CN103324107A - 一种氨气泄漏保护装置 - Google Patents

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CN103324107A CN2013102541784A CN201310254178A CN103324107A CN 103324107 A CN103324107 A CN 103324107A CN 2013102541784 A CN2013102541784 A CN 2013102541784A CN 201310254178 A CN201310254178 A CN 201310254178A CN 103324107 A CN103324107 A CN 103324107A
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Abstract

本发明涉及一种氨气泄漏保护装置，其包括一第一氨气检测单元、一第二氨气检测单元、一数据采集控制单元、一制冷动作单元、一单冷冻动作单元、一通信单元和一应急照明单元，其中，所述第一氨气检测单元设置在一制冷机房内，所述第二氨气检测单元设置在一单冷冻区域内，两氨气监测单元内设置有
Figure 2013102541784100004DEST_PATH_IMAGE001
个氨气探测器；所述数据采集控制单元包括一数据采集模块、一比较模块、一存储模块和一逻辑控制模块；所述制冷动作单元包括一第一排气风机控制器、一第一喷淋控制器和一第一阀门控制器。本发明氨气泄漏保护装置够同时对制冷机房和生产车间的单冷冻区域的氨气浓度进行检测并经数据采集处理后，启动各种控制器，防止氨气泄漏造成损失。

Description

一种氨气泄漏保护装置
技术领域
本发明涉及一种气体泄漏保护装置，尤其涉及一种对采集数据进行冗余判断的氨气泄漏保护装置。 
背景技术
随着工业的迅速发展，人类接触有害气体的场所越来越多，由此造成对人类本身的危害也越来越大，一次次的中毒事故，使人们清醒的认识到在发展工业中的同时保护人类自身安全的重要性。因此氨气泄露检测仪渐渐成为工业安全生产中必不可少的防护设备。
现有技术中对有害气体的检测装置和方法已经存在甚至应用到生产实际中，如中国专利《煤气泄漏自动检测方法》，专利公开号CN100480662C，其公开了一种煤气泄漏自动检测方法，包括以下步骤：(1)将城市煤气网管用树型的网状结构表示，每个家庭用户是最终的节点，住宅单元的分表是家庭用户的上位节点，煤气的调压站是住宅单元分表的上位节点，而煤气供应站是树型的网状结构的根节点；(2)在家庭用户的节点上安装可远程读取煤气使用量数据的家用煤气表，所述的家用煤气表设有关闭阀门；在其余节点上安装可读取煤气输入量和煤气流量的流量检测装置，所述的流量检测装置设有关闭阀门，所述的家用煤气表和各个流量检测装置都通过远程通信单元与煤气供应站的信息中心连通；(3)上位节点在约定的时间读取隶属于该节点的下位节点的煤气使用量和煤气瞬时流量，并读取该上位节点的煤气输入量，将某节点的煤气输入量与隶属于该节点的下位各节点的煤气流量总和进行比较，如果输入量大于煤气流量总和表示该节点上煤气泄露；(4)信息中心向发生煤气泄漏的节点发送关闭阀门的指令，并向维修部门发送煤气泄漏告警信号。该发明中设置有多检测装置，分支较多，但该检测方法对煤气发生故障的检测判断不准确，易造成误判。
针对上述缺陷，本发明创作者提供一种更加完善的方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氨气泄漏保护装置，以克服上述技术缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种氨气泄漏保护装置，其包括一第一
氨气检测单元、一第二氨气检测单元、一数据采集控制单元、一制冷动作单元、一单冷冻动作单元、一通信单元和一应急照明单元，其中，
所述第一氨气检测单元设置在一制冷机房内，所述第二氨气检测单元设置在一单冷冻区域内，两氨气监测单元内设置有偶数                                               
Figure 718379DEST_PATH_IMAGE002
个氨气探测器，其中每两个氨气探测器设置在相邻近的区域内；
所述数据采集控制单元个数为两个，其分别对制冷机房内和单冷冻区域内采集的氨气浓度数据进行处理，并且两个数据采集控制单元之间有互相应答发送指令；其包括一数据采集模块、一比较模块、一存储模块和一逻辑控制模块，所述数据采集模块将上述各氨气探测器内的电流信号进行采集并传输至所述比较模块，所述数据采集模块内包括一分组单元，其将上述相邻区域内设置的两个氨气探测器的电流进行分组整理，所述制冷机房和单冷冻区域内的氨气检测信息分别形成
Figure 934597DEST_PATH_IMAGE004
组二维电流矩阵；
所述比较单元将上述
Figure 879419DEST_PATH_IMAGE004
组二维电流矩阵中的每两组进行重合度判断，并将结果传输至所述逻辑控制模块，其按下述公式计算第一、二两组的重合度，
Figure 236768DEST_PATH_IMAGE008
             
