CN115808273A - 一种气体泄漏检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种气体泄漏检测系统和方法，其中系统包括：声音传感器阵列设备，集成可移动式检测设备和数据处理服务器，声音传感器阵列设备检测气体泄漏位置，集成可移动式检测设备移动至气体泄漏位置执行检测，将发生气体泄漏的设备、气体流速和气体成分发送给数据处理服务器，数据处理服务器控制在生产厂区执行应对操作，使得系统在减少了数据的处理的同时，还减少了检测设备的部署数量，降低生产成本，并保障了气体泄漏检测的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及环境检测领域，尤其涉及一种气体泄漏检测系统和一种气体泄漏检测方法。
背景技术
由于气体泄漏在压力容器、航空航天、煤气、天然气等众多领域中产生的故障，所引起的损失非常重大，所以针对气体泄漏的监测方法成为国内外研究的热点问题，监测气体泄漏具有极其重要的意义。尤其在生产场所气体的泄漏会损坏设备，干扰生产，严重的会引发爆炸，对气体泄漏的报警一直都受到人们广泛的重视。
目前，气体泄漏检测多在会发生气体泄漏的区域设置红外热成像仪，用于采集区域的红外图像，基于红外图像进行气体泄漏检测，但是，若时刻进行气体泄漏检测，由于红外热成像数据量非常大，会占用大量系统处理资源和网络传输资源，甚至会影响到生产区域其他设备的处理需求和数据传输需求；此外，红外热成像仪的成本也非常高，如果要完全覆盖到整个生产区域，投入巨大，很难真正实施。
发明内容
本申请提供一种气体泄漏检测系统和方法，基于多重检测机制，声音传感器阵列被动检测的方式对气体泄漏进行初筛，由于声音传感器阵列的数据量远小于红外热成像仪，因此初筛阶段仅占用较小的系统处理资源和网络传输资源，在初筛检测到疑似气体泄漏后，再指示可移动红外热成像仪移动到目标区域进行检测确认，不仅减少了红外热成像、可见光和气相色谱等数据的处理，同时还大大减少了检测设备的部署数量，降低生产成本的同时保障了气体泄漏检测的准确性。
一方面，本申请实施例提供了一种气体泄漏检测系统，所述系统包括声音传感器阵列设备、集成可移动式检测设备和数据处理服务器，所述集成可移动式检测设备包括设备识别模块、驱动模块、进样模块和成分检测模块，其中，
声音传感器阵列设备，用于设置采集频率，在设定的采集频率上检测是否发生气体泄漏事件；当检测到气体泄漏事件发生时，根据检测到的声音频率确定气体泄漏流速等级；如果检测到的气体泄漏流速等级高于或等于预设的报警等级时，则设置监控状态为初筛气体泄漏确认，并确定气体泄漏位置；发送气体泄漏事件初筛通知消息给集成可移动式检测设备；其中，所述气体泄漏事件初筛通知消息中包含所述监控状态和所述气体泄漏位置；
集成可移动式检测设备，用于接收气体泄漏事件初筛通知消息后，保存所述监控状态，并移动至所述气体泄漏位置，使用红外热成像模块检测所述气体泄漏位置对应的气体泄漏等级；如果所述气体泄漏等级低于报警等级，则设置所述监控状态为无气体泄漏，将设置为无气体泄漏的监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给所述声音传感器阵列设备；
如果所述气体泄漏等级高于或等于报警等级，则设置所述监控状态为复检气体泄漏确认，将设置为复检气体泄漏确认的监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给所述声音传感器阵列设备；使用设备识别模块确认发生气体泄漏的目标设备；使用驱动模块驱动进样模块处于所述气体泄漏位置；使用所述进样模块检测泄漏的气体流速，并将泄漏的气体引导至成分检测模块，使用所述成分检测模块检测气体成分；发送气体泄漏复检通知消息给数据处理服务器；其中，所述气体泄漏复检通知消息中包含目标设备的设备信息、气体流速和气体成分；
数据处理服务器，用于接收气体泄漏复检通知消息后，根据目标设备的设备信息、气体流速和气体成分确定对所述目标设备待执行的目标操作，并控制生产厂区中的设备执行所述目标操作。
另一方面，本申请实施例提出了一种应用于上述系统的气体泄漏检测方法，该方法包括：
