CN109724752B - 泄漏检测系统和泄漏检测方法 - Google Patents

Abstract

一种泄漏检测系统，包括：感测单元，该感测单元接触泄漏液体；电阻测量单元，该电阻测量单元被配置为通过向感测单元施加直流电来测量感测单元的电阻；以及判定单元，该判定单元被配置为基于第一曲线图确定泄漏液体是危险溶液还是安全溶液，第一曲线图呈现由电阻测量单元测量的电阻随时间的变化，其中危险溶液是酸性溶液或碱性溶液，并且安全溶液是水。

Description

泄漏检测系统和泄漏检测方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0141321的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

一个或多个实施例涉及一种泄漏检测系统和一种泄漏检测方法，更具体地，涉及一种用于容易地将化学品与水区分开并且提高对化学品的泄漏灵敏度的泄漏检测系统和一种泄漏检测方法。

背景技术

在使用液体的工业设施或工厂中，泄漏传感器安装在液体容器周围或者在输送液体的管道之间的接头周围以检测水或化学品泄漏。

特别地，当化学品从容器或管道泄漏时，化学品泄漏到土壤、地下水等中不仅会污染周围的自然环境，而且还可能与人体接触并且导致各种致命疾病。

因此，在处理化学品时需要特别注意，并且需要在安装在室内或室外的化学品储存器中设置用于监测化学品泄漏的各种系统。

各种泄漏检测方法，例如短路方法、pH感测方法和纸变色方法，可以用于这种泄漏检测系统。具体地，在短路方法的情况下，通过泄漏液体和导电溶液之间的接触产生短路，从而检测导电率的变化。在pH感测方法和纸变色方法的情况下，检测测量装置的数值的变化或由于pH变化引起的特殊纸的颜色的变化。

当使用这种泄漏检测系统和泄漏检测方法时，难以区分化学品和水，并且在室外容器、安装等的情况下由于雨水等可能发生差错。此外，必须单独设置用于收集足够量的泄漏溶液的空间，或者用户必须用肉眼直接检查泄漏溶液。

发明内容

为了解决包括上述问题的各种问题，一个或多个实施例包括泄漏检测系统以及一种泄漏检测方法，该泄漏检测系统用于容易地将化学品与水区分开并且改善对于化学品的泄漏灵敏度。然而，实施例仅仅是示例，并且本公开的范围不限于此。

另外的方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践所呈现的实施例来理解。

根据一个或多个实施例，泄漏检测系统包括：感测单元，该感测单元接触泄漏液体；电阻测量单元，该电阻测量单元被配置为通过向感测单元施加直流电来测量感测单元的电阻；判定单元，该判定单元被配置为基于呈现由电阻测量单元测量的电阻随时间的变化的第一曲线图来确定泄漏液体是危险溶液还是安全溶液，其中危险溶液是酸性溶液或碱性溶液，并且安全溶液是水。

判定单元可以包括：计算单元，该计算单元被配置为计算关于第二曲线图的斜率的数据以及关于第二曲线图与第一曲线图之间的偏差的数据，该第二曲线图通过在特定时间间隔内对电阻的测量值进行曲线拟合而获得。

泄漏检测系统还可包括：数据库单元，该数据库单元被配置为存储针对酸性溶液和碱性溶液中的至少一种的关于斜率的第一标准数据和关于偏差的第二标准数据，以及针对水的关于斜率的第三标准数据和关于偏差的第四标准数据。

判定单元可以被配置为将关于基于当前电阻测量值所计算的斜率的数据与第一标准数据和第三标准数据进行比较，并且将关于基于电阻的当前测量值所计算的偏差的数据与第二标准数据和第四标准数据进行比较。

泄漏检测系统还可包括输出单元，该输出单元被配置为当判定单元确定泄漏液体是危险溶液时输出警报信号。

泄漏检测系统还可包括模数转换器，该模数转换器被配置为将测量的电阻转换为数字值。

感测单元可以包括：基层；泄漏反应层，该泄漏反应层位于基层上，并且具有沿基层的长度方向延伸的至少一个反应图案；和保护层，该保护层位于泄漏反应层上，其中暴露所述至少一个反应图案的一部分的多个开口在保护层中彼此间隔开。

所述至少一种反应图案可包括石墨烯和石墨、导电聚合物和粘合剂中的至少一种。

所述至少一个反应图案可包括沿基层的宽度方向彼此间隔开的第一反应图案和第二反应图案。

所述多个开口可包括：多个第一开口，所述多个第一开口沿着沿所述基层的长度方向延伸的第一虚拟行定位；以及多个第二开口，所述多个第二开口沿着沿所述基层的长度方向延伸的第二虚拟行定位。

