CN114047144B - 一种智能气体监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能气体监测预警系统，其系统包括：气体采集模块，用于基于预设监测探头在目标监测区域采集待检测气体；气体成分分析模块，用于对采集到的待检测气体进行分析，确定所述待检测气体中所含气体种类以及对应的气体浓度；预警模块，用于基于所述气体种类以及对应的气体浓度判断是否存在危险气体泄露，且在泄露时进行预警操作。实现对监测区域的气体进行连续监测，且当发生危险气体泄露时，将报警信号实时传输到指挥中心并对现场进行预警操作，提高了气体监测的准确性以及有效性，避免重大安全事故隐患，杜绝危险的发生。

Description

一种智能气体监测预警系统

技术领域

本发明涉及气体监测技术领域，特别涉及一种智能气体监测预警系统。

背景技术

目前，在石油、石化行业HSE质量体系越来越受到重视，石油化工行业标准即将上升为国家标准，在设计检测器时我司应充分考虑其安装位置的合理性，为以后的使用、维护、检定提供方便。从可燃性气体发展的整体角度来说，在石油化工成产过程中、实验室试验、教学设施、住宅等不可避免地存在着各种易燃易爆气体和有毒气体，这些气体一旦泄露并集聚在周围环境中，将可能酿成火灾、爆炸以及中毒等恶性事故。但是，目前失眠上大多数监测系统并不能实现连续监测，且不能实现联动报警；

因此，本发明提供了一种智能气体监测预警系统，用以实现对监测区域的气体进行连续监测，且当发生危险气体泄露时，将报警信号实时传输到指挥中心并对现场进行预警操作，避免重大安全事故隐患，杜绝危险的发生。

发明内容

本发明提供一种智能气体监测预警系统，用以实现对监测区域的气体进行连续监测，且当发生危险气体泄露时，将报警信号实时传输到指挥中心并对现场进行预警操作，避免重大安全事故隐患，杜绝危险的发生。

本发明提供了一种智能气体监测预警系统，包括：

气体采集模块，用于基于预设监测探头在目标监测区域采集待检测气体；

气体成分分析模块，用于对采集到的待检测气体进行分析，确定所述待检测气体中所含气体种类以及对应的气体浓度；

预警模块，用于基于所述气体种类以及对应的气体浓度判断是否存在危险气体泄露，且在泄露时进行预警操作。

优选的，一种智能气体监测预警系统，所述目标监测区域，包括：石油化工生产车间、实验室、教学楼、住宅。

优选的，一种智能气体监测预警系统，气体采集模块，包括：

脚本文件获取单元，用于接收管理端生成的气体采集任务，并对所述气体采集任务进行分析，得到对应的执行脚本文件，其中，所述执行脚本文件中包含多个任务执行数据块；

指令解析单元，用于基于所述执行脚本文件从预设指令段集合中选取目标脚本指令段集合，同时确定所述执行脚本文件中多个任务执行数据块之间的约束关系；

指令生成单元，用于基于所述约束关系将所述目标脚本指令段集合中各个指令段进行组合，得到可执行指令。

优选的，一种智能气体监测预警系统，指令生成单元，包括：

指令执行单元，用于获取可执行指令，并基于所述可执行指令控制预设监测探头在预设时间间隔内对目标监测区域内的待检测气体进行采集；

气体存储单元，用于将在预设时间间隔内采集到的待检测气体分别存储至不同的预设气腔内，且在对上一预设时间间隔内采集到的待检测气体分析完毕后，按照采集顺序依次传输至气体成分分析模块进行分析；

气体存储单元，还用于将每次采集的待检测气体的时间信息以及对应的气体量进行记录保存。

优选的，一种智能气体监测预警系统，气体采集模块，包括：

采集速度确定单元，用于确定所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的采集速度，同时确定所述预设监测探头的采集时间长度；

气体采集量确定单元，用于基于所述预设监测探头的采集速度以及采集时间长度，确定所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的采集量；

比较单元，用于将所述采集量与预设采集量进行比较；

若所述采集量大于或等于预设采集量，判定所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的采集量满足气体成分分析模块对气体分析所需要的气体量；

否则，判定不满足气体成分分析模块对气体分析所需要的气体量，并再次对目标监测区域内待检测气体进行采集，直至所述采集量大于或等于预设采集量。

优选的，一种智能气体监测预警系统，所述气体采集模块，包括：

区域分析单元，用于对所述待检测气体所在的目标监测区域进行区域分析，并基于分析结果确定所述目标监测区域的区域特征；

区域划分单元，用于获取所述目标监测区域的区域信息，同时，基于所述区域特征以及所述目标监测的区域信息对所述目标监测区域进行区域分割，并基于分割结果生成子区域；

所述区域分析单元，还用于分别对所述子区域进行气体分析，确定所述子区域中所述待检测气体在每个子区域的气体分布特征；

采样点确认单元，用于对所述每个子区域的气体分布特征进行分析，确定目标采样点；

气体采样单元，用于基于所述目标采样点，对所述待检测气体进行气体采样，并将采样后的所述待检测气体进行存储。

优选的，一种智能气体监测预警系统，气体成分分析模块，包括：

气体获取单元，用于获取采集到的待检测气体，并将所述待检测气体输入第一预设透明气腔内部；

激光照射单元，用于基于预设激光发射器向所述第一预设透明气腔内部发射不同脉冲频率以及不同光波长的多个周期性脉冲光，并基于预设光谱仪确定所述第一预设透明气腔内部的待检测气体对所述多个周期性脉冲光的待分析光谱；

