[發明專利]一種油氣裝置內微量硫化氫氣體監測方法

在審

• 申請號: 202010548074.4
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111735911A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 王振坤;王慶暉;劉人境;紀秀;劉春貴;安剛;梁曉;張紅軍;劉詠;白東平;劉紹睿;柳翔天
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣第一建設有限公司;西安交通大學;長春工程學院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 長春眾益專利商標事務所(普通合伙) 22211
• 代理人: 余巖;譚帥

本發明公開了一種油氣裝置內微量硫化氫氣體監測方法,包括：利用無刷離心風扇將抽取到的外界空氣送至硫化氫傳感器JXM?H2S和甲烷傳感器JXM?CH4進行硫化氫和甲烷氣體的持續性主動監測，然后硫化氫傳感器JXM?H2S和甲烷傳感器JXM?CH4將監測的模擬信號傳輸給STM32單片機，通過STM32單片機內部的硫化氫監測補償算法程序中的修正算法和曲線擬合算法進行計算，對監測結果進行校正，然后將校正后的監測結果與硫化氫氣體預先設定的濃度閾值進行比較，若監測結果高于濃度閾值則進行聲光報警，再通過無線傳輸終端USR?G781將監測結果和比較結果上傳至上位機。通過上述方式，本發明能夠有效的提高硫化氫氣體的監測效率和監測精度。

技術領域

本發明屬于危險氣體監測領域，尤其是涉及一種油氣裝置內微量硫化氫氣體監測方法。

背景技術

在石化企業生產加工石化產品的過程中，石化企業涉及的有毒有害氣體包括可燃氣、H₂S、CO、NH₃、SO₂等，這些氣體可分為可燃類和毒性類，前者泄漏容易造成火災爆炸，后者泄漏容易造成人員中毒傷亡，特別是H₂S氣體，容易帶來閃電式中毒，所以在石油等化石能源生產和加工過程中，針對化石能源伴生的有毒有害氣體的監測至關重要。

目前，現有的監測危險氣體設備對氣體監測傳感器的危險氣體之間的交叉干擾并未進行有效處理，監測結果不精確，容易產生誤報警情況，危及人身安全。

發明內容

本發明的目的是：對化石能源生產和加工現場的硫化氫、甲烷氣體濃度進行精確監測，防止誤報警，安全可靠。

為實現上述發明目的，本發明提供一種油氣裝置內微量硫化氫氣體監測方法，其特征在于包括下列步驟：

1、通過硫化氫傳感器和甲烷傳感器采集硫化氫和甲烷的濃度值；

2、將硫化氫傳感器和甲烷傳感器監測的濃度值傳給單片機，單片機對監測結果通過硫化氫監測補償算法程序中的修正算法和曲線擬合算法進行校正，將校正后的結果與硫化氫氣體預先設定的濃度閾值進行比較，若結果高于預設的濃度閾值則進行下位機聲光報警；

3、通過無線傳輸終端將監測結果和比較結果上傳至上位機，并進行上位機聲光報警。

所述校正的具體過程如下：

a、設實際氣體濃度值數據Z＝[z₁ z₂]^T，其中z₁為硫化氫氣體濃度值，z₂為甲烷氣體濃度值；傳感器實測的氣體濃度值數據X＝[x₁ x₂]^T，其中x₁為硫化氫傳感器實測的硫化氫氣體濃度值，x₂為甲烷傳感器實測的甲烷氣體濃度值；硫化氫傳感器和甲烷傳感器的交叉干擾系數矩陣為:

其中a₁₂代表硫化氫傳感器對甲烷氣體的交叉干擾系數，a₂₁代表甲烷傳感器對硫化氫氣體的交叉干擾系數；則經過交叉干擾系數矩陣計算后的實際氣體濃度值數據Z＝A^-1X；

b、利用BP神經網絡的線性擬合特性，將經過交叉干擾系數矩陣計算后的氣體濃度值數據Z進行線性曲線擬合。

進一步地，在范例學習階段，首先建立BP神經網絡，然后將經過交叉干擾系數矩陣計算后硫化氫氣體的實際氣體濃度值數據作為樣本，并將硫化氫氣體的實際氣體濃度值數據作為輸出結果，以此進行BP神經網絡的訓練，最后生成基于BP神經網絡的線性擬合神經網絡。