CN108804726A - 基于三维模拟的化学品燃爆危险性分析系统及分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于三维模拟的化学品燃爆危险性分析系统及分析方法，危化品数据库服务器与一三维模拟服务器通信连接，三维模拟服务器与一无线通信模块通信连接，无线通信模块分别与三维激光扫描仪、手持式无线读写器通信连接；化学品燃爆危险性分析系统还包括多个化学品存储罐，每个化学品存储罐上均设置有带有对应化学品参数的电子标签，三维激光扫描仪与手持式无线读写器均能读取所有电子标签；及其分析方法。利用电子标签存储化学品组分，利用无线射频读写器读取化学品信息，利用三维激光扫描仪识别化学品并生成三维模型，在三维模拟服务器上进行燃爆危险性模拟和分析，并能够自动生成鉴别报告，可以提高化学品燃爆危险性鉴别效率和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及危险化学品安全管理领域，尤其涉及一种基于三维模拟的化学品燃爆危险性分析系统及分析方法。
背景技术
化学品危险性鉴别分类是依据有关标准的实验方法、实验手段，研究化学品的固有危险性，确定其危险性类别，使化学品的生产经营单位明确本单位所生产化学品的危害性，便于作业过程中进行有效的防护和安全操作，从而大幅度降低事故的发生。化学品燃爆危险性分析是评估化学品固有危险性的重要手段。许多国家都制定了各自的鉴别分类标准、法规，特别是欧盟REACH法规的制定、实施，对欧盟之外的国家来说面临巨大的挑战。我国在化学品燃爆危险性鉴别方面起步较晚，国内很多实验室不具备这方面的能力，专业的仪器设备价格昂贵；另外，实验本身具有危险性，由于对化学品的危险性认识不明，缺乏相应的防护措施和正确的操作规范，而造成事故隐患。化学品燃爆危险性鉴别是评估化学品固有危险性的重要手段，同时也有助于推动化学品鉴别在化学品安全监管、化学事故应急救援、事故调查中的应用。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供的一种基于三维模拟的化学品燃爆危险性分析系统及分析方法，分析过程中人员不接触易燃易爆危险化学品，提高了人员安全性，降低了分析成本。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种基于三维模拟的化学品燃爆危险性分析系统，其包括危化品数据库服务器，其中，危化品数据库服务器与一三维模拟服务器通信连接，三维模拟服务器与一无线通信模块通信连接，无线通信模块分别与三维激光扫描仪、手持式无线读写器通信连接；化学品燃爆危险性分析系统还包括多个化学品存储罐，每个化学品存储罐上均设置有带有对应化学品参数的电子标签，三维激光扫描仪与手持式无线读写器均能读取所有电子标签。
所述的化学品燃爆危险性分析系统，其中，上述三维模拟服务器包括三维可视化引擎、化学品燃爆机理数值模拟引擎和鉴别报告生成模块，用于在三维环境下进行化学品燃爆实验，并根据实验结果自动生成鉴别报告。
所述的化学品燃爆危险性分析系统，其中，上述危化品数据库服务器包括单独组分化学品燃爆危险性数据库和混合物化学品燃爆危险性数据库，能与三维模拟服务器进行实时数据传输。
所述的化学品燃爆危险性分析系统，其中，上述电子标签为RFID电子标签。
一种使用所述化学品燃爆危险性分析系统的分析方法，其包括以下步骤：
三维激光扫描仪对待鉴别的化学品之电子标签扫描及三维建模，并通过无线通信模块与三维模拟服务器相连，将三维模型传输到三维模拟服务器；再通过手持式无线读写器识别化学品信息，并通过无线通信模块与三维模拟服务器相连，将化学品信息发送给服务器；三维模拟服务器在三维环境下进行化学品燃爆模拟，并根据实验结果自动生成鉴别报告；并且三维模拟服务器从危化品数据库服务器获取单独组分化学品燃爆危险性数据和混合物化学品燃爆危险性数据用于相应模拟。
所述的分析方法，其中，上述步骤具体的还包括：
A、三维激光扫描仪对应待鉴别化学品三维模型，通过扫描可生成化学品三维点云数据，通过无线通信模块发送至三维模拟服务器，生成RFID电子标签，RFID电子标签用于存储和读取待鉴别化学品组分信息，RFID电子标签与化学品一一对应；
B、手持式无线读写器可读取待鉴别化学品上的RFID电子标签，并通过无线通信模块发送至三维模拟服务器；
C、三维模拟服务器在三维环境下进行化学品燃爆模拟，并根据实验结果自动生成鉴别报告。
所述的分析方法，其中，RFID电子标签内的参数包括化学品名称、化学品别名、CAS号、燃爆特性、三维模型、燃点与闪点。
