CN105572300A - 一种气体检测预警的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种气体检测预警的方法、装置和系统，该方法可以包括：气体检测预警装置在预设的第一时间段内获取目标气体的N个浓度变化速度，N为大于0的正整数；所述气体检测预警装置根据所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常时，所述气体检测预警装置生成预警消息。

Description

一种气体检测预警的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及气体检测领域，尤其涉及一种气体检测预警的方法、装置和系统。

背景技术

在煤矿、化工厂、实验室等具有易燃易爆气体或者有毒有害气体的生产或实验场所中，一般都设有气体检测系统，例如在煤矿中设置瓦斯检测系统。目前的气体检测系统一般采用设置阈值以监测气体浓度的方式进行预警，即气体检测系统以传感器上报的气体浓度超过预设的阈值为预警条件，当气体浓度超过阈值时，气体检测系统进行预警。通常当气体检测系统发生预警时，传感器所在环境的气体浓度已经处于危险的状态，所以，目前的气体检测系统无法在气体浓度达到危险状态之前提前预警，从而影响了预警的及时性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种气体检测预警的方法、装置和系统，能够在气体浓度发生异常变化时发出预警，从而在气体浓度达到危险状态之前实现提前预警，提高了预警的及时性，增加了预警的处理时间。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种气体检测预警的方法，所述方法包括：气体检测预警装置在预设的第一时间段内获取目标气体的N个浓度变化速度，N为大于0的正整数；所述气体检测预警装置根据所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常时，所述气体检测预警装置生成预警消息。

可选地，所述气体检测预警装置在预设的第一时间段内获取目标气体的N个浓度变化速度，包括：所述气体检测预警装置在所述第一时间段内采集所述目标气体的N+1个气体浓度值；所述气体检测预警装置对所述N+1个气体浓度值中相邻的浓度值进行差值运算，并将所述差值运算的结果除以所述相邻的浓度值的采集间隔时间，得到所述N个浓度变化速度。

可选地，所述气体检测预警装置根据所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常，包括：所述气体检测预警装置对所述N个浓度变化速度中连续的M个浓度变化速度的绝对值进行求和运算，得到浓度变化表征值，M为大于0且小于等于N的正整数；所述气体检测预警装置将所述浓度变化表征值与预设的浓度变化速度阈值进行比较；当所述浓度变化表征值大于所述预设的浓度变化速度阈值时，所述气体检测预警装置确定所述目标气体浓度变化异常。

可选地，所述气体检测预警装置生成预警消息之后，所述方法还包括：所述气体检测预警装置将所述预警消息发送至第一设备，以使得所述第一设备在接收到所述预警消息之后进行预警响应。

第二方面，本发明实施例提供了一种气体检测预警装置，所述预警装置包括：获取单元、确定单元和生成单元，其中，所述获取单元，用于在预设的第一时间段内获取目标气体的N个浓度变化速度，N为大于0的正整数；所述确定单元，用于根据所述获取单元获取的所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常；所述生成单元，用于当所述确定单元确定所述目标气体的浓度变化异常时生成预警消息。

可选地，所述获取单元包括：获取子单元和运算子单元，其中，所述获取子单元，用于在所述第一时间段内采集所述目标气体的N+1个气体浓度值；所述运算子单元，用于对所述获取子单元获取到的所述N+1个气体浓度值中相邻的浓度值进行差值运算，并将所述差值运算的结果除以所述相邻的浓度值的采集间隔时间，得到所述N个浓度变化速度。

可选地，所述确定单元包括：运算子单元、比较子单元和确定子单元，其中，所述运算子单元，用于对所述N个浓度变化速度中连续的M个浓度变化速度的绝对值进行求和运算，得到浓度变化表征值，M为大于0且小于等于N的正整数；所述比较子单元，用于将所述运算子单元得到的所述浓度变化表征值与预设的浓度变化速度阈值进行比较；所述确定子单元，用于当所述浓度变化表征值大于所述预设的浓度变化速度阈值时，确定所述目标气体浓度变化异常。

可选地，所述预警装置还包括发送单元，所述发送单元用于所述生成单元生成预警消息之后将所述预警消息发送至第一设备，以使得所述第一设备在接收到所述预警消息之后进行预警响应。