气体种类确定单元，用于获取预设气体种类库中各气体成分参数，并基于所述气体成分参数对所述待分析光谱进行分析，确定所述待检测气体中包含的气体种类；

浓度检测单元，用于基于预设时间段向第二预设透明气腔内部通入预设标准气体，同时基于所述预设光谱仪确定所述预设标准气体的标准零光谱；

所述浓度检测单元，还用于分别向所述第二预设透明气腔内部通入目标数量的已知浓度值的目标气体，同时基于所述预设光谱仪确定所述目标数量的已知浓度的目标气体的标气光谱；

模型搭建单元，用于将目标数量的标气光谱分别与所述标准零光谱基于预设标准进行光谱缩放和对齐，并将对齐后的光谱进行作差，确定目标数量的标气光谱的吸收峰；

所述模型搭建单元，还用于将所述目标数据的标气光谱的吸收峰置于预设二维坐标系，确定所述标气光谱的吸收峰的面积值，同时，确定所述标气光谱的吸收峰的面积值与所述目标气体的已知浓度值的关联关系，并基于所述关联关系完成浓度检测模型的搭建；

浓度确定单元，用于将所述待分析光谱与所述标准零光谱基于预设标准进行光谱缩放和对齐，并将对齐后的光谱进行作差，确定所述待分析光谱的吸收峰，其中，所述待分析光谱的吸收峰与待检测气体中所包含的气体种类数量一致；

所述浓度确定单元，还用于基于所述浓度检测模型对待分析光谱的吸收峰进行分析，确定所述待检测气体中不同种类气体的浓度值。

优选的，一种智能气体监测预警系统，浓度确定单元，包括：

数据关联单元，用于获取待检测气体中包含的气体种类以及所述待检测气体中各种类气体的浓度值，并确定气体种类与对应的浓度值之间的映射关系；

所述数据关联单元，还用于基于所述映射关系生成目标数据表，同时，确定预设显示设备对待显示数据的目标格式要求；

显示单元，用于基于所述目标格式要求将所述目标数据表进行格式转换，并将转换后的目标数据表在所述预设显示设备进行显示。

优选的，一种智能气体监测预警系统，预警模块，包括：

监测区域属性确定单元，用于获取所述目标监测区域的属性信息，并基于所述属性信息确定所述目标监测区域的功能类型；

安全气体确定单元，用于基于所述功能类型从预设区域气体对应关系表中确定所述目标监控区域内允许存在的安全气体种类，其中所述安全气体种类小于或等于待检测气体中所含气体种类；

所述安全气体确定单元，还用于基于所述预设区域气体对应关系表确定各安全气体对应的浓度值，并将得到的安全气体种类与对应的浓度值生成目标气体参考表；

比较单元，用于获取待检测气体中所含的气体种类以及对应的浓度值，并将所述待检测气体中所含的气体种类以及对应的浓度值与所述目标气体参考表中存在的安全气体种类与对应的浓度值进行比较；

异常气体确定单元，用于当所述待检测气体中所含的气体种类以及对应的浓度值与所述目标气体参考表中存在的安全气体种类以及对应的浓度值一致时，判定所述待检测气体中不存在异常气体，否则，判定所述待检测气体中存在异常气体，并判定存在危险气体泄露，同时，确定所述异常气体的浓度值；

报警单元，用于当判定所述待检测气体中存在异常气体时，确定所述异常气体的特征属性，并基于所述特征属性确定所述异常气体对应的目标预警浓度值；

所述报警单元，用于将所述异常气体的浓度值与所述目标预警浓度值进行比较；

若所述异常气体的浓度值小于所述目标预警浓度值，则进行第一预警；

若所述异常气体的浓度值大于或等于所述目标预警浓度值，则进行第二预警。

优选的，一种智能气体监测预警系统，报警单元，包括：

报警信号传输单元，用于基于预设信号传输方法将所述第一预警与所述第二预警传输至管理平台；

解决方案确定单元，用于根据接收到的所述第一预警以及第二预警确定异常气体对所述目标监测区域造成的目标危险程度，并基于所述目标危险程度从预设解决方案库中匹配目标解决方案；

方案分发单元，用于将所述目标解决方案传输至工作终端进行展示，并基于所述工作终端提醒工作人员进行维护。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种智能气体监测预警系统的结构图；

