CN117224874A - 一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆技术领域，具体公开一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统，该系统包括：瓦斯管道信息采集分析模块、抑爆装置信息采集分析模块、抑爆装置启动模块、云数据库和爆炸蔓延控制模块；本发明通过结合瓦斯管道信息和抑爆装置信息分析各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数和各抑爆装置对应的抑爆影响系数，确认超细干粉喷出量，并对爆炸蔓延进行控制，保障了超细干粉喷出量确认的准确性，同时提高了不安全现象发现的及时性，避免了潜在的安全隐患，有效抑制了爆炸火焰，避免了爆炸事故扩大，从而提高了瓦斯管道输送的安全性，进而最大程度上保障了施工人员的生命安全。
Description
技术领域
本发明涉及瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆技术领域，具体而言，涉及一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统。
背景技术
瓦斯是一种易燃易爆的气体，在煤矿等场所的瓦斯管道输送过程中，由于各种原因可能导致瓦斯泄漏、爆炸等安全事故，因此，对瓦斯管道进行及时、准确的监测和预警，采取有效的抑爆措施，是保障工作人员和设备安全的关键。
现有的对瓦斯管道进行监测、预警和有效的抑爆措施中还存在以下几个方面的问题：1、当前仅根据瓦斯管道内的瓦斯浓度、温度和压力以及火焰是否存在评判是否需要启动抑爆装置进行抑爆处理，未对火焰的强度和颜色进行具体分析，降低了各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数分析的合理性，从而无法保障后续超细干粉喷出量确认的准确性，进而降低了抑爆效果。
2、当前仅监测抑爆装置内部超细干粉的湿度和浓度，未对超细干粉的分布均匀性情况和抑爆装置自身的喷洒偏差情况进行深度分析，使得抑爆装置对应的抑爆影响因素分析的覆盖面不足，从而使得后续超细干粉喷出量确认存在较大的误差性，进而无法保障超细干粉喷出量确认的可靠性，降低了不安全现象发现的及时性，无法避免潜在的安全隐患。
3、当前仅启动需要启动的抑爆装置，未对爆炸蔓延进行控制，从而无法有效抑制爆炸火焰，无法避免爆炸事故扩大，降低了瓦斯管道输送的安全性，进而无法保障施工人员的生命安全。
发明内容
鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统，包括：瓦斯管道信息采集分析模块，用于提取目标瓦斯管道上各抑爆装置的位置，采集各抑爆装置所属抑爆范围内的瓦斯浓度、温度、压力以及火焰的强度和颜色，分析各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数。
抑爆装置信息采集分析模块，用于在各抑爆装置内部随机布设各检测点，采集各检测点对应的超细干粉的湿度和浓度，并采集各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的超细干粉喷洒量，分析各抑爆装置对应的抑爆影响系数。
抑爆装置启动模块，用于当某抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数大于或者等于设定参照的爆炸危险系数时，则启动该抑爆装置，并将该抑爆装置记为开启装置，从而确认各开启装置的超细干粉喷出量。
云数据库，用于存储各火焰温度对应的颜色集合，存储各爆炸危险系数对应的适宜超细干粉喷出量，并存储各抑爆影响系数对应超细干粉的补偿喷出量。
爆炸蔓延控制模块，用于根据目标瓦斯管道上各抑爆装置的位置获取各开启装置的位置，并对各开启装置的爆炸蔓延进行控制。
具体地，所述分析各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数，具体分析过程为：A1、将各抑爆装置所属抑爆范围内的瓦斯浓度、温度和压力分别记为、/>和/>，其中，/>表示抑爆装置的编号，/>。
A2、计算各抑爆装置所属抑爆范围内对应输送环境层面的爆炸危险系数，，其中，/>、/>和/>分别表示设定参照的瓦斯浓度、温度和压力，/>、/>和/>分别表示设定的瓦斯浓度、温度和压力对应输送环境层面的爆炸危险系数评估占比权重。
A3、根据各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的强度和颜色，计算各抑爆装置所属抑爆范围内对应火焰层面的爆炸危险系数。