 式中，
Figure 737019DEST_PATH_IMAGE010
表示每两组电流的重合度， 
Figure 214094DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 686664DEST_PATH_IMAGE014
分别表示所述第一组二维电流矩阵的电流值，
Figure 596851DEST_PATH_IMAGE012
表示第一氨气探测器的采样值，
Figure 584398DEST_PATH_IMAGE014
表示第二氨气探测器的采样值；
Figure 871023DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 198099DEST_PATH_IMAGE018
分别表示所述第二组二维电流矩阵的电流值，表示第三氨气探测器的采样值，
Figure 19611DEST_PATH_IMAGE018
表示第四氨气探测器的采样值；表示均方差运算，
Figure 25930DEST_PATH_IMAGE022
表示积分运算；
所述存储模块内设置有一重合度阈值；
所述逻辑控制模块将所述计算所得的两两重合度绝对值差值与重合度阈值进行比对，若所述重合度绝对值差值小于阈值，则断定其中两组氨气探测器的位置处的烟雾浓度超标；将所有计算所得重合度分别与重合度阈值
Figure 9432DEST_PATH_IMAGE024
进行比对，则可断定某一组氨气探测器中检测的位置处的烟雾浓度超标；
所述制冷动作单元包括一第一排气风机控制器、一第一喷淋控制器和一第一阀门控制器；
所述单冷冻动作单元包括一第二排气风机控制器、一第二喷淋控制器和一第二阀门控制器；
所述通信单元包括一GPRS通讯模块、一报警控制器和一事故通知模块。
进一步，所述存储模块内还设置有一标准浓度值
Figure 107838DEST_PATH_IMAGE026
和
Figure 796309DEST_PATH_IMAGE028
。
进一步，所述数据采集模块还包括一耦合保护电路、一滤波电路、一放大增益电路和一采样存储电路，上述各模块顺次连接，其中，
所述耦合保护电路，其用以抑制电干扰，信号经过所述耦合保护电路后通过滤波电路得到需求数据波形，经所述放大增益模块进行放大后，还原至原波形；采集的电流信号经所述分组单元处理后传输至所述采样存储电路内进行存储。
进一步，所述比较单元按照下述公式计算第一组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵的重合度
Figure 183428DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 349967DEST_PATH_IMAGE032
             
式中，
Figure 506142DEST_PATH_IMAGE030
表示每两组电流的重合度， 
Figure 365513DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 974349DEST_PATH_IMAGE014
分别表示所述第一组二维电流矩阵的电流值，
Figure 210158DEST_PATH_IMAGE012
表示第一氨气探测器的采样值，
Figure 220840DEST_PATH_IMAGE014
表示第二氨气探测器的采样值；和分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，
Figure 855586DEST_PATH_IMAGE034
表示第五氨气探测器的采样值，
Figure 48670DEST_PATH_IMAGE036
表示第六氨气探测器的采样值；表示均方差运算，
Figure 839132DEST_PATH_IMAGE022
表示积分运算。
进一步，所述比较单元按照下述公式计算第二组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵的重合度
Figure 151165DEST_PATH_IMAGE038
，
Figure 136438DEST_PATH_IMAGE040
             
    式中，表示每两组电流的重合度， 
Figure 579238DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 694961DEST_PATH_IMAGE018
分别表示所述第二组二维电流矩阵的电流值，
Figure 597058DEST_PATH_IMAGE016
表示第一氨气探测器的采样值，
Figure 77718DEST_PATH_IMAGE018
表示第二氨气探测器的采样值；
Figure 432476DEST_PATH_IMAGE034
和
Figure 351891DEST_PATH_IMAGE036
分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，表示第五氨气探测器的采样值，
Figure 760055DEST_PATH_IMAGE036
表示第六氨气探测器的采样值；
Figure 867688DEST_PATH_IMAGE020
表示均方差运算，
Figure 262898DEST_PATH_IMAGE022
表示积分运算。
进一步，所述数据采集模块对电流信号进行采集时，对信号波形，在每连续的
Figure 874008DEST_PATH_IMAGE042
个周期内，每周期选择
Figure 24366DEST_PATH_IMAGE044
个预设时刻的采样点，每间隔时间
Figure 353716DEST_PATH_IMAGE046
采样一次，连续取样
Figure 287037DEST_PATH_IMAGE048
次；在每一周期内选择的
Figure 18233DEST_PATH_IMAGE044
个采样点的时间间隔
Figure 339493DEST_PATH_IMAGE050
按照下述公式计算，
Figure 890560DEST_PATH_IMAGE052
                                    