声音传感器阵列设备设置采集频率，在设定的采集频率上检测是否发生气体泄漏事件；当检测到气体泄漏事件发生时，根据检测到的声音频率确定气体泄漏流速等级；如果检测到的气体泄漏流速等级高于或等于预设的报警等级时，则设置监控状态为初筛气体泄漏确认，并确定气体泄漏位置；发送气体泄漏事件初筛通知消息给集成可移动式检测设备；其中，所述气体泄漏事件初筛通知消息中包含所述监控状态和所述气体泄漏位置；
集成可移动式检测设备，接收气体泄漏事件初筛通知消息后，保存所述监控状态，并移动至所述气体泄漏位置，使用红外热成像模块检测所述气体泄漏位置对应的气体泄漏等级；如果所述气体泄漏等级低于报警等级，则设置所述监控状态为无气体泄漏，将设置为无气体泄漏的监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给所述声音传感器阵列设备；如果所述气体泄漏等级高于或等于报警等级，则设置所述监控状态为复检气体泄漏确认，将设置为复检气体泄漏确认的监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给所述声音传感器阵列设备；使用设备识别模块确认发生气体泄漏的目标设备；使用驱动模块驱动进样模块处于所述气体泄漏位置；使用所述进样模块检测泄漏的气体流速，并将泄漏的气体引导至成分检测模块，使用所述成分检测模块检测气体成分；发送气体泄漏复检通知消息给数据处理服务器；其中，所述气体泄漏复检通知消息中包含目标设备的设备信息、气体流速和气体成分；
数据处理服务器接收气体泄漏复检通知消息后，根据目标设备的设备信息、气体流速和气体成分确定对所述目标设备待执行的目标操作，并控制生产厂区中的设备执行所述目标操作。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例的一种气体泄漏检测系统的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本申请实施例提出了一种气体泄漏检测系统，所述系统包括声音传感器阵列设备、集成可移动式检测设备和数据处理服务器；其中，集成可移动式检测设备，该集成可移动式检测设备可以是轮式机器人、履带式机器人或轨道式机器人，集成了多个模块来进行综合检测，包括红外热成像模块、设备识别模块、进样模块、成分检测模块和驱动模块。其中：
声音传感器阵列设备，用于设置采集频率，在设定的采集频率上检测是否发生气体泄漏事件；当检测到气体泄漏事件发生时，根据检测到的声音频率确定气体泄漏流速等级；如果检测到的气体泄漏流速等级高于或等于预设的报警等级时，则设置监控状态为初筛气体泄漏确认，并确定气体泄漏位置；发送气体泄漏事件初筛通知消息给集成可移动式检测设备；其中，所述气体泄漏事件初筛通知消息中包含所述监控状态和所述气体泄漏位置。
其中，声音传感器阵列设备可以包括拾音模块，预先可以设置指定的采集音频范围，通过拾音模块在设定的采集频率上检测是否发生气体泄漏事件；这里音频范围可以根据气体泄漏发生的频率范围设定，可以设置为略大于气体泄漏发生的频率范围，以保证不会漏检。
由于当发生气体泄漏时，泄漏处就会发出相应的声音，不同流速的气体泄漏发出的声音频率也不相同；当这个频率的声音传播到声音传感器阵列设备后，声音传感器阵列设备就可以根据检测到的声音的频率判断气体泄漏的发生，以及根据声音频率判断气体泄漏的流速。本申请实施例中，声音传感器阵列设备上存储有气体流速与声音频率的对照表，还存储有气体流速对应的等级，当声音传感器阵列设备获取到根探测范围内的声音频率后，可以从对照表查询该声音频率对应的气体流速，以及该气体流速对应的气体泄漏流速等级。
如果检测到的气体泄漏流速等级高于或等于预设的报警等级时，则设置监控状态为初筛气体泄漏确认，并确定气体泄漏位置。
作为一种可行的实施方式，上述声音传感器阵列设备确定气体泄漏位置的具体方式可以为：根据接收到的气体泄漏所产生的声音信号到达多个声音采集传感器的时间差计算气体泄漏位置与声音传感器阵列设备的方位角；在所述方位角指示的方向发射超声波信号，根据接收到的所述超声波信号的回波信号计算气体泄漏位置与声音传感器阵列设备的距离；根据所述距离和所述方位角确定气体泄漏位置。
集成可移动式检测设备，用于接收气体泄漏事件初筛通知消息后，保存所述监控状态，并移动至所述气体泄漏位置，使用红外热成像模块检测所述气体泄漏位置对应的气体泄漏等级。