泄漏反应层可以包括沿基层的长度方向延伸的导电图案，并且该导电图案可以沿基层的宽度方向与至少一个反应图案间隔开。

根据一个或多个实施例，一种泄漏检测方法，包括：通过向感测单元施加直流电来测量与泄漏液体接触的感测单元的电阻；基于呈现测量的电阻随时间的变化的第一曲线图确定泄漏液体是危险溶液还是安全溶液，其中危险溶液是酸性溶液或碱性溶液，并且安全溶液是水。

测量感测单元的电阻可以包括切换直流电流流动的方向并且实时测量电阻。

泄漏检测方法还可以包括：在测量感测单元的电阻之后，基于所测量的电阻确定当前状态是否是正常状态。

所述泄漏检测方法还可以包括：通过在特定时间间隔内对第一曲线图形进行曲线拟合来获得第二曲线图；并且计算关于第二曲线图的斜率的数据和关于第二曲线图与第一曲线图之间的偏差的数据。

泄漏检测方法还可以包括将所计算的关于斜率的数据和所计算的关于实时偏差的数据存储在数据库单元中。

确定泄漏液体是危险溶液还是安全溶液可以包括将基于电阻的当前测量值计算的关于斜率的数据和关于偏差的数据与标准数据进行比较。

标准数据可以包括：针对酸性溶液或碱性溶液的关于斜率的第一标准数据和关于偏差的第二标准数据；和针对水的关于斜率的第三标准数据和关于偏差的第四标准数据。

泄漏检测方法还可以包括：当确定泄漏液体是危险溶液时，输出警报信号。

泄漏检测方法还可以包括将测量的电阻转换为数字值。

附图说明

通过以下结合附图对实施例的描述，这些和/或其他方面将变得显而易见并且更容易理解，其中：

图1是根据一实施例的泄漏检测系统的配置图；

图2是示出图1的泄漏检测系统的感测单元的透视图；

图3A至图3C是示出由图2的感测单元绘制的电阻-时间曲线的曲线图；

图4是根据另一实施例的泄漏检测系统的配置图；

图5是根据另一实施例的泄漏检测系统的配置图；

图6是根据另一实施例的泄漏检测系统的配置图；

图7是根据一实施例的泄漏检测方法的流程图；

图8A和图8B是示出当使用根据一实施例的泄漏检测方法检测化学品和水时由感测单元绘制的电阻-时间曲线的曲线图；以及

图9A和图9B是示出当使用根据另一实施例的泄漏检测方法检测化学品和水时由感测单元绘制的电阻-时间曲线的曲线图。

具体实施方式

由于本公开允许各种改变和许多实施例，因此将在附图中示出特定实施例并且在书面描述中详细描述。然而，这并不旨在将本公开限制于特定的实践模式，并且将理解，不脱离本公开的精神和技术范围的所有改变、等同方案和替代方案都包含在本公开中。在本公开的说明书中，当认为对相关技术的某些详细解释可能不必要地模糊了本公开的实质时，省略了对相关技术的某些详细解释。

虽然诸如“第一”、“第二”等术语可用于描述各种部件，但是这些部件不应限于上述术语。上述术语仅用于将一个部件与另一个部件区分开。

应当理解，当层、区域或部件被称为“形成在”另一层、区域或部件上时，它可以直接或间接地形成在另一层、区域或部件上。也就是说，例如，可以存在中间层、中间区域或中间部件。

本说明书中使用的x轴、y轴和z轴不限于直角坐标系的三个轴，而是可以在一般意义上解释为指代具有三个轴的坐标系。例如，x轴、y轴和z轴可以彼此正交，但是可以指代彼此不正交的不同方向。

现在将详细参考实施例，其示例在附图中示出。相同的附图标记始终表示相同的元件，因此将省略其描述。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度。诸如“…中的至少一个”之类的表达，当在元件列表之前时，修饰整个元件列表而不修饰列表中的各个元件。

图1是根据一实施例的泄漏检测系统的配置图，图2是示出图1的泄漏检测系统的感测单元100的透视图，并且图3A至图3C是示出由图2的感测单元100绘制的电阻-时间曲线的曲线图。

参照图1和图2，根据本实施例的泄漏检测系统可包括感测单元100、电阻测量单元200和判定单元300。

感测单元100接触泄漏液体LE并且用作泄漏传感器。具体地，如图2所示，感测单元100可以包括基层110、位于基层110上的泄漏反应层120、以及位于泄漏反应层120上的保护层130。