A4、计算各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数，/>，其中，/>和/>分别表示设定的输送环境层面和火焰层面对应爆炸危险系数评估占比权重。
具体地，所述计算各抑爆装置所属抑爆范围内对应火焰层面的爆炸危险系数，具体计算过程为：B1、将各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的强度记为。
B2、将各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的颜色与云数据库中存储的各火焰温度对应的颜色集合进行对比，若某抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的颜色位于某火焰温度对应的颜色集合内，则将该火焰温度作为该抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的温度，由此得到各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的温度，记为。
B3、计算各抑爆装置所属抑爆范围内对应火焰层面的爆炸危险系数，，其中，/>和/>分别表示设定参照的火焰的强度和火焰的温度，/>和/>分别表示设定的火焰的强度和火焰的温度对应火焰层面的爆炸危险系数评估占比权重。
具体地，所述分析各抑爆装置对应的抑爆影响系数，具体分析过程为：C1、根据各抑爆装置内部各检测点对应的超细干粉的湿度和浓度，计算各抑爆装置对应内部超细干粉层面的抑爆影响系数。
C2、根据各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的超细干粉喷洒量，计算各抑爆装置对应喷洒层面的抑爆影响系数。
C3、计算各抑爆装置对应的抑爆影响系数，/>，其中，/>和分别表示设定的内部超细干粉层面和喷洒层面对应的抑爆影响系数评估占比权重。
具体地，所述计算各抑爆装置对应内部超细干粉层面的抑爆影响系数，具体计算过程为：D1、将各抑爆装置内部各检测点对应的超细干粉的湿度进行均值计算，得到各抑爆装置内部超细干粉的平均湿度，并记为。
D2、将各抑爆装置内部各检测点对应的超细干粉的浓度记为，其中，/>表示检测点的编号，/>。
D3、计算各抑爆装置内部超细干粉的分布均匀度，/>，其中，/>表示设定参照的超细干粉的浓度偏差，/>表示第/>个抑爆装置内部第/>个检测点对应的超细干粉的浓度，/>表示/>个检测点数目。
D4、计算各抑爆装置对应内部超细干粉层面的抑爆影响系数，，其中，/>、/>和/>分别表示设定参照的湿度、湿度偏差和分布均匀度，/>和/>分别表示设定的湿度偏差和分布均匀度对应内部超细干粉层面的抑爆影响系数评估占比权重，/>表示自然常数。
具体地，所述计算各抑爆装置对应喷洒层面的抑爆影响系数，具体计算过程为：E1、将各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的超细干粉喷洒量进行相邻对比，得到各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的喷洒量偏差，并将其进行均值计算，得到各抑爆装置在历史各次喷洒时对应的喷洒量偏差。
E2、以喷洒次数为横坐标，以喷洒量偏差为纵坐标，构建各抑爆装置的喷洒量偏差曲线，并从所述曲线中定位出斜率值，作为各抑爆装置的喷洒量偏差增长率，将其标记为。
E3、设定各抑爆装置的喷洒量偏差增长率影响因子。
E4、计算各抑爆装置对应喷洒层面的抑爆影响系数，/>，其中，/>表示设定参照的喷洒量偏差增长率。
具体地，所述设定各抑爆装置的喷洒量偏差增长率影响因子，具体设定过程为：F1、以设定参照的喷洒量偏差增长率为斜率，在各抑爆装置的喷洒量偏差曲线中构建参照基准线，并从各抑爆装置的喷洒量偏差曲线中定位出位于参照基准线上方的喷洒次数，并将其作为偏差喷洒次数，记为。
F2、从所述各抑爆装置的喷洒量偏差曲线中定位出喷洒量偏差的幅值和喷洒总次数，并分别记为和/>。
F3、设定各抑爆装置的喷洒量偏差增长率影响因子，/>，其中，/>和/>分别表示设定参照的偏差喷洒次数占比和喷洒量偏差的幅值，/>和/>分别表示设定的偏差喷洒次数占比和喷洒量偏差的幅值对应喷洒量偏差增长率影响因子评估占比权重。
具体地，所述确认各开启装置的超细干粉喷出量，具体确认方式为：G1、从各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数和各抑爆装置对应的抑爆影响系数中提取各开启装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数和各开启装置对应的抑爆影响系数。