本发明提供的一种基于三维模拟的化学品燃爆危险性分析系统及分析方法，利用三维激光扫描仪对待鉴别化学品进行扫描生成点云数据，利用无线通讯模块将点云数据发送至三维模拟服务器，三维模拟服务器通过三维引擎将点云数据转化为栅格数据；无线射频读写器通过读取化学品电子标签获得化学品组分信息，并将信息通过无线通信模块发送给三维模拟服务器，三维模拟服务器获得化学品三维栅格模型和化学品组分信息后，利用化学品燃爆机理数值模拟引擎将三维数据与点火源等参数进行反应，通过化学品燃爆机理数值模拟模型模拟化学品燃爆量化数据；三维模拟服务器通过与危化品数据库服务器数据通信，获得化学品燃爆数据，定义其危险性，并通过鉴别报告生成模块按照模板要求自动生成鉴别报告；利用电子标签存储化学品组分，利用无线射频读写器读取化学品信息，利用三维激光扫描仪识别化学品并生成三维模型，在三维模拟服务器上进行燃爆危险性模拟和分析，并能够自动生成鉴别报告，可以提高化学品燃爆危险性鉴别效率和安全性。
附图说明
图1为本发明中化学品燃爆危险性分析系统的结构示意图；
图2为本发明中分析方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于三维模拟的化学品燃爆危险性分析系统及分析方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种基于三维模拟的化学品燃爆危险性分析系统，如图1所示的，其包括危化品数据库服务器1，其中，危化品数据库服务器1与一三维模拟服务器2通信连接，三维模拟服务器2与一无线通信模块3通信连接，无线通信模块3分别与三维激光扫描仪4、手持式无线读写器5通信连接；化学品燃爆危险性分析系统还包括多个化学品存储罐6，每个化学品存储罐6上均设置有带有对应化学品参数的电子标签7，三维激光扫描仪4与手持式无线读写器5均能读取所有电子标签7。
更进一步的，上述三维模拟服务器2包括三维可视化引擎、化学品燃爆机理数值模拟引擎和鉴别报告生成模块，用于在三维环境下进行化学品燃爆实验，并根据实验结果自动生成鉴别报告。上述危化品数据库服务器1包括单独组分化学品燃爆危险性数据库和混合物化学品燃爆危险性数据库，能与三维模拟服务器进行实时数据传输。而且上述电子标签7为RFID电子标签。
本发明还提供了一种使用上述化学品燃爆危险性分析系统的分析方法，其包括以下步骤：
三维激光扫描仪对待鉴别的化学品之电子标签扫描及三维建模，并通过无线通信模块与三维模拟服务器相连，将三维模型传输到三维模拟服务器；再通过手持式无线读写器识别化学品信息，并通过无线通信模块与三维模拟服务器相连，将化学品信息发送给服务器；三维模拟服务器在三维环境下进行化学品燃爆模拟，并根据实验结果自动生成鉴别报告；并且三维模拟服务器从危化品数据库服务器获取单独组分化学品燃爆危险性数据和混合物化学品燃爆危险性数据用于相应模拟。
其更具体的步骤包括：
步骤一，三维激光扫描仪对应待鉴别化学品三维模型，通过扫描可生成化学品三维点云数据，通过无线通信模块发送至三维模拟服务器，生成RFID电子标签，RFID电子标签用于存储和读取待鉴别化学品组分信息，RFID电子标签与化学品一一对应；
步骤二，手持式无线读写器可读取待鉴别化学品上的RFID电子标签，并通过无线通信模块发送至三维模拟服务器；
步骤三，三维模拟服务器在三维环境下进行化学品燃爆模拟，并根据实验结果自动生成鉴别报告。并且RFID电子标签内的参数包括化学品名称、化学品别名、CAS号、燃爆特性、三维模型、燃点与闪点。
为了更进一步描述本发明以下列举更为详尽的实施例进行说明。
(1)RFID电子标签7用于存储和读取待鉴别化学品组分信息，电子标签与化学品一一对应；
(2)三维激光扫描仪4用于识别待鉴别化学品三维模型，通过扫描可生成化学品三维点云数据，通过无线通信模块3发送至三维模拟服务器2，三维模拟服务器2生成上述RFID电子标签7；
(3)手持式无线读写器5可读取待鉴别化学品上的RFID电子标签7，并通过无线通信模块3发送至三维模拟服务器2；
(4)无线通信模块3支持802.11b/n/g无线标准，支持多路TCP Client连接，实现三维激光扫描仪、读写器和服务器直接的数据传输；
(5)危化品数据库服务器1用于存储和管理危化品燃爆危险性数据库，可为三维模拟服务器2提供数据支持，包括化学品名称，化学品别名，CAS号，燃爆特性，三维模型，燃点、闪点等内容；
(6)三维模拟服务器2包含三维可视化引擎、化学品燃爆机理数值模拟引擎和鉴别报告生成模块，三维可视化引擎利用OpenGL(Open Graphics Library)实现三维点云数据向三维栅格数据的转换，化学品燃爆机理数值模拟引擎能够在三维空间中模拟化学品燃爆实验过程，鉴别报告生成模块可根据燃爆实验结果和化学品组分信息自动生成鉴别报告。
