CN115019480B - 一种用于监控声音和气体暴露的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高危化工行业。系统包含环境监测传感器(气味)、设备监测传感器(声音)和中控模块，在环境监测传感器被动触发而检测到环境中出现第一检测信息时，环境监测传感器触发设备监测传感器采集其检测范围内的与设备运行相关的第二检测信息，设备监测传感器以获取多点位的设备运行产生的声音。第一检测信息能够为气味。当目标物质发生泄漏时，目标物质于环境中逸散气味。环境中逸散的气味与环境监测传感器结合。环境监测传感器被触发，并发送该气味的相关信息至中控模块。中控模块基于气味的相关信息确认泄漏的目标物质。
Description
技术领域
本发明涉及高危作业环境监测领域，尤其涉及一种用于监控声音和气体暴露的系统及方法。
背景技术
化工用品深入生活中的方方面面，化工合成的材料也极大提高了人民的生活水平。然而，在对化学物品进行存储时，部分化学物品为有毒药品，为了避免泄漏而可能造成的严重影响，需要将化学药品密封存储在储罐中。公开号为CN113515720A的中国专利公开了一种危险化学品企业重大安全风险辨识与评估方法。包括以车间划分危险单元，在危险单元内确定风险点；危险化学品企业按照相对独立的工艺装置、储罐区、仓库划分风险单元；按照划分的风险单元，形成安全风险评估单元清单；从高风险物品、高风险工艺、高风险设备、高风险场所、高风险作业辨识高危风险因子；按照风险单元、风险点编制风险单元的高危风险因子固有风险指标、动态风险指标；风险点典型事故风险的固有危险评价；单元现实安全风险评估；企业内各单元风险的聚合和区域内各企业风险的聚合。通过对工艺区域的风险划分以确定各个区域可能引起危险的风险因素，并通过系统监控风险因素的方式生成风险评估。该系统适用于高危作业环境的危险预警，而由于高危环境复杂，构成环境的风险因素同样数目众多，当风险因素成为危险源时，系统无法及时警报环境的危险性。
即使是在大型作业工厂中也无法避免不使用有毒有害的化学物质，如大型设备运行的工厂需要对运行中的大型设备进行人工降温，以防止过热烧坏设备。现有技术采用的方法主要为氨水制冷。氨水是一种无色透明且具有刺激性气味的液体，常温状态转为氨气，对人体会产生强烈的刺激作用致使人体产生负面反应，严重者导致人晕厥或休克。然而，为了能够对车间中的大型设备起到降温效果，氨水需要流经环绕设备的距离非常长，一旦发生泄漏，泄漏位置难以被及时发现。
公开号为CN111720756A涉及一种浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统。监测系统包括管道节段，还包括泄漏在线危险事故监测装置；管道节段包括单元内管以及设置于单元内管外周的伴热夹套，伴热夹套上连接有进水管和回水管；还包括泄漏在线危险事故监测装置；泄漏在线危险事故监测装置包括传感变送元件、信号处理元件、数据采集元件、处理诊断元件和报警元件，传感变送元件包括温度传感器和/或压力传感器，温度传感器和/或压力传感器的探头位于伴热夹套的内腔中。基于温度变化的监测方法容易产生误差，且不适用于大多化学物质的生产、输送的监测，同时，由于温度传感器的监测范围小，因此需要在监测距离内尽可能多的设置温度传感器，从而增大了信号处理元件的数据处理量。
基于此，本发明涉及一种用于监控声音和气体暴露的系统及方法，其能够在高危环境下监测工业环境下长距离运输危险化工物品的设备的工作状态，通过多感官的识别进行化工泄漏及泄漏设备的判断。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
不论是化工厂还是其他有降温需求的工厂都存在使用对人体和环境具有危害性的化学物质的需求。例如，焦化厂在进行有机物质碳化变焦的加工时，需要对高温环境下持续运行的设备及高温焦化材料降温，降温措施为采用氨水的余热回收系统。又或者如原油加工厂中铺设的多个互相通过管道连通的原油储罐、燃油储罐、润滑油罐、动物植物油脂储罐存在油脂泄漏风险。
大部分对人体存在伤害或因泄漏会为生产带来损失的物质具有可辨识的气味。当该物质自传输管路或设备中泄漏时还会发出声音，进一步地，物质自不同规格尺寸的管路或设备中泄漏时发出的声音同样具有差异性。基于气味的泄漏监测及泄漏声音的特异性监测而确认当前工作状态下的工厂内部是否存在目标物质的泄漏以及当泄漏发生时确认泄漏发生的设备品类，从而使维修工人能够及时找到需要维修的设备。