G2、将各开启装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数与云数据库中存储的各爆炸危险系数对应的适宜超细干粉喷出量进行对比，得到各开启装置对应的适宜超细干粉喷出量，并记为，其中，/>表示开启装置的编号，/>。
G3、将各开启装置对应的抑爆影响系数与云数据库中存储的各抑爆影响系数对应超细干粉的补偿喷出量进行对比，得到各开启装置对应超细干粉的补偿喷出量，记为。
G4、综上得到各开启装置的超细干粉喷出量，/>。
具体地，所述对各开启装置的爆炸蔓延进行控制的具体方式为：以各开启装置位置为中心点，获取各开启装置左右两侧的抑爆装置位置，若左右两侧的抑爆装置中存在未启动抑爆装置，则启动未启动抑爆装置，并按照各开启装置的超细干粉喷出量的确认方式同理确认未启动抑爆装置的超细干粉喷出量。
相较于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：（1）本发明通过结合瓦斯管道的瓦斯浓度、温度、压力以及火焰的强度和颜色分别对输送环境层面和火焰层面的爆炸危险系数进行分析，从而得到各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数，实现了对火焰的强度和颜色进行具体分析，提高了各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数分析的合理性，保障了后续超细干粉喷出量确认的准确性，同时提高了抑爆效果。
（2）本发明通过结合超细干粉的湿度和浓度以及超细干粉喷洒量分别对内部超细干粉层面和喷洒层面的抑爆影响系数进行分析，从而得到各抑爆装置对应的抑爆影响系数，实现了对超细干粉的分布均匀性情况和抑爆装置自身的喷洒偏差情况的深度分析，提高了抑爆装置对应的抑爆影响因素分析的覆盖面，从而降低了后续超细干粉喷出量确认中存在的误差性，进而保障了超细干粉喷出量确认的可靠性，提高了不安全现象发现的及时性，避免了潜在的安全隐患。
（3）本发明通过根据目标瓦斯管道上各抑爆装置的位置获取各开启装置的位置，并对各开启装置的爆炸蔓延进行控制，从而有效抑制了爆炸火焰，避免了爆炸事故扩大，提高了瓦斯管道输送的安全性，进而最大程度上保障了施工人员的生命安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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为本发明系统模块结构连接示意图。
图2为本发明瓦斯管道输送示意图。
附图说明：1、目标瓦斯管道，2、抑爆装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明提供了一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统，包括：瓦斯管道信息采集分析模块、抑爆装置信息采集分析模块、抑爆装置启动模块、云数据库和爆炸蔓延控制模块。
所述瓦斯管道信息采集分析模块和抑爆装置信息采集分析模块两者均与抑爆装置启动模块相连，瓦斯管道信息采集分析模块和抑爆装置启动模块两者均与云数据库相连，瓦斯管道信息采集分析模块和抑爆装置启动模块两者均与爆炸蔓延控制模块相连。
请参阅图2所示，所述瓦斯管道信息采集分析模块，用于提取目标瓦斯管道上各抑爆装置的位置，采集各抑爆装置所属抑爆范围内的瓦斯浓度、温度、压力以及火焰的强度和颜色，分析各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数。
需要说明的是，所述目标瓦斯管道上各抑爆装置的位置通过安置在目标瓦斯管道上的GPS位置仪提取得到，所述各抑爆装置所属抑爆范围内的瓦斯浓度、温度和压力分别通过安置在各抑爆装置所属抑爆范围内的红外线气体检测器、温度传感器和压力传感器采集得到，所述火焰的强度和颜色均通过安置在各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰传感器采集得到。
还需要说明的是，所述火焰的强度通常表示火焰的明亮程度和火焰所产生的热能量。火焰的强度取决于多种因素，包括燃烧过程中涉及的燃料和氧气的比例、燃料的供应速度、火焰的温度以及火焰所处的环境条件，在本发明一个具体实施例中，火焰的强度表示火焰的大小。
在本发明具体实施例中，所述分析各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数，具体分析过程为：A1、将各抑爆装置所属抑爆范围内的瓦斯浓度、温度和压力分别记为、和/>，其中，/>表示抑爆装置的编号，/>。