基层110支撑感测单元100，并且可以根据基层110的形状来确定感测单元100的整体形状。例如，基层110可以具有膜形状，但是不限于此，并且可以具有诸如圆柱形或柱形的块体形状。因此，可以根据基层110的形状将感测单元100改变为具有膜形状或块体形状。

在一个实施例中，基层110可以是沿+X方向伸长的膜，如图1和图2所示。更具体地，基层110可以是具有沿+X方向延伸的长边的矩形膜。

基层110可包括各种材料。例如，基层110可以包括包含柔性材料的树脂，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)和氟乙烯乙烯基醚(FEVE)。因此，感测单元100可以安装在具有复杂形状的结构的外表面上。

粘合剂层90可以位于基层110下面。因此，感测单元100可以容易地附接到容器、设施、管道等，以监测化学品从其的泄漏。

粘合剂层90可以具有薄膜形状，从而稳定地粘附到安装表面。粘合剂层90的形状可以与基层110的形状相同或相似。

泄漏反应层120位于基层110上。由于与诸如化学品或水的泄漏液体LE的反应，在泄漏反应层120中发生电阻的变化。实质上通过泄漏反应层120检测泄漏液体LE。

泄漏反应层120具有沿基层110的长度方向(即，沿+X方向)延伸的至少一个反应图案121。关于至少一个反应图案121的布置、形状、数量等的各种实施例，将在后面参考图4至图6进行描述。

至少一个反应图案121可以以糊状状态制备并且被涂布到基层110上，或者可以以墨水状态制备并且通过使用橡胶垫被印刷在基层110上。然而，这仅是示例，并且还可以以各种其他方式在基层110上图案化而成至少一个反应图案121。

在一个实施例中，至少一个反应图案121可以包括石墨烯、导电聚合物和粘合剂。

当化学溶液或水在通电状态下与石墨烯接触时，在接触液体覆盖石墨烯的表面时临时产生附加电路。这导致石墨烯的电阻变化，这取决于与石墨烯接触的液体的化学性质。具体地，石墨烯的电阻变化的图形根据与石墨烯接触的液体是酸性溶液、碱性溶液还是水而变化。

当酸性溶液与石墨烯接触时，石墨烯的电阻随时间大致降低，如图3A所示。另一方面，当碱性溶液与石墨烯接触时，石墨烯的电阻随时间大致增加，如图3B所示。当水接触石墨烯时，石墨烯的电阻随时间连续变化，如图3C所示。在这种情况下，石墨烯的电阻变化的斜率不大于酸性溶液或碱性溶液的电阻变化的斜率。

因此，当包括石墨烯的反应图案121在通电状态下接触泄漏液体LE时，可以分析反应图案121的电阻变化的图案，从而确定泄漏液体LE是酸性溶液、碱性溶液还是水。

反应图案121中的石墨烯可以包括单层或多层石墨烯(GO、rGO和GNP)，并且可以用导电碳纳米管(CNT)或石墨代替。

如上所述，根据本实施例的泄漏检测系统可以通过测量反应图案121的电阻的变化来准确地确定检测到的泄漏液体LE是化学品还是水。

保护层130位于泄漏反应层120上。保护层130可以沿着泄漏反应层120的整个长度覆盖泄漏反应层120，因此，可以防止在泄漏反应层120中设置的至少一个反应图案121被外部冲击等挤压或破坏。

保护层130可以具有多个开口130op。在这种情况下，多个开口130op可以彼此间隔开并且将至少一个反应图案121的一部分暴露到外部。因此，泄漏液体LE通过多个开口130op流入感测单元100中并且与至少一个反应图案121接触。

多个开口130op可以沿+X方向基本上排成一行，该+X方向是反应图案121的长度方向。多个开口130op可以与反应图案121交叠，并且因此，泄漏液体LE可以稳定地接触反应图案121。

保护层130可以包括各种材料。在一个实施例中，类似于基层110，保护层130可以包括包含柔性材料的树脂，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)和氟乙烯乙烯基醚(FEVE)。

尽管未在图2中示出，但是可以在保护层130和泄漏反应层120之间进一步设置有粘合剂层(未示出)，以更有效地保护泄漏反应层120免受外部冲击。粘合剂层可用于将保护层130附接到泄漏反应层120。在这种情况下，粘合剂层可包括粘合剂材料。

电阻测量单元200连接到感测单元100。电阻测量单元200测量感测单元100的反应图案121(包括石墨烯等)的电阻。因此，当反应图案121接触泄漏液体LE时，可以检测到在反应图案121中发生的电阻变化。

为了测量反应图案121的电阻，电阻测量单元200电连接到反应图案121以将直流电施加到反应图案121。电阻测量单元200可以连接到反应图案121的两个端部以形成电路。