图2为本发明实施例中一种智能气体监测预警系统中气体采集模块的结构图；

图3为本发明实施例中一种智能气体监测预警系统中气体成分分析模块的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本实施例提供了一种智能气体监测预警系统，如图1所示，包括：

气体采集模块，用于基于预设监测探头在目标监测区域采集待检测气体；

气体成分分析模块，用于对采集到的待检测气体进行分析，确定所述待检测气体中所含气体种类以及对应的气体浓度；

预警模块，用于基于所述气体种类以及对应的气体浓度判断是否存在危险气体泄露，且在泄露时进行预警操作。

该实施例中，目标监测区域，包括：石油化工生产车间、实验室、教学楼、住宅。

该实施例中，预设监测探头是提前设计好的，用于采集目标监测区域内部的气体，且预设监测探头可根据需要定制成防爆型，在气体泄漏时，监测探头不会成为易燃易爆气体的点燃源，安全性更高。

该实施例中，危险气体可以是易燃易爆以及有毒性气体等。

该实施例中，预警操作包括在现场进行声音报警以及灯光报警，同时将预警信号传输至指挥中心。

上述技术方案的有益效果是：实现对监测区域的气体进行连续监测，且当发生危险气体泄露时，将报警信号实时传输到指挥中心并对现场进行预警操作，提高了气体监测的准确性以及有效性，避免重大安全事故隐患，杜绝危险的发生。

实施例2：

在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种智能气体监测预警系统，如图2所示，气体采集模块，包括：

脚本文件获取单元，用于接收管理端生成的气体采集任务，并对所述气体采集任务进行分析，得到对应的执行脚本文件，其中，所述执行脚本文件中包含多个任务执行数据块；

指令解析单元，用于基于所述执行脚本文件从预设指令段集合中选取目标脚本指令段集合，同时确定所述执行脚本文件中多个任务执行数据块之间的约束关系；

指令生成单元，用于基于所述约束关系将所述目标脚本指令段集合中各个指令段进行组合，得到可执行指令。

该实施例中，气体采集任务由管理终端发布，用于生成气体采集指令，从而实现控制预设监测探头对气体进行采集。

该实施例中，执行脚本文件指的是采集任务对应的数据形式。

该实施例中，任务执行数据块指的是气体采集任务中需要实现的功能，例如采集气体的数量，采集气体的时间长度等。

该实施例中，预设指令段集合是提前设定好的，内部存储有多种任务对应的指令代码。

该实施例中，约束关系指的是各个任务执行数据块之间的衔接关系，例如可以是先采集气体，再将采集到的气体传输至气腔等。

上述技术方案的有益效果是：通过获取气体采集任务，实现对目标监测区域内部的气体进行准确有序的采集，为准确分析目标监测区域内部是否有危险气体泄露提供了保障，杜绝危险的发生。

实施例3：

在上述实施例2的基础上，本实施例提供了一种智能气体监测预警系统，指令生成单元，包括：

指令执行单元，用于获取可执行指令，并基于所述可执行指令控制预设监测探头在预设时间间隔内对目标监测区域内的待检测气体进行采集；

气体存储单元，用于将在预设时间间隔内采集到的待检测气体分别存储至不同的预设气腔内，且在对上一预设时间间隔内采集到的待检测气体分析完毕后，按照采集顺序依次传输至气体成分分析模块进行分析；

气体存储单元，还用于将每次采集的待检测气体的时间信息以及对应的气体量进行记录保存。

该实施例中，预设时间间隔是提前设定好的，可以是一分钟、两分钟等。

该实施例中，预设气腔可以是气囊等。

该实施例中，在对上一预设时间间隔内采集到的待检测气体分析完毕后，按照采集顺序依次传输至气体成分分析模块进行分析指的是气体成分分析模块在对当前采集到的待检测气体分析完毕后依次对不同预设气腔内部的待检测气体进行顺序分析。

上述技术方案的有益效果是：通过对目标监测区域内的待检测气体进行顺序采集，并依次传输至气体成分分析模块进行分析，便于实现对气体进行有效的成分分析，同时，将采集气体的时间信息以及对应的气体量进行保存记录，便于实时了解当前采集的气体的基本信息，为实现对气体成分进行准确分析提供了保障。

实施例4：

在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种智能气体监测预警系统，气体采集模块，包括：

采集速度确定单元，用于确定所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的采集速度，同时确定所述预设监测探头的采集时间长度；

气体采集量确定单元，用于基于所述预设监测探头的采集速度以及采集时间长度，确定所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的采集量；

比较单元，用于将所述采集量与预设采集量进行比较；

若所述采集量大于或等于预设采集量，判定所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的采集量满足气体成分分析模块对气体分析所需要的气体量；