第三方面，本发明实施例提供了一种气体检测预警系统，所述系统包括：气体浓度传感器和气体检测预警装置，其中，所述气体浓度传感器，用于按照所述气体检测预警装置的指示采集自身所处环境中的目标气体浓度值，并将采集到的目标气体浓度值传输至所述气体检测预警装置；所述气体检测预警装置，用于在预设的第一时间段内指示所述气体浓度传感器采集目标气体的N个浓度变化速度，N为大于0的正整数；以及，根据所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常时，所述气体检测预警装置生成预警消息。

可选地，所述系统还包括：第一设备；所述气体检测预警装置，还用于将所述预警消息发送至第一设备；所述第一设备，用于在接收到所述气体检测预警装置发送的预警消息之后进行预警响应。

本发明实施例提供了一种气体检测预警的方法、装置和系统，通过对气体的浓度变化速度进行检测，在气体浓度变化速度发生异常变化时发出预警，从而在气体浓度达到危险状态之前实现提前预警，提高了预警的及时性，增加了预警的处理时间。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种气体检测预警的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种气体检测预警装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种气体检测预警装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种气体检测预警装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的再一种气体检测预警装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种气体检测预警系统的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种气体检测预警系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明实施例的基本思想是：通过对目标气体的浓度变化速度进行监测，判断气体浓度的变化是否异常，当目标气体的浓度变化异常时，发出预警。

参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种气体检测预警的方法的流程，该方法可以包括：

S101：预警装置在预设的第一时间段内获取目标气体的N个浓度变化速度，N为大于0的正整数；

示例性地，所述预警装置在预设的第一时间段内获取目标气体的N个浓度变化速度，可以包括：

首先，所述预警装置在所述第一时间段内采集所述目标气体的N+1个气体浓度值；

然后，所述预警装置对所述N+1个气体浓度值中相邻的浓度值进行差值运算，并将所述差值运算的结果除以对应的采集间隔时间，得到所述N个浓度变化速度。

需要说明的是，所述气体浓度值由气体浓度传感器采集并上传至所述预警装置。所述传感器为分布于需要对目标气体进行监测的作业面的传感器，例如分布于煤矿井下的瓦斯浓度传感器。可以理解的，所述差值运算为所述浓度值中在采集时间顺序上后一浓度值减去前一浓度值。

例如，预警装置在预设的第一时间段内采集到目标气体的N+1个气体浓度值W₁、W₂、W₃......W_n+1，采集间隔时间t₁、t₂......t_n，其中，采集间隔时间t₁、t₂......t_n可以根据需要进行设置，可以是相同的间隔时间，也可以是不相同的间隔时间，本发明实施例对此不作具体限定，n为大于等于1的整数。

随后，所述预警装置对所述N+1个气体浓度值W₁、W₂、W₃......W_n+1中相邻的浓度值进行差值运算，并将所述差值运算的结果除以对应的间隔时间t₁、t₂......t_n，得到目标气体的N个浓度变化速度V₁、V₂……V_n，其中V₁、V₂……V_n可以根据以下公式得到：

V₁＝(W₂-W₁)/t₁，

V₂＝(W₃-W₂)/t₂，

……

V_n＝(W_n+₁-W_n)/t_n。

S102：所述预警装置根据所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常时，所述预警装置生成预警消息。

示例性地，所述预警装置根据所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常，具体可以包括：

首先，所述预警装置对所述N个浓度变化速度中连续的M个浓度变化速度的绝对值进行求和运算，得到所述浓度变化表征值，M为大于0且小于等于N的正整数；

然后，所述预警装置将所述浓度变化表征值与预设的浓度变化速度阈值进行比较；

最后，当所述浓度变化表征值大于所述预设的浓度变化速度阈值时，所述预警装置确定所述目标气体浓度变化异常。

例如，所述预警装置对步骤101中所述目标气体的N个浓度变化速度V₁、V₂……V_n中的包括第i个及第i个浓度变化速度之前的连续M个目标气体浓度变化速度的绝对值进行求和运算，得到所述M个气体浓度变化速度的绝对值之和Fi，可以理解的，所述M个气体浓度变化速度的绝对值之和Fi即为所述浓度变化表征值Fi，Fi可以根据以下公式得到

$\mathrm{Fi}=\underset{j=i-(M-1)}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\left|\mathrm{Vj}\right|$

其中，Vj表示目标气体浓度变化速度，i为大于等于1且小于等于N的整数，M为大于0且小于等于i的正整数。

然后，所述预警装置将所述浓度变化表征值Fi与预设的浓度变化速度阈值K进行比较；当Fi>K时，所述预警装置确定所述目标气体浓度变化异常。

需要说明的是，所述浓度变化表征值Fi是所述目标气体在一定时间段内浓度变化速度的综合趋势表征，上述公式中的各个参数和常量可以手动地进行配置和校正，可以根据需要配置和校正上述公式中的各个参数和常量，得到合适的浓度变化表征值Fi及浓度变化速度阈值K，从而达到预期。