尽管图1中未示出，但是电阻测量单元200可以包括用于调节所施加的直流电的调节单元(未示出)。调节单元可以是按钮型或拨盘型。而且，电阻测量单元200可以包括用于显示测量条件等的显示单元(未示出)。

由电阻测量单元200测量的反应图案121的电阻可以被传输到判定单元300。在这种情况下，可以通过模数转换器250将所测量的电阻的模拟值转换为数字值，然后可以将数字值输入到判定单元300。因此，判定单元300可以基于数字值容易地执行复杂的计算或大规模数据处理。

判定单元300基于根据输入电阻值计算的电阻数据确定泄漏液体LE是危险溶液还是安全溶液。危险溶液可以是酸性溶液或碱性溶液，并且安全溶液可以是水。

具体地，用作由判定单元300进行判定的基础的电阻数据是示出对于反应图案121测量的电阻随时间的变化的曲线图。在下文中，将这种原始数据参考作为第一曲线图。

判定单元300可以包括计算单元310。计算单元310将第一曲线图与另一图表进行比较，并且计算线性第二曲线图以便于分析。

稍后将参考图7等描述判定单元300和计算单元310用于基于第一曲线图确定泄漏液体LE是危险溶液还是安全溶液的方法。

当判定单元300确定泄漏液体LE是危险溶液，即酸性溶液或碱性溶液时，输出单元400输出警报信号。尽管未在图1中具体示出，但是警报信号可以是警告声音或警告图像，或者可以以通知消息的形式被直接发送给管理员。

通过经由警报信号直接通知管理员酸性溶液或碱性溶液已泄漏，可以快速防止由于化学品泄漏而可能发生的危险。

图4是根据另一实施例的泄漏检测系统的配置图，图5是根据另一实施例的泄漏检测系统的配置图，图6是根据另一实施例的泄漏检测系统的配置图。

根据图4至图6中所示的实施例的泄漏检测系统与根据图1所示的实施例的泄漏检测系统的不同之处在感测结构100的结构和感测单元100与电阻测量单元200之间的连接方法方面，根据图4至图6所示的实施例的每个泄漏检测系统的其余配置与根据图1所示的实施例的泄漏检测系统的其余配置相同或相似。因此，在下文中，简短化或省略了与上面参考图1和图2所述的描述相同的描述。

图1中示出的模数转换器250、判定单元300和输出单元400可以应用于图图4至图6中示出的所有实施例，因此，在图4至图6中省略了这些元件。

参考图4，在根据另一实施例的泄漏检测系统中，感测单元100a可以包括多个反应图案，即，第一反应图案121和第二反应图案122。

在感测单元100a中，泄漏反应层120位于基层(未示出)上，保护层130位于泄漏反应层120上。

在一个实施例中，泄漏反应层120可以包括第一反应图案121和第二反应图案122，其各自沿+X方向延伸。在这种情况下，第一反应图案121和第二反应图案122可以沿+Y方向彼此间隔开，该+Y方向是基层或保护层130的宽度方向。

因此，形成在保护层130中的多个开口130op还包括多个第一开口131op和多个第二开口132op。多个第一开口131op对应于第一反应图案121并且暴露第一反应图案121的一部分，并且多个第二开口132op对应于第二反应图案122并且暴露第二反应图案122的一部分。

由于第一反应图案121和第二反应图案122彼此间隔开，所以多个第一开口131op可以沿着沿+X方向延伸的第一虚拟行L1布置，并且多个第二开口132op可以沿着沿+X方向延伸并且不同于第一虚拟行L1的第二虚拟行L2布置。

尽管图4中示出了两种反应图案(即，第一反应图案和第二反应图案121和122)，但反应图案的数量不限于此，并且考虑到泄漏液体监控区域等，可以使用三种或更多种反应图案。

电阻测量单元200连接到感测单元100a。电阻测量单元200连接到第一反应图案和第二反应图案121和122中的每一个，并且测量第一反应图案和第二反应图案121和122中的每一个的电阻的变化。

参考图4，第一反应图案和第二反应图案121和122中的每一个可以与电阻测量单元200并联连接。在这种情况下，向第一反应图案和第二反应图案121和122中的每一个施加基本相同的电流，因此，可以获得多个电阻变化曲线图。

然而，电阻测量单元200与第一反应图案和第二反应图案121和122中的每一个之间的连接不限于并联连接，并且电阻测量单元200以及第一反应图案和第二反应图案121和122可以全部串联连接以形成串联电路。在这种情况下，可以基于第一反应图案121和第二反应图案122的电阻之和获得电阻变化的曲线图。