否则，判定不满足气体成分分析模块对气体分析所需要的气体量，并再次对目标监测区域内待检测气体进行采集，直至所述采集量大于或等于预设采集量。

该实施例中，采集时间长度指的是每一次气体采集所用的时间长度，例如第二次气体采集时，采集气体的时间长度为2分钟。

该实施例中，预设采集量是提前设定好的，是用来衡量对目标监测区域的气体采集量是否能够达到对气体成分分析所属需要的气体量，其中，预设采集量是可以人为设置的。

该实施例中，确定所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的采集量，包括：

获取预设监测探头的横截面积值，并基于所述预设监测探头的横截面积值计算所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的采集量，具体步骤包括：

根据如下公式计算所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的实际采集量：

其中，Q表示所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的实际采集量；μ表示误差系数，且取值范围为(0.05，0.15)；

表示所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体进行采集时的灵敏度，且取值范围为(0.85，0.95)；S表示所述预设监测探头的横截面积值；V表示所述目标监测区域内待检测气体的流动速度值；t表示所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的采集时间长度值；

将计算得到的实际采集量与预设采集量进行比较；

若所述实际采集量大于或等于所述预设采集量，判定所述预设监测探头对目标监测区域内待检测气体的采集量合格；

若所述实际采集量小于所述预设采集量，判定所述预设监测探头对目标监测区域内待检测气体的采集量不足以供气体成分分析模块进行分析；

同时，控制终端延长所述预设监测探头的采集时间长度值，直至计算得到实际采集量大于或等于所述预设采集量，完成对目标监测区域待检测气体的采集。

上述预设监测探头的采集口为中空，待检测气体从采集口流入气腔内部。

上述实际采集量指的是由于外界影响因素导致理论采集量与现实采集量不符，实际采集量即为在外界影响因素下的气体采集量。

上述公式

中，若μ取值为0.1，

取值为0.9，S取值为0.5m²，V取值为10m/s，t取值为0.5h，计算得到Q为2.025m³。

上述技术方案的有益效果是：通过确定预设监测探头的采集速度以及采集的总时间长度，便于准确计算出预设监测探头在一定时间段内采集得到的气体量，同时与预设采集量进行比较，便于准确判断当前采集到的气体量是否满足对提起分析所需，为分析待检测气体的气体种类以及浓度提供了保障，提高了气体监测的准确性以及有效性。

实施例5：

在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种智能气体监测预警系统，所述气体采集模块，包括：

区域分析单元，用于对所述待检测气体所在的目标监测区域进行区域分析，并基于分析结果确定所述目标监测区域的区域特征；

区域划分单元，用于获取所述目标监测区域的区域信息，同时，基于所述区域特征以及所述目标监测的区域信息对所述目标监测区域进行区域分割，并基于分割结果生成子区域；

所述区域分析单元，还用于分别对所述子区域进行气体分析，确定所述子区域中所述待检测气体在每个子区域的气体分布特征；

采样点确认单元，用于对所述每个子区域的气体分布特征进行分析，确定目标采样点；

气体采样单元，用于基于所述目标采样点，对所述待检测气体进行气体采样，并将采样后的所述待检测气体进行存储

该实施例中，区域特征是用来区分目标监测区域的种类，例如是矿井、实验室、石油生产场地等。

该实施例中，区域信息指的是目标监测区域的大小，分布范围等。

该实施例中，子区域指的是将目标监测区域划分为多个小块，每一小块即为目标监测区域的子区域，为确定气体采集点提供便利。

该实施例中，气体分布特征指的是目标监测区域中的待检测气体在目标监测区域中的分布情况或者流动情况。

该实施例中，目标采样点指的是对目标待检测区域中的待监测气体进行采集时的采集点，例如可以是目标监测区域的中心点等。

上述技术方案的有益效果是：通过确定目标监测区域的种类以及目标监测区域的分布范围等，便于准确对目标监测区域的地理进行准确的把握，同时将目标监测区域活粉为多个子区域，从多个子区域中确定最佳采集点，提高了对气体采集的准确性以及有效性，为确定对待检测气体的成分进行分析提供了保障。

实施例6：

在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种智能气体监测预警系统，如图3所示，气体成分分析模块，包括：

气体获取单元，用于获取采集到的待检测气体，并将所述待检测气体输入第一预设透明气腔内部；

激光照射单元，用于基于预设激光发射器向所述第一预设透明气腔内部发射不同脉冲频率以及不同光波长的多个周期性脉冲光，并基于预设光谱仪确定所述第一预设透明气腔内部的待检测气体对所述多个周期性脉冲光的待分析光谱；