此外，还需要说明的是，当气体浓度处于上升趋势时，得到的浓度变化速度为正值，当气体浓度处于下降趋势时，得到的浓度变化速度为负值，但是经过绝对值运算后浓度变化速度都表现为正值，所述浓度变化表征值大于所述预设的浓度变化速度阈值时，就发出预警，因此在本发明实施例中，既可以对气体浓度上升变化异常发出预警，也可以对气体浓度下降变化异常发出预警。例如在矿井中，当检测目标气体为瓦斯时，瓦斯浓度上升速度异常，发出预警；当检测目标气体为氧气时，氧气浓度下降速度异常，发出预警。

示例性地，所述预警装置生成预警消息之后，还可以包括：

所述预警装置将所述预警消息发送至第一设备，以使得所述第一设备在接收到所述预警消息之后进行预警响应。

例如，在矿井中，所述预警装置生成预警消息后将所述预警消息发送至报警系统或通风系统，报警系统拉响警报通知工作人员进行处置，通风系统根据所述预警消息加大气体排放量，对气体浓度变化异常做出快速反应。

本发明实施例提供了一种气体检测预警的方法，通过对气体的浓度变化速度进行检测，在气体浓度变化速度发生异常变化时发出预警，从而在气体浓度达到危险状态之前实现提前预警，提高了预警的及时性，增加了预警的处理时间。

基于同一发明构思，参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种气体检测预警装置20的结构，该预警装置20与上述一个或者多个实施例中的预警装置一致。该预警装置20可以包括：获取单元201、确定单元202和生成单元203，其中，

所述获取单元201，用于在预设的第一时间段内获取目标气体的N个浓度变化速度,N为大于0的正整数；

所述确定单元202，用于根据所述获取单元201获取的所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常；

所述生成单元203，用于当所述确定单元202确定所述目标气体的浓度变化异常时生成预警消息。

示例性地，参见图3，所述获取单元201可以包括：获取子单元2011和运算子单元2012，其中，

所述获取子单元2011，用于在所述第一时间段内采集目标气体的N+1个气体浓度值；

所述运算子单元2012，用于对所述获取子单元2011获取到的所述N+1个气体浓度值中相邻的浓度值进行差值运算，并将所述差值运算的结果除以所述相邻的浓度值的采集间隔时间，得到所述N个浓度变化速度。

示例性地，参见图4，所述确定单元202可以包括：运算子单元2021、比较子单元2022和确定子单元2023，其中，

所述运算子单元2021，用于对所述N个浓度变化速度中连续的M个浓度变化速度的绝对值进行求和运算，得到所述浓度变化表征值，M为大于0且小于等于N的正整数；

所述比较子单元2022，用于将所述运算子单元2021得到的所述浓度变化表征值与预设的浓度变化速度阈值进行比较；

所述确定子单元2023，用于当所述浓度变化表征值大于所述预设的浓度变化速度阈值时，确定所述目标气体浓度变化异常。

示例性地，参见图5，所述预警装置20还包括发送单元204，所述发送单元204用于所述生成单元203生成预警消息之后将所述预警消息发送至第一设备，以使得所述第一设备在接收到所述预警消息之后进行预警响应。

本发明实施例提供了一种气体检测预警装置20，通过对气体的浓度变化速度进行检测，在气体浓度变化速度发生异常变化时发出预警，从而在气体浓度达到危险状态之前实现提前预警，提高了预警的及时性，增加了预警的处理时间。

基于前述实施例相同的技术构思，参见图6，其示出了本发明实施例提供的一种气体检测预警系统60结构，该预警系统60可以包括：气体浓度传感器70和气体检测预警装置20，其中，

所述气体浓度传感器70，用于按照所述气体检测预警装置20的指示采集自身所处环境中的目标气体浓度值，并将采集到的目标气体浓度值传输至所述气体检测预警装置20；

所述气体检测预警装置20，用于在预设的第一时间段内指示所述气体浓度传感器70采集目标气体的N个浓度变化速度，N为大于0的正整数；

以及，根据所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常时，所述气体检测预警装置20生成预警消息。