如上所述，由于在感测单元中设置有多个反应图案，因此反应图案与泄漏液体之间的接触面积可以增加，从而提高化学品的泄漏灵敏度。另外，即使一个反应图案被损坏，也可以通过另一反应图案测量电阻的变化。

参考图5，在根据另一实施例的泄漏检测系统中，感测单元100b包括一个反应图案121，并且暴露反应图案121的多个开口130op可以形成为多行。

此外，在本实施例中，感测单元100b包括位于基层(未示出)上的泄漏反应层120，以及位于泄漏反应层120上的保护层130。

在一个实施例中，泄漏反应层120包括沿+X方向延伸的反应图案121，并且在保护层130中可以形成多个第一开口131op和多个第二开口132op以暴露反应图案121。

在这种情况下，多个第一开口131op可以沿着沿+X方向延伸的第一虚拟行L1定位，并且多个第二开口132op可以沿着沿+X方向延伸并且不同于第一虚拟行L1的第二虚拟行L2定位。

尽管在图5中示出了多个开口130op的两行，但考虑到泄漏液体监测区域等，多个开口130op可以形成为三行或更多行。

如上所述，由于用于暴露感测单元100b中的反应图案121的一部分的多个开口130op形成为多行，因此反应图案121与泄漏液体之间的接触面积可增加，从而提高化学品的泄漏灵敏度。

参考图6，在根据另一实施例的泄漏检测系统中，除了反应图案121之外，感测单元100c还可以包括导电图案125。

同样在本实施例中，感测单元100c包括位于基层(未示出)上的泄漏反应层120，以及位于泄漏反应层120上的保护层130。

在一个实施例中，泄漏反应层120可以包括沿+X方向延伸的反应图案121和沿+X方向延伸的导电图案125。在这种情况下，导电图案125可以布置成沿+Y方向与反应图案121间隔开，该+Y方向是基层或保护层130的宽度方向。

多个开口131op形成在保护层130中，因此，反应图案121的一部分通过多个开口131op暴露。

电阻测量单元200、反应图案121和导电图案125可以全部串联连接以形成串联电路。在这种情况下，当泄漏液体在从电阻测量单元200供应直流电的状态下接触反应图案121和导电图案125时，由于如在上述实施例中那样的反应图案121中的石墨烯的物理性质，可发生电阻的变化，并且在反应图案121和导电图案125串联连接的电路中可发生短路。

因此，可以通过使用电阻变化和短路来更精确地检查化学品的泄漏。

图7是示出根据一实施例的泄漏检测方法的流程图。图8A和图8B是示出当使用根据一实施例的泄漏检测方法检测化学品和水时由感测单元绘制的电阻-时间曲线的曲线图。图9A和图9B是示出当使用根据另一实施例的泄漏检测方法检测化学品和水时由感测单元绘制的电阻-时间曲线的曲线图。

根据一实施例的泄漏检测方法可以包括如图7所示的操作。在这种情况下，可以使用根据参照图1等描述的实施例的泄漏检测系统来执行操作。

首先，执行测量由感测单元检测的电阻以计算第一曲线图的操作S1。

可以将操作S1分为两个子操作。具体地，执行通过向与泄漏液体接触的感测单元施加直流电来测量至少一个反应图案的电阻的第一操作，然后，执行基于在第一操作中测量的结果计算指示电阻随时间的变化的第一曲线图的第二操作。

在第一操作中，在将直流电连续施加到感测单元时实时测量至少一个反应图案的电阻。

在一个实施例中，可以允许直流电流沿单个方向连续流动。在另一个实施例中，可以切换直流电流流动的方向，以使直流电流沿正向和反向交替流动。当如在后一种情况中那样切换直流的流动方向时，与在前一种情况下沿单一方向施加直流电的情况相比，可以进一步提高测量结果的精度。

此后，在第二操作中，计算具有电阻-时间曲线形状的第一曲线图，其中Y轴对应于实时测量的电阻并且X轴对应于时间流。在该操作中，可以执行将在第一操作中测量的电阻转换为数字值的处理。

例如，图8A示出了当酸性溶液接触反应图案时反应图案的电阻-时间曲线，并且由粗实线表示的曲线对应于作为原始数据的第一曲线图。在这种情况下，反应图案中包含的石墨烯与酸性溶液反应，因此石墨烯的电阻随时间趋于下降。

例如，图8B示出了当水接触反应图案时反应图案的电阻-时间曲线，并且由粗实线表示的曲线对应于作为原始数据的第一曲线图。在这种情况下，反应图案中包含的石墨烯与水反应，因此石墨烯的电阻趋于连续变化。也就是说，第一曲线图显示出不规则地上下振荡的趋势。