现有技术中对于目标物质泄漏监测主要采用在储存或运输目标物质的设备上间隔设置各类传感器，如振动传感光纤干涉仪。通过位于目标物质可能经过的设施处对目标物质的流动进行监测。在目标物质发生泄漏时基于当前相关监测信息的变化以确定目标物质发生泄漏时间，例如供水厂的传输水管间隔设置声音传感器，基于声音传感器接受的异常声音而发现水管泄漏。
针对现有技术产生的问题，本发明提供一种用于监控声音和气体暴露的系统，包含环境监测传感器(气味)、设备监测传感器(声音)和中控模块，在环境监测传感器被动触发而检测到环境中出现第一检测信息时，环境监测传感器触发设备监测传感器采集其检测范围内的与设备运行相关的第二检测信息，设备监测传感器以获取多点位的设备运行产生的声音。第一检测信息能够为气味。当目标物质发生泄漏时，目标物质于环境中逸散气味。环境中逸散的气味与环境监测传感器结合。环境监测传感器被触发，并发送该气味的相关信息至中控模块。中控模块基于气味的相关信息确认泄漏的目标物质。
设备监测传感器于多个运行设备位置设置多个检测位点以获取不同设备运行产生的不同特性的第二检测信息组合，中控模块基于设备监测传感器提供的产生不同特性的第二检测信息组合的设备运行产生的第二检测信息确认异常运行设备类别，以筛选基于第一检测信息发生而确认具有异常运行状态的设备。
工厂作业环境中可能存在生产、使用及运输多种危险物质的情况。基于上述情况，中控模块需要基于气味传感器采集的气味进行逸散于空气中的目标物质的分析。中控模块基于第一检测信息提取存储于中控模块中的与第一检测信息相关的出现于环境中的危险物质的种类及与该物质的生产、运输及储存相关的设备的位置信息。中控模块获得与该气味相关的目标物质的第一信息。第一信息包含目标物质的种类及与目标物质的生产、运输及储存相关的设备的位置信息。即使目标物质在存储或运输中出现泄漏，但泄漏的原因不一定是由于管路质量问题或存储设备的质量问题，其还可能是其他与之连通的设备出现运行异常，从而导致运输、存储内部压力变化，使生产、运输或存储相关设备承受不住变化压力而损坏，造成目标物质泄漏。
根据一种优选实施方式，第一信息用于为中控模块提供参与泄漏物质生产、运输及储藏的设备相关信息。工厂体量大，与危险物质相关的设备占据场地大且涉及多个空间，因此设置于设备上的设备监测传感器的数量随工厂设备的数量的增加而增加。由于设备监测传感器在工厂内部具有多个，因此即使是基于环境监测传感器的触发而在仅在需要进行监测的时间段开启时，设备监测传感器在这一时间范围内的能耗增加且由设备监测传感器提供的第二检测信息的数据量增加，使中控模块需要承载的运算量增大，减缓研判结果的产出速度。然而，在进行声音监测过程中，与泄漏物质生产、运输或储存无关的设备不可能是导致该物质泄漏的原因，因此，设置于该部分设备上的设备监测传感器不需要打开。在中控模块基于环境监测传感器采集的气味触发设备监测传感器时，中控模块能够选择性打开与气味一致的危险物质相关的设备上设置的设备监测传感器。第一信息为中控模块提供与气味相关的危险物质和与危险物质相关的设备。优选地，第一信息还包含设备的位置信息。优选地，本发明中涉及的环境监测传感器包含双通AAO+top-down电极、三维多孔结构、电绝缘层和加热器。
根据一种优选实施方式，基于环境监测传感器采集的环境中气味的浓度和气味相关的危险物质的危险等级，中控模块生成当前泄漏环境的危险等级。危险等级至少包含三个等级。确认当前环境的危险等级的因素包含气味浓度及泄漏物质的危险等级。优选地，中控模块基于以下公式进行环境危险等级的计算：
F＝a*W+b*N
F代表当前环境的危险系数，W代表危险物质的危险等级，N代表危险物质在环境中的浓度，a代表危险物质的种类在危险系数中占据的权重，b代表危险物质的浓度在危险系数中占据的权重。
具体地，危险物质参照中华人民共和国国家标准《危险货物分类和品名编号》(GB6944)和《常用危险化学品的分类及标志》(GB 13690)进行分类和危险分级，其中，八大类别包含爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、毒害品、放射性物品和腐蚀品。基于工厂环境将八大类中的危险物质进行分类，例如对于不易产生火花及静电的工厂，放射性物品和腐蚀品的危险性高于易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品。
a代表危险物质的种类在危险系数中占据的权重，b代表危险物质的浓度在危险系数中占据的权重，其由人工输入或基于工厂环境由中控模块进行判断。当第二检测信息提供的异常声音数量大于一时，可能代表多出泄漏位置的出现。多处泄漏意味着危险物质浓度的急剧变化，此时b大于a。例如，工厂环境湿度较高，因此，易燃液体、易燃固体和自燃物品的浓度比重高于其自身的危险性。而遇湿易燃物品基于高湿度的环境在工厂极易燃烧，不需要考虑燃烧的浓度，因此，遇湿易燃物品的危险等级的权重占比高于其浓度的权重占比。优选地，当前环境的危险系数的范围不大于1。危险系数具有至少两个节点，并基于两个节点将危险系数划分为三个危险等级。第一危险等级的危险系数不大于A。第二危险等级的危险系数不大于B。第三危险等级的危险系数不下于C。A小于B。B小于C。