A2、计算各抑爆装置所属抑爆范围内对应输送环境层面的爆炸危险系数，，其中，/>、/>和/>分别表示设定参照的瓦斯浓度、温度和压力，/>、/>和/>分别表示设定的瓦斯浓度、温度和压力对应输送环境层面的爆炸危险系数评估占比权重。
A3、根据各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的强度和颜色，计算各抑爆装置所属抑爆范围内对应火焰层面的爆炸危险系数。
在本发明具体实施例中，所述计算各抑爆装置所属抑爆范围内对应火焰层面的爆炸危险系数，具体计算过程为：B1、将各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的强度记为。
B2、将各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的颜色与云数据库中存储的各火焰温度对应的颜色集合进行对比，若某抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的颜色位于某火焰温度对应的颜色集合内，则将该火焰温度作为该抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的温度，由此得到各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的温度，记为。
需要说明的是，火焰温度越高，其颜色就越亮，越接近蓝色，较低温度的火焰通常呈现红色、橙色或黄色，而更高温度的火焰可能呈现蓝色或白色。
B3、计算各抑爆装置所属抑爆范围内对应火焰层面的爆炸危险系数，，其中，/>和/>分别表示设定参照的火焰的强度和火焰的温度，/>和/>分别表示设定的火焰的强度和火焰的温度对应火焰层面的爆炸危险系数评估占比权重。
A4、计算各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数，/>，其中，/>和/>分别表示设定的输送环境层面和火焰层面对应爆炸危险系数评估占比权重。
本发明实施例通过结合瓦斯管道的瓦斯浓度、温度、压力以及火焰的强度和颜色分别对输送环境层面和火焰层面的爆炸危险系数进行分析，从而得到各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数，实现了对火焰的强度和颜色进行具体分析，提高了各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数分析的合理性，保障了后续超细干粉喷出量确认的准确性，同时提高了抑爆效果。
所述抑爆装置信息采集分析模块，用于在各抑爆装置内部随机布设各检测点，采集各检测点对应的超细干粉的湿度和浓度，并采集各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的超细干粉喷洒量，分析各抑爆装置对应的抑爆影响系数。
需要说明的是，所述超细干粉的湿度和浓度分别通过安置在各抑爆装置内部的湿度传感器和浓度传感器采集得到，所述各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的超细干粉喷洒量通过安置在各抑爆装置喷口处的粉尘计采集得到。
在本发明具体实施例中，所述分析各抑爆装置对应的抑爆影响系数，具体分析过程为：C1、根据各抑爆装置内部各检测点对应的超细干粉的湿度和浓度，计算各抑爆装置对应内部超细干粉层面的抑爆影响系数。
在本发明具体实施例中，所述计算各抑爆装置对应内部超细干粉层面的抑爆影响系数，具体计算过程为：D1、将各抑爆装置内部各检测点对应的超细干粉的湿度进行均值计算，得到各抑爆装置内部超细干粉的平均湿度，并记为。
D2、将各抑爆装置内部各检测点对应的超细干粉的浓度记为，其中，/>表示检测点的编号，/>。
D3、计算各抑爆装置内部超细干粉的分布均匀度，/>，其中，/>表示设定参照的超细干粉的浓度偏差，/>表示第/>个抑爆装置内部第/>个检测点对应的超细干粉的浓度，/>表示/>个检测点数目。
D4、计算各抑爆装置对应内部超细干粉层面的抑爆影响系数，，其中，/>、/>和/>分别表示设定参照的湿度、湿度偏差和分布均匀度，/>和/>分别表示设定的湿度偏差和分布均匀度对应内部超细干粉层面的抑爆影响系数评估占比权重，/>表示自然常数。
需要说明的是，所述超细干粉的湿度会影响其性能，过度湿润的干粉可能不会有效地扑灭火焰，因为水分的存在可能会降低干粉的吸热能力，相反，过干燥的干粉可能不会形成有效的防护层来遏制火焰，因此，超细干粉的湿度需要保持在一个合适的湿度区间内。