图8A和图8B示出了在直流电沿单一方向流动的情况下通过测量反应图案的电阻而获得的结果。图9A和图9B示出了通过在切换直流电流动方向的情况下测量反应图案的电阻而获得的结果。

例如，图9A示出了当酸性溶液接触反应图案时反应图案的电阻-时间曲线，并且由粗实线表示的曲线对应于作为原始数据的第一曲线图。同样在这种情况下，类似于图8A，反应图案中包含的石墨烯与酸性溶液反应，因此石墨烯的电阻随时间趋于降低。

例如，图9B示出了当水接触反应图案时反应图案的电阻-时间曲线，并且由粗实线表示的曲线对应于作为原始数据的第一曲线图。同样在这种情况下，类似于图8B，反应图案中包含的石墨烯与水反应并且石墨烯的电阻不规则地反复改变。

在第一操作和第二操作之后，进一步执行基于测量的电阻确定当前状态是否是正常状态的操作S2。即，在第一曲线图中，当根据时间的推移电阻值没有特别变化时，当前状态可以是不发生与泄漏液体接触的正常状态。当根据时间的推移电阻值显著变化时，当前状态可以是诸如化学品或水的泄漏液体与反应图案接触的状态。

因此，当在第二操作中计算的第一曲线图中的电阻值没有显著变化时，再次执行第一操作以实时测量反应图案的电阻。当第一曲线图中的电阻值发生显著变化时，执行作为下一操作的操作S3。

也就是说，执行在特定时间间隔内对在操作S1中计算的第一曲线图形进行曲线拟合来计算第二曲线图的操作S3。

在操作步骤S3中，如图8A所示，相对于曲线图的X轴选择特定时间间隔T，并且在特定时间间隔T内对第一曲线图G1的图案进行曲线拟合，从而计算近似于第一曲线图G1的第二曲线图G2。可以连续地执行在这种特定时间间隔内的曲线拟合。

在一个实施例中，可以使用回归分析作为曲线拟合方法来计算近似于第一曲线图G1的第二曲线图G2。

在使用简单线性回归分析的情况下，第二曲线图G2可以由线性函数表示，如等式1所示，其中等式1中的系数和常数可以由等式2表示。

[等式1]

y＝a+bx

[等式2]

在这种情况下，等式1中的x和y分别表示时间和电阻值，并且等式2中的n表示数据的数量。

然而，曲线拟合方法不必限于线性回归分析，并且可以使用多重回归分析作为曲线拟合方法。另外，可以使用不是线性函数的曲线函数作为第二曲线图G2的函数。

接下来，执行计算关于通过等式1和2计算的第二曲线图G2的斜率的数据的操作S4以及关于第二曲线图G2和第一曲线图G1之间的偏差的数据。

参考图8A，在操作S4中，计算在操作S3中计算的第二曲线图G2的线性斜率和第一曲线图G1相对于第二曲线图G2的标准偏差。可以以各种方式计算第二曲线图G2的斜率。当第二曲线图G2是线性函数图时，第二曲线图G2的斜率可以是第二曲线图G2的线性斜率。另一方面，当第二曲线图G2是曲线函数图时，第二曲线图G2的斜率可以是在特定时间间隔T内的第二曲线图G2的切线斜率的平均值。这仅是示例，并且可以使用各种方法来计算第二曲线图G2的斜率。

可以通过等式3或等式4来计算第一曲线图G1相对于第二曲线图G2的标准偏差。

[等式3]

[等式4]

在这种情况下，等式3中的d1、d2、...和dn表示通过从测量的电阻值减去由等式1和2计算的估计电阻值而获得的值。在等式4中，x1、x2和xn表示时间，并且m表示平均值。在等式3和4中，n表示数据的数量，如上所述。

图8A中所示的细实线的曲线是示出作为线性函数图的第二曲线图G2与第一曲线图G1之间的标准偏差的曲线图，第一曲线图G1对应于实际测量值的分布。

如上所述计算的关于斜率的数据和关于偏差的数据可以被实时存储在数据库单元中。存储的数据可以用作生成标准数据的基本数据，以用作确定危险溶液或安全溶液的基础。

均方根误差

具体地，可以将与酸性溶液接触的反应图案的电阻-时间曲线存储在数据库中，并且可以从电阻-时间曲线导出针对酸性溶液的反应图案的标准电阻-时间曲线。同样地，可以将与碱性溶液接触的反应图案的电阻-时间曲线存储在数据库中，且标可准以偏从差-时间曲线导出针对碱性溶液的反应图案的标准电阻-时间曲线。因此，在通过上述过程得到的针对酸性溶液(或碱性溶液)的标准电阻-时间曲线中，可以分别计算关于斜率的数据和关于偏差的数据作为第一标准数据和第二标准数据。