根据一种优选实施方式，当危险系数不大于0.3时，中控模块认为当前环境处于第一危险等级。第一危险等级为指示当前环境为低危环境，优先以人力维检危险泄漏位置。中控模块基于第一信息包含的设备的位置信息，就近呼叫维检人员，使危险物质泄漏区域能够被迅速排查。优选地，第一危险等级指示中控模块基于发出异常声音的设备的位置定位与该设备位置距离最近的维检人员，并向维检人员的移动终端发送泄漏物质的种类、当前环境中泄漏物质的浓度以及可能泄漏物质的设备。维检人员基于中控模块发送的信息以自身经验和知识储备进行设备损坏的排查。通过危险物质泄漏的范围性判断，减少维检人员无用的跑动距离，从而提高了维检人员的维修速度和效率，避免泄漏物质在环境中的大量堆积，并给予工厂维护系统清除环境中危险物质的提示。第一信息能够以数据包的形式由中控模块发送至负责设备维修的维检人员的移动终端，以使维检人员能够快速确认异常状态发生位置和引发原因。环境监测传感器检测到环境中存在异常的第一检测信息时，中控模块持续定位维检人员和与第一检测信息相关的设备，直至警报解除，从而在发出异常声音的设备具有维修需求时使中控模块能够呼叫距离设备最近的维检人员。
根据一种优选实施方式，当危险系数不大于0.6时，中控模块认为当前环境处于第二危险等级。第二危险等级指示泄漏位置可能存在多出或面积较大。该情况下危险物质的浓度增加情况非常明显，且可能伴随设备/管道爆炸的危险，因此，在工厂环境处于第二危险等级时，中控模块以关闭部分区域或全部区域的生产设备为主要任务。在与之相关的生产不再产出的情况下选择经验丰富的维检人员佩戴防护进入工厂，并基于第一信息提供的可能存在泄漏问题的设备/管道对该设备/管道进行检查和维修。由于在维修前关闭了与危险物质相关的设备，当维检人员靠近时，设备不再存在爆炸危险。
根据一种优选实施方式，当危险系数大于0.6时，中控模块认为当前环境处于第三危险等级。第三危险等级指示泄漏导致的环境污染已经非常明显。第三危险等级指示当前环境存在的危险物质需要相关专业人员介入，其中，中控模块通过语音或图像的方式发出警报以安排人员远离危险物质所在的位置，并向消防发出电话求救。该情况下工厂的任务包含三个：迅速安排工厂内人员的有序撤离、向有关部门(消防)报警并基于第一信息为消防等与之相关的人员做现场情况汇报、在不危及人员安全的情况下切断工厂内设备的运行。处于第三危险等级的工厂即表示泄漏的危险物质基于其种类和浓度在环境中会对进入该环境的人员造成伤害，甚至会因为环境中的静电/火花引发燃火和爆炸，因此，需要消防的专业人员进行危险物质的清除，而后基于环境的危险等级降低而允许维检人员进入工厂并进行维修操作。当危险等级达到第三危险等级时，本系统主要用于为消防人员提供具体的危险发生位置及危险类型，例如无水硫酸的大面积泄漏需要通过碱性灭火物质的中和，而非水或泡沫，从而使消防人员能够精准操作区域并采取正确的喷洒物质，避免不必要操作带来的人员伤害或工厂的额外的财产损失。
根据一种优选实施方式，环境监测传感器包含多个气味传感器。本发明中的气味传感器能够监测环境中的气体浓度、气体种类或气体流速，使后端的处理模块对环境中的异味进行综合评价。本发明中涉及的气体传感器可以基于化学触媒而实现被动式检测，即仅有特定气味分子进入环境监测传感器并与特定化学触媒产生反应之后才会被环境监测传感器的特定检测回路所检测，也即说明本方案所采用的环境监测传感器即便是长期处于对气味分子进行搜索的工作模式下也是非常省电的，这对于需要长期设置在设备上且分布于大型设备上而导致维护监管难度较大的设备运行状态检测装置有益效果明显。对于工厂复杂的环境，每一个独立的大型设备需要安装一个独立的环境监测传感器，一个集成式的工厂拥有的设备数量多，从而导致环境监测传感器的数量多，基于大型设备上安装的环境监测传感器的位置和数量，环境监测传感器的维修检查存在难度。本发明中的环境监测传感器为被动触发形式，使设备自持性、续航、免维护性大幅提高，同时，环境监测传感器的自我维护能力(被动检测的低耗电性、低数据处理性能)能够减少人工维护环境监测传感器的精力和时间。