可以理解的的是，红外热成像数据可以理解是一副二维图像，像素的值由该位置上的物体所辐射的指定波段的红外线的强度所决定，例如3-5微米波段的红外线，当有气体泄漏出来时，由于气体的特性，对该波段的红外线的吸收与空气不同，因此在二维图像上，有泄漏的位置的红外数据的值就会小于其他没有泄漏的位置，由此就能区别有气体泄漏的区域和没有泄漏气体的区域。
本申请实施例中，集成可移动式检测设备确定气体泄漏位置对应的气体泄漏等级的方式可以为：
步骤S10：使用红外热成像模块采集第一红外热成像数据I(x,y)，将所述第一红外热成像数据I(x,y)中所有大于或等于预设第一门限值的数据提取出来，记录为第二红外热成像数据F(x,y)。
步骤S11：将所述第二红外热成像数据F(x,y)中互为相邻的数据提取出来，记录为第三红外热成像数据P(x,y)。
步骤S12：统计所述第三红外热成像数据P(x,y)中的像素点个数S，将所述像素点个数S作为气体泄漏区域面积。
具体地，红外热成像模块将红外热成像模块采集的红外线的辐射强度数据记录为I(x,y)，即上述第一红外热成像数据。然后将红外热成像数据I(x,y)中每一个像素的数据逐一与预设的气体泄漏检测门限值Th1(即上述预设第一门限值)进行比较，将所有大于或等于Th1的数据提取出来，保持在原红外热成像数据中的坐标不变，记录为气体筛选红外热成像数据F(x,y)，再将气体筛选红外热成像数据F(x,y)中坐标互为相邻的数据提取出来，互为相邻的条件是相邻两个点在横纵坐标轴上的坐标值之差小于或等于1，将这些坐标相邻的数据提取出来以后，记录为气体区域红外热成像数据P(x,y)，统计气体区域红外热成像数据P(x,y)中的像素点个数S，S即为气体泄漏区域面积。
步骤S13：保存气体泄漏区域面积，并根据气体泄漏区域面积设置下一次采集并计算气体泄漏区域面积的间隔时长。
作为一种可行的实施方式，步骤S13的实现方式可以为：
根据预设的气体泄漏区域面积与间隔时长对应关系，设置下一次采集并计算气体泄漏区域面积的间隔时长；
或者，基于间隔公式和气体泄漏区域面积计算下一次采集并计算气体泄漏区域面积的间隔时长；其中，间隔公式为：
Interval为间隔时长，BI为预设的基础间隔时长，BS为预设的基础面积，S为气体泄漏区域面积。通过上述的间隔公式，还可以得出一个趋势，当气体泄漏区域面积S越大，间隔时长Interval越短。
步骤S14：持续检测触发时长后，根据保存的多个气体泄漏区域面积计算归一化气体泄漏面积。
在检测过程中，通常会设定一个持续检测时长来平衡单次检测数据的不稳定性，这个时长称为触发时长；持续检测触发时长后，就获得N个根据采样数据计算得到气体泄漏区域面积(s1，s2，……sN)，然后根据N个气体泄漏区域面积计算归一化气体泄漏面积，归一化气体泄漏面积用于平衡单次检测的气体泄漏面积的不稳定性。
步骤S15：根据所述归一化气体泄漏面积与预设的气体泄漏等级表获得气体泄漏位置对应的气体泄漏等级。
作为一种可行的实施方式，上述步骤S15的实现方式可以为：
基于面积归一化公式和保存的多个气体泄漏面积计算归一化气体泄漏面积；其中，面积归一化公式为：
Ps为归一化气体泄漏面积；N为在触发时长内采集并计算的气体泄漏区域面积的数量；Si为第i次采集并计算的气体泄漏区域面积；Sj为第j次采集并计算的气体泄漏区域面积。
在确定出气体泄漏区域面积后，红外热成像模块根据归一化气体泄漏面积与预设的气体泄漏等级表获得气体泄漏等级。作为一种可行的实施方式，气体泄漏等级如表1所示：
表1
| 气体泄漏等级 | 气体泄漏区域面积(单位：像素) |
| 1 | ≥10 |
| 2 | ≥20 |
| 3 | ≥30 |
| …… | …… |
假设归一化气体泄漏面积25，那么根据表1所示的气体泄漏等级表，对应的气体泄漏等级为2，则确定检测到的气体泄漏等级为2。假设报警等级为1，那么检测到的气体泄漏等级就高于报警等级，假设报警等级为3，那么检测到的气体泄漏等级就低于报警等级。如果气体泄漏等级低于报警等级，集成可移动式检测设备则设置监控状态为无气体泄漏，将监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给声音传感器阵列设备；如果气体泄漏等级高于或等于报警等级，集成可移动式检测设备则设置监控状态为复检气体泄漏确认，将监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给声音传感器阵列设备。
