申请/专利权人：北京理工大学前沿技术研究院

申请日：2024-04-24

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118072489B

主分类号：G08B29/18

分类号：G08B29/18;G08B29/26;G08B21/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2024.06.11#实质审查的生效;2024.05.24#公开

摘要：本发明公开了基于空间模拟的可燃气体检测报警方法及报警器，涉及可燃气体检测报警技术领域，包括如下步骤：对室内空间进行模型构建，得到空间模型，基于空间模型选择检测参照点；基于检测参照点，结合燃气管道内的可燃气体的气体性质设置气体扩散模型；在室内空间安装监测点，基于气体扩散模型对监测点的报警阈值进行更新；对可燃气体进行实时监测，在气体浓度大于报警阈值时向用户发送报警信息；本发明用于解决现有的可燃气体检测报警技术还存在无法根据室内的空气流动对传感器的报警阈值进行智能调控，导致传感器无法及时且准确地判断可燃气体是否存在泄漏的问题。

主权项：1.基于空间模拟的可燃气体检测报警方法，其特征在于，包括如下步骤：对室内空间进行模型构建，得到空间模型，基于空间模型选择检测参照点；对室内空间进行模型构建，得到空间模型，基于空间模型选择检测参照点包括如下子步骤：对室内空间进行模型构建，得到空间模型；在空间模型内标注出燃气管道；获取空间模型的俯视图，将俯视图补全为矩形；获取矩形的几何中点，标记为空间中心，以空间中心为起点向燃气管道垂直发射射线，将射线与燃气管道的第一个交点标记为检测参照点；基于检测参照点，结合燃气管道内的可燃气体的气体性质设置气体扩散模型；基于检测参照点，结合燃气管道内的可燃气体的气体性质设置气体扩散模型包括如下子步骤：获取可燃气体的气体性质，所述气体性质为可燃气体的爆炸下限，获取监测装置的报警比例，将爆炸下限乘以报警比例得到报警浓度；将检测参照点作为泄漏源，泄漏的气体浓度即为报警浓度，通过气体扩散模型对可燃气体的扩散进行模拟；在室内空间安装监测点，基于气体扩散模型对监测点的报警阈值进行更新；在室内空间安装监测点，基于气体扩散模型对监测点的报警阈值进行更新包括如下子步骤：在空间模型中选取第一监测点以及第二监测点；基于气体扩散模型，结合第一监测点以及第二监测点对报警阈值进行分析；在空间模型中选取第一监测点以及第二监测点包括如下子步骤：在俯视图中，将检测参照点所处的直线标记为管道直线，将管道直线的中点标记为管道中点；将管道的两端分别标记为第一端点以及第二端点；获取第一端点至管道中点的距离，标记为半管距离；以第一端点以及管道中点为两个点，半管距离为边长向空间中心的方向绘制等边三角形，标记为第一三角形；以第二端点以及管道中点为两个点，半管距离为边长向空间中心的方向绘制等边三角形，标记为第二三角形；将第一三角形中另一个端点标记为第一监测点，将第二三角形中另一个端点标记为第二监测点；基于气体扩散模型，结合第一监测点以及第二监测点对报警阈值进行分析包括如下子步骤：设置环境参数，所述环境参数包括横向风速分量、纵向风速分量以及竖向风速分量；通过公式P=Wx+0.1×Wy+0.01×Wz计算环境参数对应的分量风速指标，其中，P为分量风速指标，Wx为横向风速分量，Wy为纵向风速分量，Wz为竖向风速分量；将环境参数代入气体扩散模型进行模拟，记录第一监测点处模拟得到的危险气体浓度；进行多次模拟，模拟的次数为第一模拟次数，每次模拟均对环境参数随机取值，横向风速分量、纵向风速分量以及竖向风速分量取值的范围均为[0，常规室内风速]，所述常规室内风速为预设值；每一次模拟时均计算对应的分量风速指标并记录危险气体浓度；以分量风速指标为X轴，危险气体浓度为Y轴建立直角坐标系，命名为浓度扩散模拟坐标系，将分量风速指标以及危险气体浓度录入浓度扩散模拟坐标系；对浓度扩散模拟坐标系进行进一步分析，得到分量浓度关系曲线；对浓度扩散模拟坐标系进行进一步分析包括如下子步骤：对浓度扩散模拟坐标系进行多项式拟合，得到分量浓度关系函数；所述分量浓度关系函数格式为Y=a×X2+b×X+c，其中，Y为危险气体浓度，X为分量风速指标，a、b以及c均为常数；将分量浓度关系函数对应的曲线录入浓度扩散模拟坐标系，得到分量浓度关系曲线；对分量浓度关系曲线进行进一步分析，得到报警阈值；对分量浓度关系曲线进行进一步分析包括如下子步骤：查找处于分量浓度关系曲线的下方的危险气体浓度中与分量浓度关系曲线的偏移量最大的危险气体浓度，标记为最大偏移值，将最大偏移值对应的分量风速指标标记为参照指标；所述偏移量即在相同的分量风速指标下，危险气体浓度与分量浓度关系曲线对应的值的差值；将X=参照指标在分量浓度关系曲线中对应的点标记为移动点；将分量浓度关系曲线基于移动点移动至最大偏移值所在的坐标点，将得到的曲线标记为浓度阈值曲线；以检测参照点为原点，基于俯视图垂直于管道直线为横轴方向，管道直线为纵轴方向，垂直于横轴以及纵轴组成的面且垂足为原点的直线为竖轴方向，建立方向坐标系，方向坐标系中各轴线均表示风速，单位均为ms；实时获取检测参照点处的风向以及风速，标记为参照风向以及参照风速；所述参照风向包括横轴夹角、纵轴夹角以及竖轴夹角；将风向以及风速以直线的形式录入方向坐标系，标记为风向风速参考线；所述风向风速参考线的长度即为风速，与横轴、纵轴以及竖轴的角度即为风向；将横轴夹角、纵轴夹角以及竖轴夹角分别通过符号θx、θy以及θz表示，计算cosθx，cosθy，cosθz，将计算结果分别标记为横向风速计算分量、纵向风速计算分量以及竖向风速计算分量；对横向风速计算分量、纵向风速计算分量以及竖向风速计算分量进行计算得到分量风速指标，将计算得到的分量风速指标命名为监测风速指标；将监测风速指标代入浓度阈值曲线，计算得到的结果标记为浓度阈值，将浓度阈值设置为第一监测点以及第二监测点的报警阈值；实时更新报警阈值；对可燃气体进行实时监测，在气体浓度大于报警阈值时向用户发送报警信息。

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百度查询： 北京理工大学前沿技术研究院 基于空间模拟的可燃气体检测报警方法及报警器

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