式中，
Figure 955468DEST_PATH_IMAGE054
表示采样点的时间间隔，
Figure 478853DEST_PATH_IMAGE056
为修正系数，其大小由采样点数量决定，表示信号的角频率，由氨气探测器的性能决定，
Figure 26956DEST_PATH_IMAGE060
为初始相角，
Figure 629975DEST_PATH_IMAGE020
表示信号周期的时间，
Figure 70184DEST_PATH_IMAGE062
表示信号波形的峰值。
进一步，所述氨气泄漏保护装置还包括一应急照明单元和一紧急泄氨控制器，其均设置在所述冷冻机房和单冷冻区域内。
进一步，所述数据采集控制单元器测得氨气浓度值
Figure 733246DEST_PATH_IMAGE064
，若
Figure 258906DEST_PATH_IMAGE066
，则该位置的浓度超过第一段预设报警值，所述数据采集控制单元向所述制冷动作单元、单冷冻动作单元、通信单元、应急照明单元和紧急控制器发送控制指令，其内的报警器立即发出声光报警，所述GPRS通讯模块通过无线通讯向远端的移动设备发送紧急信号，所述事故通知模块向消防室发送事故信息，所述应急照明单元启动应急灯，所述排气风机控制器驱动排风机打开；
若氨气浓度值
Figure 665616DEST_PATH_IMAGE068
，则该位置的浓度超过第二段预设报警值，则所述数据采集控制单元驱动第一阀门控制器或第二阀门控制器关闭排气阀和吸气阀，所述第一喷淋控制器或第二喷淋控制器打开喷淋系统。
进一步，所述逻辑控制模块为一MCU处理器或一PLC，其集成在一控制柜中。
进一步，在所述单冻机区域内还设置一应急门自动打开控制器，其与所述数据采集控制单元连接，并受其控制。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明氨气泄漏保护装置够同时对制冷机房和生产车间的单冷冻区域的氨气浓度进行检测并经数据采集处理后，启动各种控制器，防止氨气泄漏造成损失；每两个氨气探测器设置在生产车间的制冷机房和单冷冻区域内的邻近区域内，所述分组单元按照二维矩阵将上述制冷机房和单冷冻区域的个氨气探测器的采集数据进行分组整理得到二维电流矩阵，进行计算，便于装置进行软件控制，判断准确、快速。
所述变焦模块两两计算重合度的方式，能够准确判断浓度超标的位置，判断结果易于进行显示，提高可视化；本发明中冗余判断的方式，能够有效判断氨气浓度超标的准确位置，方便采取施救措施，且软件运行的成本较低，在检测氨气浓度时，可根据准确性任意设置氨气探测器的数量，适合大规模应用；同时又避免单一的氨气浓度检测装置的误判。
本发明中，在氨气浓度超标时，按照两个阈值标准对氨气浓度超标程度进行判断，若超标不是很严重，则采取通风方式排气；若浓度超标比较严重，则启动水溶方式进行稀释，既能有效降低氨气浓度，保证人员安全，又能将损失降到最低。
 