气体种类确定单元，用于获取预设气体种类库中各气体成分参数，并基于所述气体成分参数对所述待分析光谱进行分析，确定所述待检测气体中包含的气体种类；

浓度检测单元，用于基于预设时间段向第二预设透明气腔内部通入预设标准气体，同时基于所述预设光谱仪确定所述预设标准气体的标准零光谱；

所述浓度检测单元，还用于分别向所述第二预设透明气腔内部通入目标数量的已知浓度值的目标气体，同时基于所述预设光谱仪确定所述目标数量的已知浓度的目标气体的标气光谱；

模型搭建单元，用于将目标数量的标气光谱分别与所述标准零光谱基于预设标准进行光谱缩放和对齐，并将对齐后的光谱进行作差，确定目标数量的标气光谱的吸收峰；

所述模型搭建单元，还用于将所述目标数据的标气光谱的吸收峰置于预设二维坐标系，确定所述标气光谱的吸收峰的面积值，同时，确定所述标气光谱的吸收峰的面积值与所述目标气体的已知浓度值的关联关系，并基于所述关联关系完成浓度检测模型的搭建；

浓度确定单元，用于将所述待分析光谱与所述标准零光谱基于预设标准进行光谱缩放和对齐，并将对齐后的光谱进行作差，确定所述待分析光谱的吸收峰，其中，所述待分析光谱的吸收峰与待检测气体中所包含的气体种类数量一致；

所述浓度确定单元，还用于基于所述浓度检测模型对待分析光谱的吸收峰进行分析，确定所述待检测气体中不同种类气体的浓度值。

该实施例中，第一预设透明气腔是提前设定好的，用来存放采集到的目标监测区域的待监测气体。

该实施例中，预设激光发射器是提前设定好的，用于对预设透明气腔进行照射，从而形成不同的光谱图。

该实施例中，周期性脉冲光指的是预设激光发射器发射出的频率不同、周期不同的光线。

该实施例中，预设光谱仪是提前设定好的，用于根据接收穿过气体后的光线，从而形成气体对应的光谱图。

该实施例中，预设气体种类库是提前设定好的，内部存储有氮气、二氧化碳、氧气、氦气等等。

该实施例中，成分参数指的是个中气体对应的元素等。

该实施例中，预设时间段是提前设定好的，例如可以是10分钟等。

该实施例中，第二预设透明气腔是提前设定好的，用于存储一致浓度的标准气体。

该实施例中，预设标准气体指的是用来确定不同浓度气体的光谱图提供标准的气体，例如可以是氮气。

该实施例中，标准零光谱指的是预设光谱仪对预设标准气体吸收激光强度后形成的光谱图，用于为确定待检测气体中不同种类气体浓度提供参考依据。

该实施例中，标气光谱指的是已知浓度的气体在预设激光发射器的作用下形成的光图谱，为确定待检测气体中各类气体浓度值提供参考标准。

该实施例中，预设标准可以是按光谱锯齿波下降沿进行光谱缩放和对齐。

该实施例中，吸收峰是在光谱图中用来表示不同种类气体浓度图像表示法，便于观察者确定不同种类的大致浓度范围。

上述技术方案的有益效果是：通过将采集到的待检测气体放入预设透明气腔内部，并利用激光发射器对待检测气体进行照射，从而形成对应的光谱图，为准确确定待检测气体中所含的气体成分进行准确分析，同时根据已知浓度的目标气体进行浓度检测弄醒搭建，实现对待检测气体中不同种类气体的浓度进行准确的分析，为准确确定目标监测区域中是否存在危险气体提供了保障，同时确定对应的浓度值，确保了报警的程度值，提高了对目标监测区域的监测效率以及准确性。

实施例7：

在上述实施例6的基础上，本实施例提供了一种智能气体监测预警系统，浓度确定单元，包括：

数据关联单元，用于获取待检测气体中包含的气体种类以及所述待检测气体中各种类气体的浓度值，并确定气体种类与对应的浓度值之间的映射关系；

所述数据关联单元，还用于基于所述映射关系生成目标数据表，同时，确定预设显示设备对待显示数据的目标格式要求；

显示单元，用于基于所述目标格式要求将所述目标数据表进行格式转换，并将转换后的目标数据表在所述预设显示设备进行显示。

该实施例中，映射关系指的是一种气体对应一个浓度值。

该实施例中，目标数据表指的是将各种类气体与对应浓度值的对应关系生成对应的报表形式，便于监测者准确观察是否存在危险气体泄露。

该实施例中，预设显示设备是提前设定好的，可以是指挥中心的显示屏或者电脑终端等。

该实施例中，目标格式要求指的是显示设备对待显示数据进行显示时的要求，是在显示之前进行数据格式转换的。

上述技术方案的有益效果是：通过将待检测气体中所含的气体种类以及对应的浓度值生成对应的数据表并进行显示，便于对待检测气体情况进行准确的了解，以便即使做出响应，提高了对目标监测区域的监测效率以及监测效果。

实施例8：

在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种智能气体监测预警系统，预警模块，包括：

监测区域属性确定单元，用于获取所述目标监测区域的属性信息，并基于所述属性信息确定所述目标监测区域的功能类型；

安全气体确定单元，用于基于所述功能类型从预设区域气体对应关系表中确定所述目标监控区域内允许存在的安全气体种类，其中所述安全气体种类小于或等于待检测气体中所含气体种类；