此外，接触水的反应图案的电阻-时间曲线也可以被存储在如上所述的数据库中，以得到针对水的反应图案的标准电阻-时间曲线，然后，关于标准电阻-时间曲线的斜率的数据可以被计算作为第三标准数据，并且关于标准电阻-时间曲线的偏差的数据可以被计算作为第四标准数据。

接下来，执行将在当前状态下计算的关于第二曲线图的斜率的数据以及关于第二曲线图和第一曲线图之间的偏差的数据与上述第一至第四标准数据进行比较的操作S5。

操作S5对应于确定当前接触反应图案的泄漏液体是危险溶液还是安全溶液的操作。

参考图8A，将关于第二曲线图G2的斜率的数据与第一标准数据和第三标准数据相比较，以基于用于确定的材料和当前测量值分析数据之间的相似性，第一标准数据是用于确定酸性溶液(或碱性溶液)的材料，第三标准数据是用于确定水的材料。

此外，将关于第一曲线图G1的偏差的数据与第二标准数据和第四标准数据相比较，以基于用于确定的材料和当前测量值来分析数据之间的相似性，第二标准数据是用于确定酸性溶液(或碱性溶液)的材料，第四标准数据用于确定水的材料。

此后，执行基于在操作S5中分析的相似性来确定泄漏液体是危险溶液还是安全溶液的操作S6。

在操作S6中，当分析到关于第二曲线图G2的斜率的数据和关于第一曲线图G1的偏差的数据分别与第一标准数据和第三标准数据类似时，当前与反应图案接触的泄漏液体可以被确定为酸性溶液(或碱性溶液)。然而，当分析到关于第一曲线图G1的斜率的数据和关于第一曲线图G1的偏差的数据分别与第二标准数据和第四标准数据类似时，当前与反应图案接触的泄漏液体可以被确定为水。

接下来，如果在操作S6中确定泄漏液体是作为安全溶液的水，则再次执行测量反应图案的电阻的操作S1。如果在操作S6中确定泄漏液体是作为危险溶液的酸性溶液(或碱性溶液)，则执行输出警报信号的操作S7。

在输出警报信号的操作S7中，警报信号可以以警告声音或警告屏幕的形式输出，或者可以以向管理员发送通知消息的形式输出。因此，已经确认关于化学品泄漏的信息的管理员可以快速采取诸如设备维护和防止泄漏的措施。

参考图8B、图9A和图9B，与图8A中一样，对应于实际测量值的分布的第一曲线图由粗实线表示，并且第一曲线图与通过曲线拟合第一曲线图获得的第二曲线图之间的偏差用细实线表示。

当将由图8A中的细实线所表示的电阻偏差-时间曲线与由8B中的细实线所表示的电阻偏差-时间曲线相比较时，可以看出，与接触水的反应图案相比，接触酸性溶液的反应图案具有较小的电阻偏差。当将图9A中的细实线与图9B中的细实线相比时，可以看到相同的情况。

参照图8A和图8B，当电流沿单一方向被施加到反应图案时，相对于酸性溶液的电阻偏差曲线图(参见图8A中的细实线)和相对于水的电阻偏差曲线图(参见图8B中的细实线)具有不规则图案。另一方面，参照图9A和图9B，当沿正向方向和反向方向切换的同时向反应图案施加电流时，相对于水的电阻偏差曲线图(参见图9B中的细实线)比相对于酸性溶液的电阻偏差曲线图具有更加规则的图案(参见图9A中的细实线)。

因此，可以理解的是，与电流沿单一方向被施加到反应图案的情况下相比，在电流被施加到反应图案的方向被切换的情况下测量结果的准确性更高。

如上所述，根据这些实施例，可以改善对于化学品的泄漏灵敏度。而且，可以容易地区分化学品和水，因此，即使用户没有通过肉眼等直接检查泄漏溶液，也可以快速检测化学品的泄漏。

应当理解，本文描述的实施例应仅被认为是描述性意义而非出于限制的目的。通常应当认为对每个实施例中的特征或方面的描述可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。

尽管已经参考附图描述了一个或多个实施例，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离如由以下权利要求所定义的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节方面进行各种改变。

Claims (18)