C2、根据各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的超细干粉喷洒量，计算各抑爆装置对应喷洒层面的抑爆影响系数。
在本发明具体实施例中，所述计算各抑爆装置对应喷洒层面的抑爆影响系数，具体计算过程为：E1、将各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的超细干粉喷洒量进行相邻对比，得到各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的喷洒量偏差，并将其进行均值计算，得到各抑爆装置在历史各次喷洒时对应的喷洒量偏差。
E2、以喷洒次数为横坐标，以喷洒量偏差为纵坐标，构建各抑爆装置的喷洒量偏差曲线，并从所述曲线中定位出斜率值，作为各抑爆装置的喷洒量偏差增长率，将其标记为。
E3、设定各抑爆装置的喷洒量偏差增长率影响因子。
在本发明具体实施例中，所述设定各抑爆装置的喷洒量偏差增长率影响因子，具体设定过程为：F1、以设定参照的喷洒量偏差增长率为斜率，在各抑爆装置的喷洒量偏差曲线中构建参照基准线，并从各抑爆装置的喷洒量偏差曲线中定位出位于参照基准线上方的喷洒次数，并将其作为偏差喷洒次数，记为。
F2、从所述各抑爆装置的喷洒量偏差曲线中定位出喷洒量偏差的幅值和喷洒总次数，并分别记为和/>。
需要说明的是，所述幅值是指在各抑爆装置的喷洒量偏差曲线中分别定位出最高点和最低点对应的喷洒量偏差值，并将最高点和最低点对应的喷洒量偏差值之间的差值作为幅值。
F3、设定各抑爆装置的喷洒量偏差增长率影响因子，/>，其中，/>和/>分别表示设定参照的偏差喷洒次数占比和喷洒量偏差的幅值，/>和/>分别表示设定的偏差喷洒次数占比和喷洒量偏差的幅值对应喷洒量偏差增长率影响因子评估占比权重。
E4、计算各抑爆装置对应喷洒层面的抑爆影响系数，/>，其中，/>表示设定参照的喷洒量偏差增长率。
C3、计算各抑爆装置对应的抑爆影响系数，/>，其中，/>和分别表示设定的内部超细干粉层面和喷洒层面对应的抑爆影响系数评估占比权重。
本发明实施例通过结合超细干粉的湿度和浓度以及超细干粉喷洒量分别对内部超细干粉层面和喷洒层面的抑爆影响系数进行分析，从而得到各抑爆装置对应的抑爆影响系数，实现了对超细干粉的分布均匀性情况和抑爆装置自身的喷洒偏差情况的深度分析，提高了抑爆装置对应的抑爆影响因素分析的覆盖面，从而降低了后续超细干粉喷出量确认中存在的误差性，进而保障了超细干粉喷出量确认的可靠性，提高了不安全现象发现的及时性，避免了潜在的安全隐患。
所述抑爆装置启动模块，用于当某抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数大于或者等于设定参照的爆炸危险系数时，则启动该抑爆装置，并将该抑爆装置记为开启装置，从而确认各开启装置的超细干粉喷出量。
在本发明具体实施例中，所述确认各开启装置的超细干粉喷出量，具体确认方式为：G1、从各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数和各抑爆装置对应的抑爆影响系数中提取各开启装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数和各开启装置对应的抑爆影响系数。
G2、将各开启装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数与云数据库中存储的各爆炸危险系数对应的适宜超细干粉喷出量进行对比，得到各开启装置对应的适宜超细干粉喷出量，并记为，其中，/>表示开启装置的编号，/>。
G3、将各开启装置对应的抑爆影响系数与云数据库中存储的各抑爆影响系数对应超细干粉的补偿喷出量进行对比，得到各开启装置对应超细干粉的补偿喷出量，记为。
G4、综上得到各开启装置的超细干粉喷出量，/>。
所述云数据库，用于存储各火焰温度对应的颜色集合，存储各爆炸危险系数对应的适宜超细干粉喷出量，并存储各抑爆影响系数对应超细干粉的补偿喷出量。
所述爆炸蔓延控制模块，用于根据目标瓦斯管道上各抑爆装置的位置获取各开启装置的位置，并对各开启装置的爆炸蔓延进行控制。
在本发明具体实施例中，所述对各开启装置的爆炸蔓延进行控制的具体方式为：以各开启装置位置为中心点，获取各开启装置左右两侧的抑爆装置位置，若左右两侧的抑爆装置中存在未启动抑爆装置，则启动未启动抑爆装置，并按照各开启装置的超细干粉喷出量的确认方式同理确认未启动抑爆装置的超细干粉喷出量。