示例性地，参见图7，所述预警系统60还包括：第一设备80；

所述气体检测预警装置20，还用于将所述预警消息发送至第一设备80；

所述第一设备80，用于在接收到所述气体检测预警装置20发送的预警消息之后进行预警响应。

例如，在矿井中，所述第一设备80具体可以是报警设备或通风设备，那么所述气体检测预警装置20生成预警消息后将所述预警消息发送至报警设备或通风设备，报警设备拉响警报通知工作人员进行处置，通风设备根据所述预警消息加大气体排放量，对气体浓度变化异常做出快速反应。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的预警装置以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的预警装置执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气体检测预警的方法，其特征在于，所述方法包括：

气体检测预警装置在预设的第一时间段内获取目标气体的N个浓度变化速度，N为大于0的正整数；

所述气体检测预警装置根据所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常时，所述气体检测预警装置生成预警消息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体检测预警装置在预设的第一时间段内获取目标气体的N个浓度变化速度，包括：

所述气体检测预警装置在所述第一时间段内采集所述目标气体的N+1个气体浓度值；

所述气体检测预警装置对所述N+1个气体浓度值中相邻的浓度值进行差值运算，并将所述差值运算的结果除以所述相邻的浓度值的采集间隔时间，得到所述N个浓度变化速度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体检测预警装置根据所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常，包括：

所述气体检测预警装置对所述N个浓度变化速度中连续的M个浓度变化速度的绝对值进行求和运算，得到浓度变化表征值，M为大于0且小于等于N的正整数；

所述气体检测预警装置将所述浓度变化表征值与预设的浓度变化速度阈值进行比较；

当所述浓度变化表征值大于所述预设的浓度变化速度阈值时，所述气体检测预警装置确定所述目标气体浓度变化异常。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体检测预警装置生成预警消息之后，所述方法还包括：

所述气体检测预警装置将所述预警消息发送至第一设备，以使得所述第一设备在接收到所述预警消息之后进行预警响应。

5.一种气体检测预警装置，其特征在于，所述预警装置包括：获取单元、确定单元和生成单元，其中，

所述获取单元，用于在预设的第一时间段内获取目标气体的N个浓度变化速度，N为大于0的正整数；

所述确定单元，用于根据所述获取单元获取的所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常；

所述生成单元，用于当所述确定单元确定所述目标气体的浓度变化异常时生成预警消息。

6.根据权利要求5所述的预警装置，其特征在于，所述获取单元包括：获取子单元和运算子单元，其中，

所述获取子单元，用于在所述第一时间段内采集所述目标气体的N+1个气体浓度值；

所述运算子单元，用于对所述获取子单元获取到的所述N+1个气体浓度值中相邻的浓度值进行差值运算，并将所述差值运算的结果除以所述相邻的浓度值的采集间隔时间，得到所述N个浓度变化速度。

7.根据权利要求5所述的预警装置，其特征在于，所述确定单元包括：运算子单元、比较子单元和确定子单元，其中，

所述运算子单元，用于对所述N个浓度变化速度中连续的M个浓度变化速度的绝对值进行求和运算，得到浓度变化表征值，M为大于0且小于等于N的正整数；

所述比较子单元，用于将所述运算子单元得到的所述浓度变化表征值与预设的浓度变化速度阈值进行比较；

所述确定子单元，用于当所述浓度变化表征值大于所述预设的浓度变化速度阈值时，确定所述目标气体浓度变化异常。

8.根据权利要求5所述的预警装置，其特征在于，所述预警装置还包括发送单元，所述发送单元用于所述生成单元生成预警消息之后将所述预警消息发送至第一设备，以使得所述第一设备在接收到所述预警消息之后进行预警响应。

9.一种气体检测预警系统，其特征在于，所述系统包括：气体浓度传感器和气体检测预警装置，其中，

所述气体浓度传感器，用于按照所述气体检测预警装置的指示采集自身所处环境中的目标气体浓度值，并将采集到的目标气体浓度值传输至所述气体检测预警装置；

所述气体检测预警装置，用于在预设的第一时间段内指示所述气体浓度传感器采集目标气体的N个浓度变化速度，N为大于0的正整数；

以及，根据所述N个浓度变化速度和预设的浓度变化速度阈值确定所述目标气体的浓度变化异常时，所述气体检测预警装置生成预警消息。

10.根据权利要求9所述的预警系统，其特征在于，所述系统还包括：第一设备；

所述气体检测预警装置，还用于将所述预警消息发送至第一设备；

所述第一设备，用于在接收到所述气体检测预警装置发送的预警消息之后进行预警响应。