附图说明
图1为本发明氨气泄漏保护装置的功能框图；
图2为本发明氨气泄漏保护装置的数据采集控制单元的功能框图；
图3为本发明氨气泄漏保护装置的数据采集模块的功能框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的详细技术特征作进一步描述，以便更加清楚的理解本发明。
本发明的氨气泄漏保护装置能够同时对制冷机房和生产车间的单冷冻区域的氨气浓度进行检测并经数据采集处理后，启动各种控制器，防止氨气泄漏造成损失。
请参阅图1所示，其为本发明氨气泄漏保护装置的功能框图，其包括第一氨气检测单元11和第二氨气检测单元12，其中，所述第一氨气检测单元11设置在所述制冷机房内，其包括多个氨气探测器，在本实施例中，其为12个氨气探测器，其中每两个氨气探测器设置在制冷机房的邻近区域内；所述第二氨气检测单元12，其也包括多个氨气探测器，在本实施例中，其也为12个，其中每两个氨气探测器设置在生产车间的单冷冻区域内的邻近区域内。
本发明的氨气泄漏保护装置还包括一数据采集控制单元3、一制冷动作单元4、一单冷冻动作单元5、一通信单元6和一应急照明单元7；上述各氨气探测器检测其所在位置处的氨气浓度并将结果通过电流传输至所述数据采集控制单元3内进行处理，所述数据采集控制单元3按照处理结果对所述制冷动作单元4、单冷冻动作单元5进行控制。
在本发明中所述数据采集控制单元3的个数为两个，其分别对制冷机房内和单冷冻区域内采集的按其浓度数据进行处理，并且两个数据采集控制单元之间有互相应答发送指令。
所述制冷动作单元4包括一第一排气风机控制器41、一第一喷淋控制器42和一第一阀门控制器43，所述单冷冻动作单元5包括一第一二排气风机控制器51、一第二喷淋控制器52和一第二阀门控制器53。
所述通信单元6包括一GPRS通讯模块61、一报警控制器62和一事故通知模块63，其中，所述GPRS通讯模块61通过无线通讯发送至远端的移动设备，用以告知管理人员；所述报警控制器62分别设置在所述冷冻机房和单冷冻区域内，在该区域的浓度值超标时，发出报警；所述事故通知模块63，其用以将所述浓度超标信息传输至一消防控制中心。
所述氨气泄漏保护装置还包括一应急照明单元7和一紧急泄氨控制器8，其均设置在所述冷冻机房和单冷冻区域内。
在所述单冻机区域内还设置一应急门自动打开控制器9，其与所述数据采集控制单元3连接，并受其控制。
本发明具有多种氨气浓度的调整控制器，能够根据不同的氨气浓度采取不同的措施。
请参阅图2所示，其为本发明氨气泄漏保护装置的数据采集控制单元的功能框图，在本发明中，所述数据采集控制单元3包括一数据采集模块31、一比较模块32、一存储模块33和一逻辑控制模块34，其中，所述数据采集模块31，其对所有氨气探测器的检测结果进行数据采样，并传输至所述比较模块32内，所述比较模块32按照预设程序对采样信息进行处理后，将处理结果传输至所述逻辑控制模块34，所述逻辑控制模块34将处理结果与预设阈值进行比较，并根据不同阈值对所述制冷动作单元4、单冷冻动作单元5进行不同程度的控制。
请参阅图3所示，其为本发明氨气泄漏保护装置的数据采集模块的功能框图，在本发明中，所述数据采集模块包括一耦合保护电路311、一滤波电路312、一放大增益电路313一分组单元315和一采样存储电路314，上述各模块顺次连接，其中，所述耦合保护电路311，其用以抑制电干扰，信号经过所述耦合保护电路311后通过滤波电路312得到需求数据波形，经所述放大增益模块313进行放大后，还原至原波形；采集的电流信号经所述分组单元315处理后传输至所述采样存储电路314内进行存储。
在本发明中，所述数据采集模块31对电流信号进行采集时，采取随机抽样的方式进行，对信号波形，在每连续的
Figure 163594DEST_PATH_IMAGE042
个周期内，每周期选择
Figure 731978DEST_PATH_IMAGE044
个预设时刻的采样点，每间隔时间
Figure 10513DEST_PATH_IMAGE046
采样一次，连续取样
Figure 893018DEST_PATH_IMAGE048
次；为了保证取样数据的可参考性与准确性，在每一周期内选择的个采样点的时间间隔
Figure 47105DEST_PATH_IMAGE050
按照下述公式（1）计算，
Figure 485040DEST_PATH_IMAGE052
                                    （1）
式中，表示采样点的时间间隔，
Figure 440543DEST_PATH_IMAGE056
为修正系数，其大小由采样点数量决定，
Figure 616310DEST_PATH_IMAGE058
表示信号的角频率，由氨气探测器的性能决定，
Figure 603857DEST_PATH_IMAGE060
为初始相角，表示信号周期的时间，表示信号波形的峰值。
经上述公式（1）采样，在信号幅值越大时，采样越密集，采样数据的可参考性越强；采样对信号数据按照预设条件采样，使得后续的信号处理数据量减小，减轻数据处理的繁杂运算。
所述分组单元315按照二维矩阵将上述制冷机房和单冷冻区域的6个氨气探测器的采集数据进行分组整理，在本发明中，所述制冷机房和单冷冻区域的6个氨气探测器，分别每两个设置在相邻近的区域内，作为一二维组电流的两个维度值，在本实施例中，所述制冷机房和单冷冻区域内的6个氨气探测器，按照标号1-12，分别标记为6组二维电流组，其中的第一、二氨气探测器为第一组，第三、四氨气探测器为第二组，第五、六氨气探测器为第三组；第七、八氨气探测器为第四组，第九、十氨气探测器为第五组，第十一、十二氨气探测器为第六组，所述分组单元315将采集的电流信号按照上述分组将三组二维电流矩阵进行整理得到矩阵
Figure 564226DEST_PATH_IMAGE070
、
Figure 711173DEST_PATH_IMAGE072
、、、、
Figure 468640DEST_PATH_IMAGE080
。
在本发明中并不局限于上述氨气探测器为12个，其可以为任意偶数
Figure 34750DEST_PATH_IMAGE002
个，所述分组单元315仍按照上述分组方式将每邻近区域的两电流信号进行分组，分成
Figure 133156DEST_PATH_IMAGE004
个二维电流矩阵。
所分组单元按照二维矩阵将上述制冷机房和单冷冻区域的偶数个氨气探测器的采集数据进行分组整理得到二维电流矩阵，便于装置进行软件控制，判断准确、快速。
所述数据采集控制单元3将采集的各组二维电流矩阵进行一冗余判断，根据判断结果进行相应控制，在本实施例中为多余度的冗余判定。
在本发明中所述比较模块32内包括一比较器，其对所有数据采集模块314内存储的电流采集信号进行运算处理，分别计算得出一重合度
Figure 759310DEST_PATH_IMAGE082
，并将其传输至所述逻辑控制模块内，现以第一组二维电流矩阵和第二组二维电流矩阵进行说明，所述比较模块32按照下述公式（2）计算该两组二维电流矩阵信号中电流的重合度
Figure 943167DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 375285DEST_PATH_IMAGE008
             （2）
    式中，
Figure 531460DEST_PATH_IMAGE010
表示每两组电流的重合度， 
Figure 390831DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 61984DEST_PATH_IMAGE014
分别表示所述第一组二维电流矩阵的电流值，
Figure 969897DEST_PATH_IMAGE012
表示第一氨气探测器的采样值，
Figure 42895DEST_PATH_IMAGE014