集成可移动式检测设备在确定出气体泄漏等级后，如果所述气体泄漏等级低于报警等级，则设置所述监控状态为无气体泄漏，将设置为无气体泄漏的监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给所述声音传感器阵列设备。
或者，如果所述气体泄漏等级高于或等于报警等级，则集成可移动式检测设备将执行如下步骤：
S20：设置所述监控状态为复检气体泄漏确认，将设置为复检气体泄漏确认的监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给所述声音传感器阵列设备。
S21：使用设备识别模块确认发生气体泄漏的目标设备。
作为一种可行的实施方式，所述设备识别模块是可见光模块或非接触无线射频模块，步骤S21的实现方式可以为：
通过所述可见光模块采集所述气体泄漏位置对应的可见光数据，基于所述可见光数据确定确认发生气体泄漏的目标设备。
例如，设备识别模块可以是可见光模块，通过可见光模块对设备进行拍照，通过读取和识别设备上贴的标识牌信息来确认待识别的是什么设备(即目标设备)，或者通过可见光模块拍照后，通过对设备轮廓或外观进行特征提取，再通过和本地存储的设备特征数据对照信息进行分类识别确认待识别的是什么设备(即目标设备)。
或者，使用所述非接触无线射频模块读取设备广播的设备信息来确认发生气体泄漏的设备。例如，非接触无线射频模块可以是NFC模块，NFC模块是近距离无线通讯模块，成产厂区的待检设备上安装有NFC发送模块，集成可移动式检测设备上安装有NFC接收模块，待检设备上的NFC模块可以周期性的发送广播消息，广播消息中包含该设备的设备信息，使得当集成可移动式检测设备上安装有NFC接收模块靠近目标设备时，可以接收到广播消息，从而获得该目标设备的设备信息，由此来确认待识别的设备。
S22：使用驱动模块驱动进样模块处于所述气体泄漏位置，使用所述进样模块检测泄漏的气体流速，并将泄漏的气体引导至成分检测模块，使用所述成分检测模块检测气体成分。
作为一种可行的实施方式，步骤S22可以包括：
S220：使用进样模块端口的流速计检测泄漏的气体流速。
S221：使用进样模块中的分流结构件将采集到的气体样本部分导入成分检测模块，剩余部分导入进样模块中的气体分流舱，使用进样模块中的吹扫阀将所述气体分流舱的气体从分流出口排出。
S222：使用成分检测模块检测获得泄漏气体成分和气体样本中泄漏气体的占比，并根据泄漏气体成分获得泄漏气体的比重。
例如，进样模块中包含有分流结构件、气体分流舱和吹扫阀，分流结构件设置在进样模块的入口，通过调整分流结构件与入口平面的倾斜角度来将入口划分为两个子入口，其中一个子入口负责将采集到的气体样本部分导入至成分检测模块，另外一个子入口负责将其余部分则导入进样模块中的气体分流舱，在进样模块中的吹扫阀则将气体分流舱的气体从分流出口排出。为了避免大气污染，还可以在分流出口加入中和液容器，将分流出口的气体导入进中和液容器对气体进行溶解后在排出。
成分检测模块对气体样本进行检测，得到气体样本中泄漏气体成分和泄漏气体的占比，知道气体成分以后，可以根据公知的气体比重表可以知道泄漏气体的比重，例如氢气的比重为9％。其中，气体的比重是指该气体的密度与标准状况下空气密度的比值，若某一泄漏气体的气体比重小于1，则表明该泄漏气体比标准状况下的空气轻，反之，若某一气体的气体比重大于1，则表明该泄漏气体比标准状况下的空气重。
S223：如果泄漏气体的占比大于或等于比例门限值Th_r，则继续将泄漏的气体部分导入成分检测模块，通过成分检测模块继续对导入的泄漏气体进行气体成分检测。
S224：如果泄漏气体的占比小于比例门限值，且泄漏气体的比重小于1，则使用进样模块中的分流结构件将采集到的气体样本全部导入成分检测模块，通过成分检测模块继续对导入的泄漏气体进行气体成分检测，并关闭吹扫阀。
S225：如果泄漏气体的占比小于比例门限值，且泄漏气体的比重大于1，则使用进样模块中的分流结构件将气体样本全部导入成分检测模块，通过成分检测模块继续对导入的泄漏气体进行气体成分检测，且打开进样模块的吸气阀；其中，所述吸气阀用于提高气体样本中的泄漏气体的比例。
例如，如果泄漏气体的占比大于或等于比例门限值Th_r，分流结构件则继续保持当前的倾斜角度，将泄漏的气体部分导入成分检测模块。