根据一种优选实施方式，设备监测传感器采集工厂内设备运行时发出的声音。设备监测传感器将包含采集到的声音的包含第二检测信息的内容以数据包的形式发送给中控模块。中控模块基于自身的数据库或日常采集的设备运行的声音对第二检测信息进行声音波纹的比较，用以发现在音调、音量或音色上发生异常变化的运行声音或突然出现的异常声音。例如，运输管道在发生危险物质泄漏时发出的嘶嘶声音。优选地，设备监测传感器为MEMS拾音单元。MEMS拾音单元包含运算放大模块和信号转换模块，其中，运算放大模块和信号转换模块能够在中控模块使能的情况下将MEMS拾音单元采集的信号类型转化为与后端设备处理的信号类型相同的类型。
根据一种优选实施方式，中控模块基于设备监测传感器提供的第一检测信息确认第一检测信息中的种类，基于中控模块存储的与第一检测信息生产、运输相关的设备信息获取设备监测传感器的检测范围。即，中控模块存储工厂可能涉及的危险物质及与危险物质相关的第一检测信息，中控模块获得第一检测信息时，能够直接提取由自身存储的与第一检测信息具有关联性的内容。第一检测信息的关联内容包含该气味产生的危险物质种类、与危险物质在工厂内相关的设备种类以及该设备的位置信息。检测范围即为包含上述关联设备的所有位置。例如，如图1所示，图示中产生了异常气味，与异常气味产生相关的设备为图示中框出的三个彼此连通的设备，因此，中控模块能够获得设备监测传感器的检测范围，即图示中框出的三个设备，框外的第四个设备则不在检测范围内。基于上述检测范围的判断，中控模块在进行设备监测传感器工作状态调整的选择时，需要触发检测范围内的设备监测传感器开启工作。
根据一种优选实施方式，环境监测传感器能够检测环境中的气味因子。该气味因子能够为危险物质逸散出的。危险物质包含化学药剂、放射性药剂或其他可能引起危险的物质。
根据一种优选实施方式，对于中控模块而言，警报解除即为环境中未再检测到异常气味。优选地，由于部分设备可能存在密封效果不好的情况，因此，警报解除还能够为环境中存在的异常气味的浓度低于第二阈值。第二阈值能够由人工基于危险物质的品类进行设置，第二阈值浓度以下的异常气味不会对人体造成不可逆伤害或能够通过简易防护(如口罩)与人体隔离。
根据一种优选实施方式，第二检测信息能够为与设备开关或运行状态时产生声音相关的信息，其中，基于设备监测传感器采集的不同声音组合的特性，中控模块对设备监测传感器在不同时间节点采集的第二检测信息从声音组合中分离的声音的响度、音调和音色进行比较以确认产生异常运行声音的设备。具体地，异常声音的出现分为两类，一种为新的声音的出现；一种为运行声音出现异常波动。具体地，在运行声音出现异常波动且未监测到新的声音时，中控模块可以认为是设备结构出现问题。当运行声音出现异常波动且监测到新的声音时，中控模块认为问题可能为设备结构引起或设备中的反应出现异常。当监测到新的声音且运行声音未出现异常波动时，中控模块认为设备内的生产过程出现问题(可能为反应材料引起)或传输管道泄漏。
根据一种优选实施方式，当设备监测传感器并未监测到设备出现异常时，环境监测传感器持续监测环境中的气味浓度。当气味浓度大于第一阈值时，气味浓度能够直接向维检人员进行警报。优选地，第一阈值能够为该危险物质能够引起爆炸、燃烧或对进入环境中的人员造成不可逆伤害的浓度。
附图说明
图1是本发明提供的设备监测传感器的检测范围选择的示意图。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
基于多感官的高危环境的检测至少包含气味和声音。一方面，相较声音或视觉，气味的扩散距离较大，另一方面，气味的检测方式能够为被动触发式，而避免了如声音或视觉需要传感器实时采集环境中的相关信息。在基于气味信息触发的声音信息的采集，使设备能够点对点的对每个独立设备进行监测。气味的逸散主要用于发现危险物质在不应该存在的区域存在，从而使中控模块确认运行的设备出现问题，而仅仅通过气味的识别无法明确问题的出现是否与设备损坏有关。通过在设备上安装设备监测传感器为设备提供对设备运行状态检测的声音传感器。中控模块通过设备监测传感器对设备运行过程中产生的声音进行监测，以确认设备运行状态是否正常。
本发明中涉及的系统能够通过气味识别而对可能产生异味的高危环境的危险情况进行判断，并通过声音识别而对危险情况发生的原因及位置提供可能的分析结果。
本发明中涉及的系统适用于化工厂、使用氨水循环降温系统的相关工厂以及焦化厂等可能会由于生产或应用的危险物质泄漏导致严重后果的工厂。
本发明中涉及的系统适用于使用氨水循环降温系统的肉联厂。