表示第二氨气探测器的采样值；
Figure 10852DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 169300DEST_PATH_IMAGE018
分别表示所述第二组二维电流矩阵的电流值，
Figure 943221DEST_PATH_IMAGE016
表示第三氨气探测器的采样值，
Figure 73988DEST_PATH_IMAGE018
表示第四氨气探测器的采样值；
Figure 275163DEST_PATH_IMAGE020
表示均方差运算，
Figure 593011DEST_PATH_IMAGE022
表示积分运算。
同理第一组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵按照下述公式（3）进行重合度计算
Figure 170623DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 155897DEST_PATH_IMAGE032
             （3）
    式中，表示每两组电流的重合度，
Figure 395434DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 448841DEST_PATH_IMAGE014
分别表示所述第一组二维电流矩阵的电流值，表示第一氨气探测器的采样值，
Figure 831598DEST_PATH_IMAGE014
表示第二氨气探测器的采样值；
Figure 446075DEST_PATH_IMAGE034
和
Figure 99911DEST_PATH_IMAGE036
分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，
Figure 59776DEST_PATH_IMAGE034
表示第五氨气探测器的采样值，
Figure 773655DEST_PATH_IMAGE036
表示第六氨气探测器的采样值；
Figure 615709DEST_PATH_IMAGE020
表示均方差运算，
Figure 10918DEST_PATH_IMAGE022
表示积分运算。
第二组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵按照下述公式（4）进行重合度计算
Figure 887607DEST_PATH_IMAGE038
，
Figure 710070DEST_PATH_IMAGE040
             （4）
式中，
Figure 39420DEST_PATH_IMAGE038
表示每两组电流的重合度， 和
Figure 31832DEST_PATH_IMAGE018
分别表示所述第二组二维电流矩阵的电流值，
Figure 25196DEST_PATH_IMAGE016
表示第一氨气探测器的采样值，
Figure 841842DEST_PATH_IMAGE018
表示第二氨气探测器的采样值；
Figure 844434DEST_PATH_IMAGE034
和
Figure 430136DEST_PATH_IMAGE036
分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，
Figure 656718DEST_PATH_IMAGE034
表示第五氨气探测器的采样值，
Figure 898343DEST_PATH_IMAGE036
表示第六氨气探测器的采样值；
Figure 501363DEST_PATH_IMAGE020
表示均方差运算，
Figure 879255DEST_PATH_IMAGE022
表示积分运算。
同理，将上述各组二维电流矩阵分别进行重合度计算，得出15个重合度值。
在本发明中并不局限于上述氨气探测器为12个，其可以为任意偶数个，分成
Figure 5659DEST_PATH_IMAGE004
个二维电流矩阵，每两组矩阵之间进行一重合度计算即可。上述两两计算重合度的方式，能够准确判断浓度超标的位置，判断结果易于进行显示，提高可视化。
所述比较模块32将上述重合度两两做差值并取绝对值，计算出结果后，将信号重合度与差值绝对值计算结果传输至所述逻辑控制模块34内。
所述逻辑控制模块34为一MCU处理器或一PLC，其集成在一控制柜中；所述存储模块34，其内存储有一重合度阈值
Figure 412370DEST_PATH_IMAGE024
和一标准浓度值
Figure 707085DEST_PATH_IMAGE026
和，所述逻辑控制模块34将所述计算所得的重合度绝对值差值与重合度阈值
Figure 491687DEST_PATH_IMAGE024
进行比对，若所述重合度绝对值差值大于阈值，则断定其中两组氨气探测器的位置处的烟雾浓度超标；将所有重合度绝对值差值分别与重合度阈值进行比对，则可断定某一组氨气探测器中检测的位置处的烟雾浓度超标。在本实施例中，所述重合度阈值
Figure 857170DEST_PATH_IMAGE024
取值为0.95。
本发明中冗余判断的方式，能够有效判断氨气浓度超标的准确位置，方便采取施救措施，且软件运行的成本较低，在检测氨气浓度时，可根据准确性任意设置氨气探测器的数量，适合大规模应用；同时又避免单一的氨气浓度检测装置的误判。
进一步，所述数据采集控制单元3对浓度超标的位置处的氨气进行浓度检测，相应的氨气探测器将测得的浓度值
Figure 799718DEST_PATH_IMAGE064
，所述与标准浓度值
Figure 299969DEST_PATH_IMAGE026
和
Figure 48483DEST_PATH_IMAGE028
进行对比，若
Figure 255473DEST_PATH_IMAGE066
，则该位置的浓度超过第一段预设报警值，此时，所述数据采集控制单元3向所述制冷动作单元4、单冷冻动作单元5、通信单元6、应急照明单元7和紧急控制器8发送控制指令，其内的报警器62立即发出声光报警，提醒用户采取安全措施，同时，所述GPRS通讯模块61通过无线通讯向远端的移动设备发送紧急信号，所述事故通知模块63向消防室发送事故信息，所述应急照明单元7启动应急灯，所述排气风机控制器41驱动排风机打开，用以降低氨气浓度。
若氨气浓度值
Figure 431239DEST_PATH_IMAGE068
，则该位置的浓度超过第二段预设报警值，则所述数据采集控制单元3控制切断一事故压缩机的电源，驱动第一阀门控制器43或第二阀门控制器53关闭排气阀和吸气阀，同时所述第一喷淋控制器42或第二喷淋控制器52打开喷淋系统；若漏氨事故较大无法控制的情况下，则启动所述紧急泄氨控制器8，紧急排泄氨气。
在所述单冻机区域内还设置有一应急门自动打开控制器9，其在氨气泄漏时自动打开应急门给工作人员逃生提供方便。
单冻机区域属于密集型工作人员，目前冷冻食品加工企业密集型工作人员，所以氨气泄漏会伤害很多人。
氨在循环制冷过程中，如果因生产操作不当或生产设备、管道、阀门出现故障，将会造成大量的氨蒸发，气体或液体向外泄漏，因此有可能发生重大火灾、爆炸和人员中毒等严重后果，液态氨转化为气态氨时具有易燃、易爆、有毒等特点，其破坏性非常严重，会直接影响整个生产区域及周边环境。
本发明中，在氨气浓度超标时，按照两个阈值标准对氨气浓度超标程度进行判断，若超标不是很严重，则采取通风方式排气；若浓度超标比较严重，则启动水溶方式进行稀释，既能有效降低氨气浓度，保证人员安全，又能将损失降到最低。
以上以较佳的实施例作参考，对本发明的技术特征及效果进行了简要说明，本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内，本领域技术人员可作各种变更及修改。