或者，如果泄漏气体的占比小于Th_r，且泄漏气体的比重小于1，即该泄漏气体比空气轻，则分流结构件调整角度使得分流结构件将进样模块的入口从两个子入口调整为一个入口，并阻挡气体样本进入气体分流舱，使得采集到的气体样本全部导入成分检测模块，吹扫阀此时处于关闭状态。
又或者，如果泄漏气体的占比小于比例门限值，且泄漏气体的比重大于空气，即比空气重，则分流结构件调整角度使得分流结构件将进样模块的入口从两个子入口调整为一个入口，并阻挡气体样本进入气体分流舱，使得采集到的气体样本全部导入成分检测模块，吹扫阀此时处于关闭状态；同时，打开进样模块入口处的吸气阀；在这里，使用吸气阀是为了采集到更高浓度的泄漏气体的样本；这样做的原因是，一般进样口伸缩到泄漏处的上方，当泄漏气体比重小于空气，气体往上走，进样口能够采集到足够充分的气体样本，而当泄漏气体比重大于空气，气体往下走，进样口能够采集的气体样本较少，因此需要增加吸气阀来辅助提高气体采集量，从而提高泄漏气体在气体样本中的占比。
S24：发送气体泄漏复检通知消息给数据处理服务器；其中，所述气体泄漏复检通知消息中包含目标设备的设备信息、气体流速和气体成分。
数据处理服务器，用于接收气体泄漏复检通知消息后，根据目标设备的设备信息、气体流速和气体成分确定对所述目标设备待执行的目标操作，并控制生产厂区中的设备执行所述目标操作。
示例性地，当数据处理服务器识别气体泄漏复检通知消息包含的气体成分指示为六氟化硫时，所述数据处理服务器，具体用于：
如果所述气体流速大于或等于第一流速门限值，则控制生产厂区电源设备断开生产厂区电源；控制广播和报警器在生产厂区进行声光警告，所述声光警告用于指示全员撤离；控制喷洒设备在生产厂区喷洒中和液体，所述中和液体用于将六氟化硫溶解；控制网络传输设备发送第一警告消息给管理员，所述第一警告消息用于指示目标设备存在六氟化硫气体紧急泄漏；
如果所述气体流速小于第一流速门限值，且大于或等于第二流速门限值，则控制生产厂区电源设备断开生产厂区电源；控制广播和报警器在生产厂区进行声光警告，所述声光警告用于指示全员撤离；控制网络传输设备发送第二警告消息给管理员，所述第二警告消息用于指示目标设备存在六氟化硫气体严重泄漏；
如果气体流速小于第二流速门限值，且大于或等于第三流速门限值，则控制生产厂区电源设备断开生产厂区电源；控制网络传输设备发送第三警告消息给管理员，所述第三警告消息用于指示目标设备存在六氟化硫气体重要泄漏；
如果所述气体流速小于第三流速门限值，则控制控制网络传输设备发送第四警告消息给管理员，所述第四警告消息用于指示目标设备存在六氟化硫气体一般泄漏。
例如，如果从集成可移动式检测设备获知气体的成分是六氟化硫，则需要根据气体流速来设置不同的应对方式，可以设置三级流速门限值Th-v1(即第一流速门限值)、Th-v2(即第二流速门限值)和Th-v3(即第三流速门限值)，其中Th-v1＞Th-v2＞Th-v3，分别用于判断气体泄漏的不同严重程度；数据处理服务器根据气体流速来确定和控制各种生产厂区的设备来执行应对操作，具体为：
如果气体流速大于或等于Th-v1，则控制生产厂区电源设备断开生产厂区电源；控制广播和报警器在生产厂区进行声光警告，声光警告用于指示全员撤离；控制喷洒设备在生产厂区喷洒中和液体，这里的中和液体用于将六氟化硫溶解；控制网络传输设备发送警告消息给管理员，警告消息用于指示目标设备存在六氟化硫气体紧急泄漏；
如果所述气体流速小于Th-v1，且大于或等于Th-v2，则控制生产厂区电源设备断开生产厂区电源；控制广播和报警器在生产厂区进行声光警告，声光警告用于指示全员撤离；控制网络传输设备发送警告消息给管理员，警告消息用于指示目标设备存在六氟化硫气体严重泄漏；
如果气体流速小于Th-v2，且大于或等于Th-v3，则控制生产厂区电源设备断开生产厂区电源；控制网络传输设备发送警告消息给管理员，警告消息用于指示目标设备存在六氟化硫气体重要泄漏；
如果所述气体流速小于Th-v3，则控制控制网络传输设备发送警告消息给管理员，警告消息用于指示目标设备存在六氟化硫气体一般泄漏。
或者，数据处理服务器预先存储有气体流速、气体成分与预设操作之间的对应关系，气体流速和气体成分下唯一对应一个预设操作。数据处理服务器可以从该对应关系中查找泄漏复检通知消息中气体流速和气体成分唯一对应的目标操作。