系统包含环境监测传感器(气味)、设备监测传感器(声音)和中控模块。在环境监测传感器被动触发而检测到环境中出现第一检测信息时，环境监测传感器触发设备监测传感器采集其检测范围内的与设备运行相关的第二检测信息，设备监测传感器以获取多点位的设备运行产生的声音。第一检测信息能够为气味。当目标物质发生泄漏时，目标物质于环境中逸散气味。环境中逸散的气味与环境监测传感器结合。环境监测传感器被触发，并发送该气味的相关信息至中控模块。中控模块基于气味的相关信息确认泄漏的目标物质。具体地，环境监测传感器设置于不同的氨水流经的车间。氨水循环降温系统发生故障时，氨水以气体形式逸散于空气中，设置于不同车间的环境监测传感器检测中的一个或几个检测到氨气。中控模块基于环境监测传感器采集的氨气气味触发设备监测传感器。中控模块基于环境监测传感器采集的氨气气味提取第一信息并生成第一信息。第一信息包含以下内容：产生该气味的物质种类即氨水；与氨水相关的设备种类即氨水流动管路、氨水压缩机和氨水储存罐；氨水流动管路、氨水压缩机和氨水储存罐的位置。
中控模块基于第一信息确认需要触发的设备监测传感器。位于氨水流动管路、氨水压缩机和氨水储存罐上的设备监测传感器被触发，设备监测传感器采集设备的运行声音。
当氨水持续泄漏时，环境监测传感器能够持续获取环境中气味数量，即中控模块能够持续了解环境中的氨水浓度。中控模块基于以下公式对危险等级进行计算：
F＝a*W+b*N
F代表当前环境的危险系数，W代表氨水的危险等级，N代表氨水在环境中的浓度(PPM)，a代表氨水的种类在危险系数中占据的权重，b代表氨水的浓度在危险系数中占据的权重。
当危险系数不大于0.3时，中控模块认为当前环境处于第一危险等级。中控模块定位维检人员的位置。设备监测传感器基于声音的比对发现氨水压缩机的运行声音出现异常波动。中控模块基于氨水压缩机的位置寻找距离氨水压缩机距离最近的维检人员，并将第一信息发送至该维检人员的移动终端，通知该维检人员进行设备检修。优选地，移动终端能够为可语音播报的传声话筒、智能手机或图像警报器。
通过对氨水的泄漏的及时发现，防止逸散的氨水对存储于冷库中的冻肉造成污染，同时避免氨水泄漏导致的降温效果的降低。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。
Claims (8)
1.一种用于监控声音和气体暴露的系统，包含环境监测传感器、设备监测传感器和中控模块，其特征在于，
在所述环境监测传感器被动触发而检测到环境中出现与气味相关的第一检测信息时，所述环境监测传感器触发所述设备监测传感器采集其检测范围内的与设备运行相关的第二检测信息，所述设备监测传感器以获取多点位的设备运行产生的声音，其中，
所述中控模块基于第一检测信息确认第一检测信息的种类，基于所述中控模块存储的与第一检测信息生产、运输相关的设备信息获取所述设备监测传感器的检测范围，第一检测信息的关联内容包含该气味产生的危险物质种类、与危险物质在工厂内相关的设备种类以及该设备的位置信息，检测范围即为包含上述关联设备的所有位置，
所述设备监测传感器于多个运行设备位置设置多个检测位点以获取不同设备运行产生的不同特性的第二检测信息组合，所述中控模块基于所述设备监测传感器提供的产生不同特性的第二检测信息组合的设备运行产生的第二检测信息确认异常运行设备类别，以筛选基于第一检测信息发生而确认具有异常运行状态的设备。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二检测信息能够为与设备开关或运行状态时产生声音相关的信息，其中，基于所述设备监测传感器采集的不同声音组合的特性，所述中控模块对所述设备监测传感器在不同时间节点采集的第二检测信息从声音组合中分离的声音的响度、音调和音色进行比较以确认产生所述异常运行声音的设备。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述中控模块存储存在于系统监测的环境中的危险物质以及与危险物质相关的设备，其中，所述中控模块基于第一检测信息提取存储于所述中控模块中的与所述第一检测信息相关的出现于环境中的危险物质的种类及与该物质的生产、运输及储存相关的设备的位置信息并生成包含目标物质的种类及与目标物质的生产、运输及储存相关的设备的位置信息的第一信息，以确认所述设备监测传感器的检测范围。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，当所述环境监测传感器检测到环境中存在异常的第一检测信息时，所述中控模块持续定位维检人员和与所述第一检测信息相关的设备，直至警报解除，从而在发出异常声音的设备具有维修需求时使所述中控模块能够呼叫距离所述设备最近的维检人员。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，基于所述环境监测传感器采集的环境中气味的浓度和气味相关的危险物质的危险等级，所述中控模块生成当前泄漏环境的危险等级，其中，危险等级至少包含三个等级。