本发明实施例通过根据目标瓦斯管道上各抑爆装置的位置获取各开启装置的位置，并对各开启装置的爆炸蔓延进行控制，从而有效抑制了爆炸火焰，避免了爆炸事故扩大，提高了瓦斯管道输送的安全性，进而最大程度上保障了施工人员的生命安全。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统，其特征在于，包括：
瓦斯管道信息采集分析模块，用于提取目标瓦斯管道上各抑爆装置的位置，采集各抑爆装置所属抑爆范围内的瓦斯浓度、温度、压力以及火焰的强度和颜色，分析各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数；
抑爆装置信息采集分析模块，用于在各抑爆装置内部随机布设各检测点，采集各检测点对应的超细干粉的湿度和浓度，并采集各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的超细干粉喷洒量，分析各抑爆装置对应的抑爆影响系数；
抑爆装置启动模块，用于当某抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数大于或者等于设定参照的爆炸危险系数时，则启动该抑爆装置，并将该抑爆装置记为开启装置，从而确认各开启装置的超细干粉喷出量；
云数据库，用于存储各火焰温度对应的颜色集合，存储各爆炸危险系数对应的适宜超细干粉喷出量，并存储各抑爆影响系数对应超细干粉的补偿喷出量；
爆炸蔓延控制模块，用于根据目标瓦斯管道上各抑爆装置的位置获取各开启装置的位置，并对各开启装置的爆炸蔓延进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统，其特征在于：所述分析各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数，具体分析过程为：
A1、将各抑爆装置所属抑爆范围内的瓦斯浓度、温度和压力分别记为、/>和/>，其中，/>表示抑爆装置的编号，/>；
A2、计算各抑爆装置所属抑爆范围内对应输送环境层面的爆炸危险系数，，其中，/>、/>和/>分别表示设定参照的瓦斯浓度、温度和压力，/>、/>和/>分别表示设定的瓦斯浓度、温度和压力对应输送环境层面的爆炸危险系数评估占比权重；
A3、根据各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的强度和颜色，计算各抑爆装置所属抑爆范围内对应火焰层面的爆炸危险系数；
A4、计算各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数，/>，其中，和/>分别表示设定的输送环境层面和火焰层面对应爆炸危险系数评估占比权重。
3.根据权利要求2所述的一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统，其特征在于：所述计算各抑爆装置所属抑爆范围内对应火焰层面的爆炸危险系数，具体计算过程为：
B1、将各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的强度记为；
B2、将各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的颜色与云数据库中存储的各火焰温度对应的颜色集合进行对比，若某抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的颜色位于某火焰温度对应的颜色集合内，则将该火焰温度作为该抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的温度，由此得到各抑爆装置所属抑爆范围内的火焰的温度，记为；
B3、计算各抑爆装置所属抑爆范围内对应火焰层面的爆炸危险系数，，其中，/>和/>分别表示设定参照的火焰的强度和火焰的温度，/>和/>分别表示设定的火焰的强度和火焰的温度对应火焰层面的爆炸危险系数评估占比权重。
4.根据权利要求1所述的一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统，其特征在于：所述分析各抑爆装置对应的抑爆影响系数，具体分析过程为：
C1、根据各抑爆装置内部各检测点对应的超细干粉的湿度和浓度，计算各抑爆装置对应内部超细干粉层面的抑爆影响系数；
C2、根据各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的超细干粉喷洒量，计算各抑爆装置对应喷洒层面的抑爆影响系数；
C3、计算各抑爆装置对应的抑爆影响系数，/>，其中，/>和/>分别表示设定的内部超细干粉层面和喷洒层面对应的抑爆影响系数评估占比权重。