1.一种泄漏检测系统，包括：

感测单元，所述感测单元与泄漏液体接触；

电阻测量单元，所述电阻测量单元被配置为通过向所述感测单元施加直流电来测量所述感测单元的电阻；和

判定单元，所述判定单元被配置为基于呈现由所述电阻测量单元测量的电阻随时间变化的第一曲线图来确定所述泄漏液体是危险溶液还是安全溶液，

其中所述危险溶液是酸性溶液或碱性溶液，并且所述安全溶液是水，

其中，所述判定单元包括计算单元，所述计算单元被配置为计算关于第二曲线图的斜率的数据以及关于所述第二曲线图和所述第一曲线图之间的偏差的数据，所述第二曲线图通过在特定时间间隔内对所述电阻的测量值进行曲线拟合而获得。

2.根据权利要求1所述的泄漏检测系统，还包括：

数据库单元，所述数据库单元被配置为存储针对所述酸性溶液和所述碱性溶液中的至少一个的关于所述斜率的第一标准数据和关于所述偏差的第二标准数据，以及针对所述水的关于所述斜率的第三标准数据和关于所述偏差的第四标准数据。

3.根据权利要求2所述的泄漏检测系统，其中，所述判定单元被配置为将关于基于电阻的当前测量值所计算的斜率的数据与所述第一标准数据及所述第三标准数据进行比较，并且将关于基于电阻的当前测量值所计算的偏差的数据与所述第二标准数据及所述第四标准数据进行比较。

4.根据权利要求1所述的泄漏检测系统，还包括：

输出单元，所述输出单元被配置为当所述判定单元确定所述泄漏液体是危险溶液时输出警报信号。

5.根据权利要求1所述的泄漏检测系统，还包括：

模数转换器，所述模数转换器被配置为将所测量的电阻转换为数字值。

6.根据权利要求1所述的泄漏检测系统，其中，所述感测单元包括：

基层；

泄漏反应层，所述泄漏反应层位于所述基层上并且具有沿所述基层的长度方向延伸的至少一个反应图案；和

保护层，所述保护层位于所述泄漏反应层上，其中暴露出所述至少一个反应图案的一部分的多个开口在所述保护层中彼此间隔开。

7.根据权利要求6所述的泄漏检测系统，其中，所述至少一个反应图案包括石墨烯、石墨、导电聚合物和粘合剂中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的泄漏检测系统，其中，所述至少一个反应图案包括沿所述基层的宽度方向彼此间隔开的第一反应图案和第二反应图案。

9.根据权利要求6所述的泄漏检测系统，其中，所述多个开口包括沿着沿所述基层的长度方向延伸的第一虚拟行定位的多个第一开口和沿着沿所述基层的长度方向延伸的第二虚拟行定位的多个第二开口。

10.根据权利要求6所述的泄漏检测系统，其中，所述泄漏反应层包括沿所述基层的长度方向延伸的导电图案，并且所述导电图案沿所述基层的宽度方向与所述至少一个反应图案间隔开。

11.一种泄漏检测方法，包括：

通过向感测单元施加直流电流来测量与泄漏液体接触的所述感测单元的电阻；以及

基于呈现所测量的电阻随时间的变化的第一曲线图来确定所述泄漏液体是危险溶液还是安全溶液，

其中所述危险溶液是酸性溶液或碱性溶液，并且所述安全溶液是水，

所述泄漏检测方法还包括：

通过在特定时间间隔内对第一曲线图进行曲线拟合来获得第二曲线图；和

计算关于所述第二曲线图的斜率的数据和关于所述第二曲线图和所述第一曲线图之间的偏差的数据。

12.根据权利要求11所述的泄漏检测方法，其中，所述测量所述感测单元的电阻包括切换直流电流动的方向并且实时测量电阻。

13.根据权利要求12所述的泄漏检测方法，还包括：在测量所述感测单元的电阻之后，基于所测量的电阻确定当前状态是否是正常状态。

14.根据权利要求11所述的泄漏检测方法，还包括：

在数据库单元中实时存储所计算的关于所述斜率的数据和所计算的关于所述偏差的数据。

15.根据权利要求11所述的泄漏检测方法，其中，所述确定所述泄漏液体是危险溶液还是安全溶液包括：将基于电阻的当前测量值所计算的关于所述斜率的数据及关于所述偏差的数据与标准数据进行比较。

16.根据权利要求15所述的泄漏检测方法，其中，所述标准数据包括：

针对所述酸性溶液或所述碱性溶液的关于所述斜率的第一标准数据和关于所述偏差的第二标准数据；和

针对所述水的关于所述斜率的第三标准数据和关于所述偏差的第四标准数据。

17.根据权利要求11所述的泄漏检测方法，还包括：

当确定所述泄漏液体是所述危险溶液时输出警报信号。

18.根据权利要求11所述的泄漏检测方法，还包括：

将所测量的电阻转换为数字值。

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