作为一种可行的实施方式，网络传输设备在发送上述警告消息(第一、第二、第三、第四告警消息)时，可以通过5G通信模块将警告消息发送给5G网关，由此通过5G网络发送至管理员手上的5G终端，从而实现快速预警。
为了进一步提高重要警告消息的传达的可靠性，网络传输设备可以在发送用于指示六氟化硫气体紧急泄漏(即上述第一警告消息)或指示六氟化硫气体严重泄漏的警告消息(即上述第二警告消息)时，还包含高可靠性低延迟业务指示，其中高可靠性低延迟业务指示用于指示5G核心网设备和5G接入网设备在发送警告消息时，按照5G网络中对业务进行划片的技术特性，选择可用于高可靠性低延迟业务的承载发送警告消息给管理员的终端，由此来确保第一警告消息或第二警告消息及时并可靠的告知管理员。也即，所述高可靠性低延迟业务指示用于指示5G核心网和5G接入网使用用于高可靠性低延迟业务的承载发送所述第一警告消息或所述第二警告消息。
本申请实施例还提出了一种气体泄漏检测方法，该方法可应用于上述气体泄漏检测系统，该方法包括：
S30：声音传感器阵列设备设置采集频率，在设定的采集频率上检测是否发生气体泄漏事件；当检测到气体泄漏事件发生时，根据检测到的声音频率确定气体泄漏流速等级；如果检测到的气体泄漏流速等级高于或等于预设的报警等级时，则设置监控状态为初筛气体泄漏确认，并确定气体泄漏位置；发送气体泄漏事件初筛通知消息给集成可移动式检测设备；其中，所述气体泄漏事件初筛通知消息中包含所述监控状态和所述气体泄漏位置。
S31：集成可移动式检测设备接收气体泄漏事件初筛通知消息后，保存所述监控状态，并移动至所述气体泄漏位置，使用红外热成像模块检测所述气体泄漏位置对应的气体泄漏等级。
S32：如果所述气体泄漏等级低于报警等级，则集成可移动式检测设备设置监控状态为无气体泄漏，将设置为无气体泄漏的监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给所述声音传感器阵列设备。
S33：如果所述气体泄漏等级高于或等于报警等级，则集成可移动式检测设备设置所述监控状态为复检气体泄漏确认，将设置为复检气体泄漏确认的监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给所述声音传感器阵列设备；使用设备识别模块确认发生气体泄漏的目标设备；使用驱动模块驱动进样模块处于所述气体泄漏位置；使用所述进样模块检测泄漏的气体流速，并将泄漏的气体引导至成分检测模块，使用所述成分检测模块检测气体成分；发送气体泄漏复检通知消息给数据处理服务器；其中，所述气体泄漏复检通知消息中包含目标设备的设备信息、气体流速和气体成分；
S34：数据处理服务器接收气体泄漏复检通知消息后，根据目标设备的设备信息、气体流速和气体成分确定对所述目标设备待执行的目标操作，并控制生产厂区中的设备执行所述目标操作
上述步骤S30～步骤S34的具体实现方式，可以参见上述实施例中有关声音传感器阵列设备、集成可移动式检测设备和数据处理服务器的相关描述，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所揭露的仅为本申请的部分实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种气体泄漏检测系统，其特征在于，所述系统包括声音传感器阵列设备、集成可移动式检测设备和数据处理服务器，所述集成可移动式检测设备包括设备识别模块、驱动模块、进样模块和成分检测模块，其中，
声音传感器阵列设备，用于设置采集频率，在设定的采集频率上检测是否发生气体泄漏事件；当检测到气体泄漏事件发生时，根据检测到的声音频率确定气体泄漏流速等级；如果检测到的气体泄漏流速等级高于或等于预设的报警等级时，则设置监控状态为初筛气体泄漏确认，并确定气体泄漏位置；发送气体泄漏事件初筛通知消息给集成可移动式检测设备；其中，所述气体泄漏事件初筛通知消息中包含所述监控状态和所述气体泄漏位置；
集成可移动式检测设备，用于接收气体泄漏事件初筛通知消息后，保存所述监控状态，并移动至所述气体泄漏位置，使用红外热成像模块检测所述气体泄漏位置对应的气体泄漏等级；如果所述气体泄漏等级低于报警等级，则设置所述监控状态为无气体泄漏，将设置为无气体泄漏的监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给所述声音传感器阵列设备；