Claims (10)

1.一种氨气泄漏保护装置，其特征在于，其包括一第一氨气检测单元、
一第二氨气检测单元、一数据采集控制单元、一制冷动作单元、一单冷冻动作单元、一通信单元和一应急照明单元，其中，
所述第一氨气检测单元设置在一制冷机房内，所述第二氨气检测单元设置在一单冷冻区域内，两氨气监测单元内设置有偶数                                               个氨气探测器，其中每两个氨气探测器设置在相邻近的区域内；
所述数据采集控制单元个数为两个，其分别对制冷机房内和单冷冻区域内采集的氨气浓度数据进行处理，并且两个数据采集控制单元之间有互相应答发送指令；其包括一数据采集模块、一比较模块、一存储模块和一逻辑控制模块，所述数据采集模块将上述各氨气探测器内的电流信号进行采集并传输至所述比较模块，所述数据采集模块内包括一分组单元，其将上述相邻区域内设置的两个氨气探测器的电流进行分组整理，所述制冷机房和单冷冻区域内的氨气检测信息分别形成
Figure 721706DEST_PATH_IMAGE004
组二维电流矩阵；
所述比较单元将上述
Figure 726571DEST_PATH_IMAGE004
组二维电流矩阵中的每两组进行重合度判断，并将结果传输至所述逻辑控制模块，其按下述公式计算第一、二两组的重合度
Figure 226823DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 647440DEST_PATH_IMAGE008
             
