管道泄漏監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述的目標(biāo)氣體傳感器為苯、異丁烯、丙烯、乙炔、甲醇、乙醇、丙醇、乙醚、丙酮、一氧化碳等中的一種或幾種的組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石化產(chǎn)品輸送管道泄漏監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述的供電單元由太陽(yáng)能電池板、鋰離子電池和充電控制器組成，其中太陽(yáng)能電池板尺寸為29cm×24cm，開路電壓為22V，鋰離子電池的輸出電壓為4.8V。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石化產(chǎn)品輸送管道泄漏監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述的無(wú)線通信單元采用無(wú)線通信模塊與權(quán)利要求2所述的傳感器組成傳感器節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)將采集到的信息發(fā)送到具有多通道信息處理的微處理器，從而構(gòu)成無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程終端。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石化產(chǎn)品輸送管道泄漏監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電磁閥、LED燈、蜂鳴器。

7.一種石化產(chǎn)品輸送管道泄漏監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）數(shù)據(jù)采集；通過(guò)所述的一種石化產(chǎn)品輸送管道泄漏監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)采集任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的近一年溫濕度、光照、二氧化碳、振動(dòng)和目標(biāo)氣體濃度數(shù)據(jù)，以及目標(biāo)產(chǎn)品泄露數(shù)據(jù)，作為原始數(shù)據(jù)集；

2）模型建立；以溫濕度、光照、二氧化碳、振動(dòng)和目標(biāo)氣體濃度數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，目標(biāo)產(chǎn)品泄露作為輸出數(shù)據(jù)，采用灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行訓(xùn)練，確定溫濕度、光照、二氧化碳、振動(dòng)和目標(biāo)氣體濃度數(shù)據(jù)與輸送管道泄漏的關(guān)聯(lián)本質(zhì)，建立溫濕度、光照、二氧化碳、振動(dòng)和目標(biāo)氣體濃度數(shù)據(jù)與輸送管道泄漏之間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型；

3）數(shù)據(jù)處理；采集所述的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)，在所述的遠(yuǎn)程終端上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示輸出和存儲(chǔ)；根據(jù)所述的灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法數(shù)學(xué)關(guān)系模型預(yù)測(cè)目標(biāo)產(chǎn)品泄露，并評(píng)價(jià)泄露發(fā)生概率；

4）預(yù)警；當(dāng)泄露發(fā)生概率在20%~50%時(shí)，啟動(dòng)三級(jí)泄露預(yù)警，遠(yuǎn)程終端處理單元人機(jī)界面顯示黃色警報(bào)指示燈亮，并給出可能的泄露情況描述；當(dāng)泄露發(fā)生概率在50%~80%時(shí)，啟動(dòng)二級(jí)泄露預(yù)警，遠(yuǎn)程終端處理單元人機(jī)界面進(jìn)行預(yù)警提示包括紅色警報(bào)指示燈亮、蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲音、向相關(guān)利益方發(fā)送郵件或者短信預(yù)警提示，并給出可能的泄露情況描述；當(dāng)泄露發(fā)生概率超過(guò)80%，啟動(dòng)一級(jí)泄露預(yù)警，遠(yuǎn)程終端處理單元人機(jī)界面顯示紅色預(yù)警指示燈持續(xù)閃爍，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲，界面彈出警告對(duì)話框，提示泄露發(fā)生地點(diǎn)時(shí)間狀態(tài)等信息，并給出應(yīng)急措施提示。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種石化產(chǎn)品輸送管道泄漏監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征在于：所述的2）模型建立過(guò)程中，溫濕度、光照數(shù)據(jù)直接作為灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法輸入數(shù)據(jù)，二氧化碳和目標(biāo)氣體濃度數(shù)據(jù)以時(shí)間積分結(jié)果作為輸入數(shù)據(jù)，振動(dòng)數(shù)據(jù)以振動(dòng)強(qiáng)度時(shí)間積分為輸入數(shù)據(jù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種石化產(chǎn)品輸送管道泄漏監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征在于：所述的4）預(yù)警過(guò)程中，如果啟動(dòng)一級(jí)泄露預(yù)警或二級(jí)泄露預(yù)警或三級(jí)泄露預(yù)警，則提高距離當(dāng)前預(yù)警傳感器各方向最近的傳感器的數(shù)據(jù)上傳頻率，并將各節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到目標(biāo)氣體泄漏概率并輸入到所述的灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法數(shù)學(xué)關(guān)系模型中進(jìn)行分析，根據(jù)所述的灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法數(shù)學(xué)關(guān)系模型預(yù)測(cè)目標(biāo)產(chǎn)品泄露節(jié)點(diǎn)的位置。