如果所述气体泄漏等级高于或等于报警等级，则设置所述监控状态为复检气体泄漏确认，将设置为复检气体泄漏确认的监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给所述声音传感器阵列设备；使用设备识别模块确认发生气体泄漏的目标设备；使用驱动模块驱动进样模块处于所述气体泄漏位置；使用所述进样模块检测泄漏的气体流速，并将泄漏的气体引导至成分检测模块，使用所述成分检测模块检测气体成分；发送气体泄漏复检通知消息给数据处理服务器；其中，所述气体泄漏复检通知消息中包含目标设备的设备信息、气体流速和气体成分；
数据处理服务器，用于接收气体泄漏复检通知消息后，根据目标设备的设备信息、气体流速和气体成分确定对所述目标设备待执行的目标操作，并控制生产厂区中的设备执行所述目标操作。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在确定气体泄漏位置时，声音传感器阵列设备，具体用于：根据接收到的气体泄漏所产生的声音信号到达多个声音采集传感器的时间差计算气体泄漏位置与声音传感器阵列设备的方位角；在所述方位角指示的方向发射超声波信号，根据接收到的所述超声波信号的回波信号计算气体泄漏位置与声音传感器阵列设备的距离；根据所述距离和所述方位角确定气体泄漏位置。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集成可移动式检测设备还包括红外热成像模块，所述集成可移动式检测设备，具体用于：
使用红外热成像模块采集第一红外热成像数据I(x,y)，将所述第一红外热成像数据I(x,y)中所有大于或等于预设第一门限值的数据提取出来，记录为第二红外热成像数据F(x,y)；
将所述第二红外热成像数据F(x,y)中互为相邻的数据提取出来，记录为第三红外热成像数据P(x,y)；
统计所述第三红外热成像数据P(x,y)中的像素点个数S，将所述像素点个数S作为气体泄漏区域面积；
保存气体泄漏区域面积，并根据气体泄漏区域面积设置下一次采集并计算气体泄漏区域面积的间隔时长；
持续检测触发时长后，根据保存的多个气体泄漏区域面积计算归一化气体泄漏面积；
根据所述归一化气体泄漏面积与预设的气体泄漏等级表获得气体泄漏位置对应的气体泄漏等级。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述集成可移动式检测设备，具体用于：
根据预设的气体泄漏区域面积与间隔时长对应关系，设置下一次采集并计算气体泄漏区域面积的间隔时长；
或者，基于间隔公式和气体泄漏区域面积计算下一次采集并计算气体泄漏区域面积的间隔时长；其中，间隔公式为：
Interval为间隔时长，BI为预设的基础间隔时长，BS为预设的基础面积，S为气体泄漏区域面积。
5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述集成可移动式检测设备，具体用于：
基于面积归一化公式和保存的多个气体泄漏面积计算归一化气体泄漏面积；其中，面积归一化公式为：
Ps为归一化气体泄漏面积；N为在触发时长内采集并计算的气体泄漏区域面积的数量；Si为第i次采集并计算的气体泄漏区域面积；Sj为第j次采集并计算的气体泄漏区域面积。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备识别模块是可见光模块或非接触无线射频模块，所述集成可移动式检测设备，还具体用于：
通过所述可见光模块采集所述气体泄漏位置对应的可见光数据，基于所述可见光数据确定确认发生气体泄漏的目标设备；
或者，使用所述非接触无线射频模块读取设备广播的设备信息来确认发生气体泄漏的设备。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集成可移动式检测设备，还具体用于：
使用进样模块端口的流速计检测泄漏的气体流速；
使用进样模块中的分流结构件将采集到的气体样本部分导入成分检测模块，剩余部分导入进样模块中的气体分流舱，使用进样模块中的吹扫阀将所述气体分流舱的气体从分流出口排出；
使用成分检测模块检测获得泄漏气体成分和气体样本中泄漏气体的占比，并根据泄漏气体成分获得泄漏气体的比重；
如果泄漏气体的占比大于或等于比例门限值，则继续将泄漏的气体部分导入成分检测模块，通过成分检测模块继续对导入的泄漏气体进行气体成分检测；