所述安全气体确定单元，还用于基于所述预设区域气体对应关系表确定各安全气体对应的浓度值，并将得到的安全气体种类与对应的浓度值生成目标气体参考表；

比较单元，用于获取待检测气体中所含的气体种类以及对应的浓度值，并将所述待检测气体中所含的气体种类以及对应的浓度值与所述目标气体参考表中存在的安全气体种类与对应的浓度值进行比较；

异常气体确定单元，用于当所述待检测气体中所含的气体种类以及对应的浓度值与所述目标气体参考表中存在的安全气体种类以及对应的浓度值一致时，判定所述待检测气体中不存在异常气体，否则，判定所述待检测气体中存在异常气体，并判定存在危险气体泄露，同时，确定所述异常气体的浓度值；

报警单元，用于当判定所述待检测气体中存在异常气体时，确定所述异常气体的特征属性，并基于所述特征属性确定所述异常气体对应的目标预警浓度值；

所述报警单元，用于将所述异常气体的浓度值与所述目标预警浓度值进行比较；

若所述异常气体的浓度值小于所述目标预警浓度值，则进行第一预警；

若所述异常气体的浓度值大于或等于所述目标预警浓度值，则进行第二预警。

该实施例中，属性信息指的是目标监测区域的建筑性质等，例如可以是该建筑为石头、木头或其他等。

该实施例中，功能类型指的是该目标监测区域是用来从事什么生产所需，例如石油生产、化工生产等。

该实施例中，预设区域气体对应关系表是提前设定好的，用于表明目标监测区域中可以存在的气体种类。

该实施例中，目标气体参考表是用来记录目标监测区域所能存在的气体种类以及对应浓度值的对应关系。

该实施例中，异常气体指的是待检测气体中所含的气体种类与目标气体参考表中存在的安全气体种类存在差别的气体。

该实施例中，特征属性指的是异常气体在不同场所所能允许的最低浓度值。

该实施例中，目标预警浓度值指的是当异常气体浓度值达到该浓度值时需要进行高强度预警，例如可以是现场警报、声音报警，同时指挥中心拉起一级警报等。

该实施例中，第一预警可以是在现场进行声音灯光报警提醒。

该实施例中，第二预警可以是现场警报、声音报警，同时指挥中心拉起一级警报等。

该实施例中，判定存在危险气体泄露，还包括：

获取所述危险气体所处的环境温度，并基于所述环境温度计算所述危险气体的泄露速度，具体步骤包括：

根据如下公式计算所述危险气体的泄露速度：

其中，v表示所述危险气体的泄露速度；α表示气体泄露系数，且取值范围为(1，1.5)；D表示传输危险气体管道的直径；d表示传输危险气体管道裂口的直径；K表示传输危险气体管道的横截面积值；T₁表示气体温度值；T₂表示环境温度值；P表示传输危险气体的管道内部的压强值；p表示大气压强值；ρ表示所述危险气体的密度值；

将所述泄露速度与预设泄露速度进行比较；

若所述泄露速度小于所述预设泄露速度，判定所述危险气体的泄露速度在目标可控范围，并进行二级预警；

否则，判定所述危险气体的泄露速度过快，并会造成目标程度损害，同时进行一级预警，并将现场情况传输至管理终端匹配应急解决方案；

基于所述应急解决方案对所述危险泄露气体进行处理。

上述预设泄露速度是提前设定好的，用于衡量气体的泄露速度是否可控。

上述公式

中，若α取值为1.2，D取值为2，d取值为1，K取值为2π；T₁取值为15，T₂取值为18；P取值为120，p取值为101，ρ取值为10，则计算得到的v为0.44。

上述技术方案的有益效果是：通过确定目标监测区域的种类，确定目标监测区域内所能存在的安全气体，将分析得到的待检测气体中的气体种类与目标监测区域内所能存在的安全气体种类进行比较，便于快速准确的确定目标监测区域中是否存在危险气体泄露，提高了气体监测的准确性以及及时性，同时根据危险气体的浓度值确定不同的预警程度，从而实现在对目标监测区域进行及时预警，杜绝的危险的发生。

实施例9：

在上述实施例8的基础上，本实施例提供了一种智能气体监测预警系统，报警单元，包括：

报警信号传输单元，用于基于预设信号传输方法将所述第一预警与所述第二预警传输至管理平台；

解决方案确定单元，用于根据接收到的所述第一预警以及第二预警确定异常气体对所述目标监测区域造成的目标危险程度，并基于所述目标危险程度从预设解决方案库中匹配目标解决方案；