比如，相关人员接到化学品鉴别委托后，可由委托人或相关人员将化学品组分信息存储在RFID电子标签中，实验人员利用无线读写器识别出化学品的组分信息，并利用三维激光扫描仪获取化学品的点云模型，发送至三维模拟服务器，由三维可视化引擎生成栅格数据，并存档；实验人员通过危险化学品数据库分析待鉴别物品的燃爆特性，若在数据库中已存在该化学品的危险性识别信息，则由鉴别报告生成模块直接生成鉴别报告。比如化学品为四甲基硅烷，从危化品数据库服务器1可分析得到该物质闭杯闪点是-27.22℃，沸点为26～28℃，属于易燃液体类别1，蒸气与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。若待测化学品不在危化品数据库中，比如某产品重质烷烃其组成为：C6-11含量47.97％，C12-18含量为36.941％，C19以上含量为15.089％，危化品数据库服务器1只有单一组分的数据信息，那么对于该混合物质则可采用化学品燃爆机理数值模拟引擎对化学品燃爆性进行模拟实验，得到其燃爆危险性后由鉴别报告生成模块生成鉴别报告，并将该化学品的三维模型和燃爆特性存入危险化学品数据库中。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (7)
1.一种基于三维模拟的化学品燃爆危险性分析系统，其包括危化品数据库服务器，其特征在于，危化品数据库服务器与一三维模拟服务器通信连接，三维模拟服务器与一无线通信模块通信连接，无线通信模块分别与三维激光扫描仪、手持式无线读写器通信连接；化学品燃爆危险性分析系统还包括多个化学品存储罐，每个化学品存储罐上均设置有带有对应化学品参数的电子标签，三维激光扫描仪与手持式无线读写器均能读取所有电子标签。
2.根据权利要求1所述的化学品燃爆危险性分析系统，其特征在于，上述三维模拟服务器包括三维可视化引擎、化学品燃爆机理数值模拟引擎和鉴别报告生成模块，用于在三维环境下进行化学品燃爆实验，并根据实验结果自动生成鉴别报告。
3.根据权利要求1所述的化学品燃爆危险性分析系统，其特征在于，上述危化品数据库服务器包括单独组分化学品燃爆危险性数据库和混合物化学品燃爆危险性数据库，能与三维模拟服务器进行实时数据传输。
4.根据权利要求1所述的化学品燃爆危险性分析系统，其特征在于，上述电子标签为RFID电子标签。
5.一种使用如权利要求1所述化学品燃爆危险性分析系统的分析方法，其包括以下步骤：
三维激光扫描仪对待鉴别的化学品之电子标签扫描及三维建模，并通过无线通信模块与三维模拟服务器相连，将三维模型传输到三维模拟服务器；再通过手持式无线读写器识别化学品信息，并通过无线通信模块与三维模拟服务器相连，将化学品信息发送给服务器；三维模拟服务器在三维环境下进行化学品燃爆模拟，并根据实验结果自动生成鉴别报告；并且三维模拟服务器从危化品数据库服务器获取单独组分化学品燃爆危险性数据和混合物化学品燃爆危险性数据用于相应模拟。
6.根据权利要求5所述的分析方法，其特征在于，上述步骤具体的还包括：
A、三维激光扫描仪对应待鉴别化学品三维模型，通过扫描可生成化学品三维点云数据，通过无线通信模块发送至三维模拟服务器，生成RFID电子标签，RFID电子标签用于存储和读取待鉴别化学品组分信息，RFID电子标签与化学品一一对应；
B、手持式无线读写器可读取待鉴别化学品上的RFID电子标签，并通过无线通信模块发送至三维模拟服务器；
C、三维模拟服务器在三维环境下进行化学品燃爆模拟，并根据实验结果自动生成鉴别报告。
7.根据权利要求6所述的分析方法，其特征在于，RFID电子标签内的参数包括化学品名称、化学品别名、CAS号、燃爆特性、三维模型、燃点与闪点。
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Effective date of registration: 20211026 Address after: No. 22, Chaoyangmen street, Chaoyang District, Beijing 100020 Applicant after: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp. Applicant after: Sinopec Safety Engineering Research Institute Co.,Ltd. Address before: Yanan City, Shandong province Qingdao City three road 266071 No. 218 Applicant before: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp. Applicant before: SINOPEC Research Institute OF SAFETY ENGINEERING |
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