如果泄漏气体的占比小于比例门限值，且泄漏气体的比重小于1，则使用进样模块中的分流结构件将采集到的气体样本全部导入成分检测模块，通过成分检测模块继续对导入的泄漏气体进行气体成分检测，并关闭吹扫阀；
如果泄漏气体的占比小于比例门限值，且泄漏气体的比重大于1，则使用进样模块中的分流结构件将气体样本全部导入成分检测模块，通过成分检测模块继续对导入的泄漏气体进行气体成分检测，且打开进样模块的吸气阀；其中，所述吸气阀用于提高气体样本中的泄漏气体的比例。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当气体泄漏复检通知消息包含的气体成分指示为六氟化硫时，所述数据处理服务器，具体用于：
如果所述气体流速大于或等于第一流速门限值，则控制生产厂区电源设备断开生产厂区电源；控制广播和报警器在生产厂区进行声光警告，所述声光警告用于指示全员撤离；控制喷洒设备在生产厂区喷洒中和液体，所述中和液体用于将六氟化硫溶解；控制网络传输设备发送第一警告消息给管理员，所述第一警告消息用于指示目标设备存在六氟化硫气体紧急泄漏；
如果所述气体流速小于第一流速门限值，且大于或等于第二流速门限值，则控制生产厂区电源设备断开生产厂区电源；控制广播和报警器在生产厂区进行声光警告，所述声光警告用于指示全员撤离；控制网络传输设备发送第二警告消息给管理员，所述第二警告消息用于指示目标设备存在六氟化硫气体严重泄漏；
如果气体流速小于第二流速门限值，且大于或等于第三流速门限值，则控制生产厂区电源设备断开生产厂区电源；控制网络传输设备发送第三警告消息给管理员，所述第三警告消息用于指示目标设备存在六氟化硫气体重要泄漏；
如果所述气体流速小于第三流速门限值，则控制控制网络传输设备发送第四警告消息给管理员，所述第四警告消息用于指示目标设备存在六氟化硫气体一般泄漏。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述数据处理服务器，还具体用于：
控制网络传输设备将所述第一警告消息或所述第二警告消息发送给5G网关，并包含高可靠性低延迟业务指示；其中，所述高可靠性低延迟业务指示用于指示5G核心网和5G接入网使用用于高可靠性低延迟业务的承载发送所述第一警告消息或所述第二警告消息。
10.一种气体泄漏检测的方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-9中任一项所述的系统，所述方法包括：
声音传感器阵列设备设置采集频率，在设定的采集频率上检测是否发生气体泄漏事件；当检测到气体泄漏事件发生时，根据检测到的声音频率确定气体泄漏流速等级；如果检测到的气体泄漏流速等级高于或等于预设的报警等级时，则设置监控状态为初筛气体泄漏确认，并确定气体泄漏位置；发送气体泄漏事件初筛通知消息给集成可移动式检测设备；其中，所述气体泄漏事件初筛通知消息中包含所述监控状态和所述气体泄漏位置；
集成可移动式检测设备接收气体泄漏事件初筛通知消息后，保存所述监控状态，并移动至所述气体泄漏位置，使用红外热成像模块检测所述气体泄漏位置对应的气体泄漏等级；如果所述气体泄漏等级低于报警等级，则设置所述监控状态为无气体泄漏，将设置为无气体泄漏的监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给所述声音传感器阵列设备；如果所述气体泄漏等级高于或等于报警等级，则设置所述监控状态为复检气体泄漏确认，将设置为复检气体泄漏确认的监控状态包含在气体泄漏事件初筛确认消息中发送给所述声音传感器阵列设备；使用设备识别模块确认发生气体泄漏的目标设备；使用驱动模块驱动进样模块处于所述气体泄漏位置；使用所述进样模块检测泄漏的气体流速，并将泄漏的气体引导至成分检测模块，使用所述成分检测模块检测气体成分；发送气体泄漏复检通知消息给数据处理服务器；其中，所述气体泄漏复检通知消息中包含目标设备的设备信息、气体流速和气体成分；
数据处理服务器接收气体泄漏复检通知消息后，根据目标设备的设备信息、气体流速和气体成分确定对所述目标设备待执行的目标操作，并控制生产厂区中的设备执行所述目标操作。
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