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述危险等级包含第一危险等级，所述第一危险等级指示当前环境为低危环境，优先以人力维检危险泄漏位置，其中，所述中控模块基于所述第一信息包含的设备的位置信息就近呼叫维检人员，使危险物质泄漏区域能够被迅速排查。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述危险等级包含第二危险等级，所述第二危险等级指示泄漏位置可能存在多处或面积较大，其中，处于第二危险等级的中控模块以关闭部分区域或全部区域的生产设备为主要任务。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述危险等级包含第三危险等级，所述第三危险等级指示当前环境存在的危险物质需要相关专业人员介入，其中，所述中控模块通过语音或图像的方式发出警报以安排人员远离危险物质所在的位置，并向消防发出电话求救。
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|---|---|---|---|---|
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| CN116720999B (zh) * | 2023-08-07 | 2023-11-07 | 戈尔电梯（天津）有限公司 | 一种智慧社区的控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000123135A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-28 | Sharp Corp | 表示装置付き情報カード |
| WO2016138605A1 (zh) * | 2015-03-03 | 2016-09-09 | 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） | 一种用于保护汉语语音私密度的掩蔽信号的生成方法 |
| CN109935055A (zh) * | 2017-12-18 | 2019-06-25 | 德尔格安全股份两合公司 | 气体测量设备 |
| CN111624437A (zh) * | 2020-04-18 | 2020-09-04 | 西安电子科技大学 | 一体式综合地下电缆维护检测方法、检测系统及检测仪器 |
| CN212228114U (zh) * | 2020-06-30 | 2020-12-25 | 南京信息工程大学 | 一种基于声学的危化气体泄漏智能监测系统 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257568A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Denso Corp | ニオイ付情報再生方法及びその装置 |
| US20020173940A1 (en) * | 2001-05-18 | 2002-11-21 | Thacker Paul Thomas | Method and apparatus for a simulated stalking system |
| CN203671693U (zh) * | 2013-09-16 | 2014-06-25 | 宁波方太厨具有限公司 | 一种智能吸油烟机 |
| CN103630698A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-03-12 | 杭州协正信息技术有限公司 | 一种模仿动物嗅觉器官结构的立体电子鼻 |
| KR101608275B1 (ko) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 호원대학교 산학협력단 | 전력설비 음향 진단 시스템 |
| CN105222506B (zh) * | 2015-08-21 | 2018-01-16 | 合肥华凌股份有限公司 | 气体浓度预警方法、气体浓度预警装置和冰箱 |
| CN105262986B (zh) * | 2015-09-23 | 2018-04-10 | 郑州大学 | 野生猕猴追踪监测装置及系统 |
| CN106358152A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-01-25 | 珠海市魅族科技有限公司 | 一种定位方法及装置 |