 式中，
Figure 182326DEST_PATH_IMAGE010
表示每两组电流的重合度， 
Figure 358093DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 283323DEST_PATH_IMAGE014
分别表示所述第一组二维电流矩阵的电流值，
Figure 569948DEST_PATH_IMAGE012
表示第一氨气探测器的采样值，
Figure 693762DEST_PATH_IMAGE014
表示第二氨气探测器的采样值；
Figure 40430DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 515273DEST_PATH_IMAGE018
分别表示所述第二组二维电流矩阵的电流值，
Figure 543272DEST_PATH_IMAGE016
表示第三氨气探测器的采样值，
Figure 787172DEST_PATH_IMAGE018
表示第四氨气探测器的采样值；
Figure 39162DEST_PATH_IMAGE020
表示均方差运算，
Figure 938984DEST_PATH_IMAGE022
表示积分运算；
所述存储模块内设置有一重合度阈值
Figure 561553DEST_PATH_IMAGE024
；
所述逻辑控制模块将所述计算所得的两两重合度绝对值差值与重合度阈值
Figure 925538DEST_PATH_IMAGE024
进行比对，若所述重合度绝对值差值小于阈值，则断定其中两组氨气探测器的位置处的烟雾浓度超标；将所有计算所得重合度分别与重合度阈值
Figure 286112DEST_PATH_IMAGE024
进行比对，则可断定某一组氨气探测器中检测的位置处的烟雾浓度超标；
所述制冷动作单元包括一第一排气风机控制器、一第一喷淋控制器和一第一阀门控制器；
所述单冷冻动作单元包括一第二排气风机控制器、一第二喷淋控制器和一第二阀门控制器；
所述通信单元包括一GPRS通讯模块、一报警控制器和一事故通知模块。
2.根据权利要求1所述的氨气泄漏保护装置，其特征在于，所述存储模块内还设置有一标准浓度值
Figure 735548DEST_PATH_IMAGE026
和
Figure 167666DEST_PATH_IMAGE028
。
3.根据权利要求1所述的氨气泄漏保护装置，其特征在于，所述数据采集模块还包括一耦合保护电路、一滤波电路、一放大增益电路和一采样存储电路，上述各模块顺次连接，其中，
所述耦合保护电路，其用以抑制电干扰，信号经过所述耦合保护电路后通过滤波电路得到需求数据波形，经所述放大增益模块进行放大后，还原至原波形；采集的电流信号经所述分组单元处理后传输至所述采样存储电路内进行存储。
4.根据权利要求2所述的氨气泄漏保护装置，其特征在于，所述比较单元按照下述公式计算第一组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵的重合度
Figure 58262DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 917633DEST_PATH_IMAGE032
             