方案分发单元，用于将所述目标解决方案传输至工作终端进行展示，并基于所述工作终端提醒工作人员进行维护。

该实施例中，预设信号传输方法是提前设定好的，用来将预警信号传输至指挥终端，例如可以是无线网络传输等。

该实施例中，目标危险程度指的是异常气体对目标监测区域造成的损害，例如是引起爆炸或燃烧等。

该实施例中，预设解决方案库是提前设定好的，内部存储有面对各种异常气体的解决措施。

该实施例中，目标解决方案指的是从预设解决方案库中挑选出的一种或多种组合，用于解决目标监测区域中存在的异常气体。

上述技术方案的有益效果是：通过根据预警信号选择对应的解决措施，便于及时对目标监测区域存在的安全隐患进行解除，提高了对目标检测区域的监测效果，杜绝危险事情的发生。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种智能气体监测预警系统，其特征在于，包括：

气体采集模块，用于基于预设监测探头在目标监测区域采集待检测气体；

气体成分分析模块，用于对采集到的待检测气体进行分析，确定所述待检测气体中所含气体种类以及对应的气体浓度；

预警模块，用于基于所述气体种类以及对应的气体浓度判断是否存在危险气体泄露，且在泄露时进行预警操作；

预警模块，包括：

监测区域属性确定单元，用于获取所述目标监测区域的属性信息，并基于所述属性信息确定所述目标监测区域的功能类型；

安全气体确定单元，用于基于所述功能类型从预设区域气体对应关系表中确定所述目标监控区域内允许存在的安全气体种类，其中所述安全气体种类小于或等于待检测气体中所含气体种类；

所述安全气体确定单元，还用于基于所述预设区域气体对应关系表确定各安全气体对应的浓度值，并将得到的安全气体种类与对应的浓度值生成目标气体参考表；

比较单元，用于获取待检测气体中所含的气体种类以及对应的浓度值，并将所述待检测气体中所含的气体种类以及对应的浓度值与所述目标气体参考表中存在的安全气体种类与对应的浓度值进行比较；

异常气体确定单元，用于当所述待检测气体中所含的气体种类以及对应的浓度值与所述目标气体参考表中存在的安全气体种类以及对应的浓度值一致时，判定所述待检测气体中不存在异常气体，否则，判定所述待检测气体中存在异常气体，并判定存在危险气体泄露，同时，确定所述异常气体的浓度值；

报警单元，用于当判定所述待检测气体中存在异常气体时，确定所述异常气体的特征属性，并基于所述特征属性确定所述异常气体对应的目标预警浓度值；

所述报警单元，用于将所述异常气体的浓度值与所述目标预警浓度值进行比较；

若所述异常气体的浓度值小于所述目标预警浓度值，则进行第一预警；

若所述异常气体的浓度值大于或等于所述目标预警浓度值，则进行第二预警；

判定存在危险气体泄露，还包括：

获取所述危险气体所处的环境温度，并基于所述环境温度计算所述危险气体的泄露速度，具体步骤包括：

根据如下公式计算所述危险气体的泄露速度：

其中，v表示所述危险气体的泄露速度；α表示气体泄露系数，且取值范围为(1，1.5)；D表示传输危险气体管道的直径；d表示传输危险气体管道裂口的直径；K表示传输危险气体管道的横截面积值；T₁表示气体温度值；T₂表示环境温度值；P表示传输危险气体的管道内部的压强值；p表示大气压强值；ρ表示所述危险气体的密度值；

将所述泄露速度与预设泄露速度进行比较；

若所述泄露速度小于所述预设泄露速度，判定所述危险气体的泄露速度在目标可控范围，并进行二级预警；

否则，判定所述危险气体的泄露速度过快，并会造成目标程度损害，同时进行一级预警，并将现场情况传输至管理终端匹配应急解决方案；

基于所述应急解决方案对所述危险泄露气体进行处理；

气体成分分析模块，包括：

气体获取单元，用于获取采集到的待检测气体，并将所述待检测气体输入第一预设透明气腔内部；

激光照射单元，用于基于预设激光发射器向所述第一预设透明气腔内部发射不同脉冲频率以及不同光波长的多个周期性脉冲光，并基于预设光谱仪确定所述第一预设透明气腔内部的待检测气体对所述多个周期性脉冲光的待分析光谱；

气体种类确定单元，用于获取预设气体种类库中各气体成分参数，并基于所述气体成分参数对所述待分析光谱进行分析，确定所述待检测气体中包含的气体种类；

浓度检测单元，用于基于预设时间段向第二预设透明气腔内部通入预设标准气体，同时基于所述预设光谱仪确定所述预设标准气体的标准零光谱；

所述浓度检测单元，还用于分别向所述第二预设透明气腔内部通入目标数量的已知浓度值的目标气体，同时基于所述预设光谱仪确定所述目标数量的已知浓度的目标气体的标气光谱；

模型搭建单元，用于将目标数量的标气光谱分别与所述标准零光谱基于预设标准进行光谱缩放和对齐，并将对齐后的光谱进行作差，确定目标数量的标气光谱的吸收峰；

所述模型搭建单元，还用于将所述目标数据的标气光谱的吸收峰置于预设二维坐标系，确定所述标气光谱的吸收峰的面积值，同时，确定所述标气光谱的吸收峰的面积值与所述目标气体的已知浓度值的关联关系，并基于所述关联关系完成浓度检测模型的搭建；

