[發(fā)明專利]基于傳感器陣列與脈沖響應原理的建筑空間中泄漏源識別裝置及方法

在審

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• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111257519A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李斐;周康;莊俊億;蔡浩
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于傳感器陣列與脈沖響應的建筑空間污染物泄漏源識別裝置，其特征在于，包括：氣體濃度傳感器陣列(1)、示蹤氣體脈沖釋放裝置(2)和處理器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維空間氣體濃度分布測量裝置，其特征在于，所述示蹤氣體脈沖釋放裝置(2)可以在指定時刻，以指定時間步長和體積流量釋放示蹤氣體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維空間氣體濃度分布測量裝置，其特征在于，所述處理器可以同步控制氣體濃度傳感器陣列(1)和示蹤氣體脈沖釋放裝置(2)，在示蹤氣體脈沖釋放裝置(2)釋放氣體脈沖的同時，氣體濃度傳感器陣列(1)開始記錄濃度的時序變化數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維空間氣體濃度分布測量裝置，其特征在于，所述處理器可以根據(jù)氣體濃度傳感器陣列(1)采集的脈沖數(shù)據(jù)計算潛在泄漏源的響應矩陣，根據(jù)響應矩陣和氣體濃度傳感器陣列(1)采集的濃度數(shù)據(jù)計算泄漏源位置和強度。

5.基于傳感器陣列與脈沖響應的建筑空間污染物泄漏源識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，首先確定好建筑內(nèi)各濃度傳感器的位置與潛在泄漏源的位置；

第二步，在某一潛在泄漏源的位置分別以脈沖的形式釋放一定量的氣體，獲取傳感器陣列不同濃度傳感器的響應矩陣A，其表示泄漏源強度q與傳感器濃度C之間的關(guān)系，線性關(guān)系式為C＝A·q，

式中表示在t_n時刻下某位置濃度傳感器的測量值；表示在t_n時刻下的響應因子；表示為在t_n時刻下此泄漏源的釋放強度。

第三步，獲取了所有潛在泄漏源對應傳感器陣列的響應矩陣后，結(jié)合部分濃度傳感器的實測值，利用正則化方法，反算出泄漏源的強度。

第四步，利用其余濃度傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)，基于貝葉斯準則，獲得各潛在泄漏源的后驗概率p(Y_k|O)，式中，N為潛在泄漏源個數(shù)，k表示潛在泄漏源編號，p(Y_k)為先驗概率，L(O|Y_k)為似然函數(shù)，其中C_M表示濃度傳感器的測量值，表示第k個潛在泄漏源用響應矩陣計算出的傳感器數(shù)值，σ為數(shù)據(jù)標準差。

第五步，最后利用后驗概率p(Y_k|O)計算出各個潛在泄漏源的概率，概率值最大的潛在泄漏源位置即為真實泄漏源位置。

6.如權(quán)利要求5所述，其特征在于，所述步驟二中，脈沖釋放時間設(shè)置為計算的時間步長，脈沖釋放的氣體量要達到濃度傳感器的測量下限。

7.如權(quán)利要求5所述，其特征在于，所述步驟四中，其余濃度傳感器為不同于用來反算泄漏源的強度q的傳感器。

8.如權(quán)利要求5所述，其特征在于，所述步驟四中，先驗概率p(Y_k)可以指定泄漏源在不同潛在位置的概率相等。