式中，
Figure 588786DEST_PATH_IMAGE030
表示每两组电流的重合度， 
Figure 762279DEST_PATH_IMAGE012
和分别表示所述第一组二维电流矩阵的电流值，表示第一氨气探测器的采样值，
Figure 961682DEST_PATH_IMAGE014
表示第二氨气探测器的采样值；
Figure 735603DEST_PATH_IMAGE034
和分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，
Figure 801965DEST_PATH_IMAGE034
表示第五氨气探测器的采样值，
Figure 447710DEST_PATH_IMAGE036
表示第六氨气探测器的采样值；
Figure 697425DEST_PATH_IMAGE020
表示均方差运算，
Figure 745016DEST_PATH_IMAGE022
表示积分运算。
5.根据权利要求4所述的氨气泄漏保护装置，其特征在于，所述比较单元按照下述公式计算第二组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵的重合度
Figure 54774DEST_PATH_IMAGE038
，
Figure 187815DEST_PATH_IMAGE040
             
    式中，
Figure 303539DEST_PATH_IMAGE038
表示每两组电流的重合度， 和
Figure 686296DEST_PATH_IMAGE018
分别表示所述第二组二维电流矩阵的电流值，表示第一氨气探测器的采样值，
Figure 898151DEST_PATH_IMAGE018
表示第二氨气探测器的采样值；
Figure 660614DEST_PATH_IMAGE034
和分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，
Figure 419809DEST_PATH_IMAGE034
表示第五氨气探测器的采样值，
Figure 877335DEST_PATH_IMAGE036
表示第六氨气探测器的采样值；
Figure 550762DEST_PATH_IMAGE020
表示均方差运算，
Figure 638803DEST_PATH_IMAGE022
表示积分运算。
6.根据权利要求3所述的氨气泄漏保护装置，其特征在于，所述数据采集模块对电流信号进行采集时，对信号波形，在每连续的
Figure 968154DEST_PATH_IMAGE042
个周期内，每周期选择
Figure 167054DEST_PATH_IMAGE044
个预设时刻的采样点，每间隔时间
Figure 632670DEST_PATH_IMAGE046
采样一次，连续取样
Figure 953930DEST_PATH_IMAGE048
次；在每一周期内选择的
Figure 708259DEST_PATH_IMAGE044
个采样点的时间间隔
Figure 507588DEST_PATH_IMAGE050
按照下述公式计算，
Figure 30973DEST_PATH_IMAGE052
                                    
式中，
Figure 523135DEST_PATH_IMAGE054
表示采样点的时间间隔，
Figure 623815DEST_PATH_IMAGE056
为修正系数，其大小由采样点数量决定，
Figure 164517DEST_PATH_IMAGE058
表示信号的角频率，由氨气探测器的性能决定，
Figure 870305DEST_PATH_IMAGE060
为初始相角，
Figure 267789DEST_PATH_IMAGE020
表示信号周期的时间，
Figure 996710DEST_PATH_IMAGE062
表示信号波形的峰值。
7.根据权利要求1或3所述的氨气泄漏保护装置，其特征在于，所述氨气泄漏保护装置还包括一应急照明单元和一紧急泄氨控制器，其均设置在所述冷冻机房和单冷冻区域内。
8.根据权利要求1所述的氨气泄漏保护装置，其特征在于，所述数据采集控制单元器测得氨气浓度值
Figure 137841DEST_PATH_IMAGE064
，若
Figure DEST_PATH_IMAGE066
，则该位置的浓度超过第一段预设报警值，所述数据采集控制单元向所述制冷动作单元、单冷冻动作单元、通信单元、应急照明单元和紧急控制器发送控制指令，其内的报警器立即发出声光报警，所述GPRS通讯模块通过无线通讯向远端的移动设备发送紧急信号，所述事故通知模块向消防室发送事故信息，所述应急照明单元启动应急灯，所述排气风机控制器驱动排风机打开；
若氨气浓度值
Figure DEST_PATH_IMAGE068
，则该位置的浓度超过第二段预设报警值，则所述数据采集控制单元驱动第一阀门控制器或第二阀门控制器关闭排气阀和吸气阀，所述第一喷淋控制器或第二喷淋控制器打开喷淋系统。
9.根据权利要求1-6任一权利要求所述的氨气泄漏保护装置，其特征在于，所述逻辑控制模块为一MCU处理器或一PLC，其集成在一控制柜中。
10.根据权利要求1-6任一权利要求所述的氨气泄漏保护装置，其特征在于，在所述单冻机区域内还设置一应急门自动打开控制器，其与所述数据采集控制单元连接，并受其控制。
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