5.根据权利要求4所述的一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统，其特征在于：所述计算各抑爆装置对应内部超细干粉层面的抑爆影响系数，具体计算过程为：
D1、将各抑爆装置内部各检测点对应的超细干粉的湿度进行均值计算，得到各抑爆装置内部超细干粉的平均湿度，并记为；
D2、将各抑爆装置内部各检测点对应的超细干粉的浓度记为，其中，/>表示检测点的编号，/>；
D3、计算各抑爆装置内部超细干粉的分布均匀度，/>，其中，/>表示设定参照的超细干粉的浓度偏差，/>表示第/>个抑爆装置内部第/>个检测点对应的超细干粉的浓度，/>表示/>个检测点数目；
D4、计算各抑爆装置对应内部超细干粉层面的抑爆影响系数，，其中，/>、/>和/>分别表示设定参照的湿度、湿度偏差和分布均匀度，/>和/>分别表示设定的湿度偏差和分布均匀度对应内部超细干粉层面的抑爆影响系数评估占比权重，/>表示自然常数。
6.根据权利要求5所述的一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统，其特征在于：所述计算各抑爆装置对应喷洒层面的抑爆影响系数，具体计算过程为：
E1、将各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的超细干粉喷洒量进行相邻对比，得到各抑爆装置在历史各次喷洒时对应各监测时间段内的喷洒量偏差，并将其进行均值计算，得到各抑爆装置在历史各次喷洒时对应的喷洒量偏差；
E2、以喷洒次数为横坐标，以喷洒量偏差为纵坐标，构建各抑爆装置的喷洒量偏差曲线，并从所述曲线中定位出斜率值，作为各抑爆装置的喷洒量偏差增长率，将其标记为；
E3、设定各抑爆装置的喷洒量偏差增长率影响因子；
E4、计算各抑爆装置对应喷洒层面的抑爆影响系数，/>，其中，/>表示设定参照的喷洒量偏差增长率。
7.根据权利要求6所述的一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统，其特征在于：所述设定各抑爆装置的喷洒量偏差增长率影响因子，具体设定过程为：
F1、以设定参照的喷洒量偏差增长率为斜率，在各抑爆装置的喷洒量偏差曲线中构建参照基准线，并从各抑爆装置的喷洒量偏差曲线中定位出位于参照基准线上方的喷洒次数，并将其作为偏差喷洒次数，记为；
F2、从所述各抑爆装置的喷洒量偏差曲线中定位出喷洒量偏差的幅值和喷洒总次数，并分别记为和/>；
F3、设定各抑爆装置的喷洒量偏差增长率影响因子，，其中，/>和/>分别表示设定参照的偏差喷洒次数占比和喷洒量偏差的幅值，/>和/>分别表示设定的偏差喷洒次数占比和喷洒量偏差的幅值对应喷洒量偏差增长率影响因子评估占比权重。
8.根据权利要求1所述的一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统，其特征在于：所述确认各开启装置的超细干粉喷出量，具体确认方式为：
G1、从各抑爆装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数和各抑爆装置对应的抑爆影响系数中提取各开启装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数和各开启装置对应的抑爆影响系数；
G2、将各开启装置所属抑爆范围内的爆炸危险系数与云数据库中存储的各爆炸危险系数对应的适宜超细干粉喷出量进行对比，得到各开启装置对应的适宜超细干粉喷出量，并记为，其中，/>表示开启装置的编号，/>；
G3、将各开启装置对应的抑爆影响系数与云数据库中存储的各抑爆影响系数对应超细干粉的补偿喷出量进行对比，得到各开启装置对应超细干粉的补偿喷出量，记为；
G4、综上得到各开启装置的超细干粉喷出量，/>。
9.根据权利要求1所述的一种瓦斯管道输送智能监测预警喷粉抑爆系统，其特征在于：所述对各开启装置的爆炸蔓延进行控制的具体方式为：以各开启装置位置为中心点，获取各开启装置左右两侧的抑爆装置位置，若左右两侧的抑爆装置中存在未启动抑爆装置，则启动未启动抑爆装置，并按照各开启装置的超细干粉喷出量的确认方式同理确认未启动抑爆装置的超细干粉喷出量。
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- 2023-11-15 CN CN202311515214.8A patent/CN117224874B/zh active Active
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