浓度确定单元，用于将所述待分析光谱与所述标准零光谱基于预设标准进行光谱缩放和对齐，并将对齐后的光谱进行作差，确定所述待分析光谱的吸收峰，其中，所述待分析光谱的吸收峰与待检测气体中所包含的气体种类数量一致；

所述浓度确定单元，还用于基于所述浓度检测模型对待分析光谱的吸收峰进行分析，确定所述待检测气体中不同种类气体的浓度值。

2.根据权利要求1所述的一种智能气体监测预警系统，其特征在于，所述目标监测区域，包括：石油化工生产车间、实验室、教学楼、住宅。

3.根据权利要求1所述的一种智能气体监测预警系统，其特征在于，气体采集模块，包括：

脚本文件获取单元，用于接收管理端生成的气体采集任务，并对所述气体采集任务进行分析，得到对应的执行脚本文件，其中，所述执行脚本文件中包含多个任务执行数据块；

指令解析单元，用于基于所述执行脚本文件从预设指令段集合中选取目标脚本指令段集合，同时确定所述执行脚本文件中多个任务执行数据块之间的约束关系；

指令生成单元，用于基于所述约束关系将所述目标脚本指令段集合中各个指令段进行组合，得到可执行指令。

4.根据权利要求3所述的一种智能气体监测预警系统，其特征在于，指令生成单元，包括：

指令执行单元，用于获取可执行指令，并基于所述可执行指令控制预设监测探头在预设时间间隔内对目标监测区域内的待检测气体进行采集；

气体存储单元，用于将在预设时间间隔内采集到的待检测气体分别存储至不同的预设气腔内，且在对上一预设时间间隔内采集到的待检测气体分析完毕后，按照采集顺序依次传输至气体成分分析模块进行分析；

气体存储单元，还用于将每次采集的待检测气体的时间信息以及对应的气体量进行记录保存。

5.根据权利要求1所述的一种智能气体监测预警系统，其特征在于，气体采集模块，包括：

采集速度确定单元，用于确定所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的采集速度，同时确定所述预设监测探头的采集时间长度；

气体采集量确定单元，用于基于所述预设监测探头的采集速度以及采集时间长度，确定所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的采集量；

比较单元，用于将所述采集量与预设采集量进行比较；

若所述采集量大于或等于预设采集量，判定所述预设监测探头对所述目标监测区域内待检测气体的采集量满足气体成分分析模块对气体分析所需要的气体量；

否则，判定不满足气体成分分析模块对气体分析所需要的气体量，并再次对目标监测区域内待检测气体进行采集，直至所述采集量大于或等于预设采集量。

6.根据权利要求1所述的一种智能气体监测预警系统，其特征在于，所述气体采集模块，包括：

区域分析单元，用于对所述待检测气体所在的目标监测区域进行区域分析，并基于分析结果确定所述目标监测区域的区域特征；

区域划分单元，用于获取所述目标监测区域的区域信息，同时，基于所述区域特征以及所述目标监测的区域信息对所述目标监测区域进行区域分割，并基于分割结果生成子区域；

所述区域分析单元，还用于分别对所述子区域进行气体分析，确定所述子区域中所述待检测气体在每个子区域的气体分布特征；

采样点确认单元，用于对所述每个子区域的气体分布特征进行分析，确定目标采样点；

气体采样单元，用于基于所述目标采样点，对所述待检测气体进行气体采样，并将采样后的所述待检测气体进行存储。

7.根据权利要求1所述的一种智能气体监测预警系统，其特征在于，浓度确定单元，包括：

数据关联单元，用于获取待检测气体中包含的气体种类以及所述待检测气体中各种类气体的浓度值，并确定气体种类与对应的浓度值之间的映射关系；

所述数据关联单元，还用于基于所述映射关系生成目标数据表，同时，确定预设显示设备对待显示数据的目标格式要求；

显示单元，用于基于所述目标格式要求将所述目标数据表进行格式转换，并将转换后的目标数据表在所述预设显示设备进行显示。

8.根据权利要求1所述的一种智能气体监测预警系统，其特征在于，报警单元，包括：

报警信号传输单元，用于基于预设信号传输方法将所述第一预警与所述第二预警传输至管理平台；

解决方案确定单元，用于根据接收到的所述第一预警以及第二预警确定异常气体对所述目标监测区域造成的目标危险程度，并基于所述目标危险程度从预设解决方案库中匹配目标解决方案；

方案分发单元，用于将所述目标解决方案传输至工作终端进行展示，并基于所述工作终端提醒工作人员进行维护。

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