| CN106680430B (zh) * | 2016-12-27 | 2021-01-05 | 台州市吉吉知识产权运营有限公司 | 利用手机寻找气味来源的方法及基于该方法的手机 |
| JP6986234B2 (ja) * | 2018-04-06 | 2021-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | 車両、車両制御装置、及び車両制御システム |
| CN111076246B (zh) * | 2018-10-19 | 2021-07-23 | 宁波方太厨具有限公司 | 一种识别油烟机故障异音的方法 |
| CN110118999A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-08-13 | 威海程航航空科技有限公司 | 一种无人机搜索系统及方法 |
| CN110456846A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-15 | 浙江大学 | 一种基于人工智能的自适应多感官睡眠辅助系统 |
| CN110672950A (zh) * | 2019-10-08 | 2020-01-10 | 深圳海岸语音技术有限公司 | 一种电力设备故障声像检测系统及方法 |
| CN111025969B (zh) * | 2019-12-05 | 2021-04-27 | 浙江大学 | 一种基于信息融合的野生动物监测系统及方法 |
| CN113124644B (zh) * | 2020-01-16 | 2022-12-16 | 青岛海尔电冰箱有限公司 | 冰箱内的异味食物的识别方法、冰箱及可读存储介质 |
| CN111271936B (zh) * | 2020-01-23 | 2022-03-22 | 深圳市大拿科技有限公司 | 智能冰箱控制方法及相关装置 |
| CN112014797A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-01 | 衢州学院 | 一种网络摄像机的听声辩位系统 |
| CN212935942U (zh) * | 2020-09-21 | 2021-04-09 | 合肥晨乐塑胶有限公司 | 一种可用于冰箱运行状态分析的管控系统 |
| CN112326290A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-05 | 中家院（北京）检测认证有限公司 | 一种吸油烟机性能的一体化测试装置及测试方法 |
| CN112709935A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-04-27 | 解光有 | 一种基于人工智能感官的装备气体泄漏监测系统及方法 |
| CN213779130U (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-23 | 南昌华梦达航空科技发展有限公司 | 一种便于安装的实时检测装置 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000123135A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-28 | Sharp Corp | 表示装置付き情報カード |
| WO2016138605A1 (zh) * | 2015-03-03 | 2016-09-09 | 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） | 一种用于保护汉语语音私密度的掩蔽信号的生成方法 |
| CN109935055A (zh) * | 2017-12-18 | 2019-06-25 | 德尔格安全股份两合公司 | 气体测量设备 |
| CN111624437A (zh) * | 2020-04-18 | 2020-09-04 | 西安电子科技大学 | 一体式综合地下电缆维护检测方法、检测系统及检测仪器 |
| CN212228114U (zh) * | 2020-06-30 | 2020-12-25 | 南京信息工程大学 | 一种基于声学的危化气体泄漏智能监测系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 探析石化企业设备密封点泄漏检测技术;肖井泉;《冶金管理》;53-54 * |
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