[发明专利]一种化工危险性气体泄漏地空一体化监测预警技术及设备

说明书

本发明公开了一种化工危险性气体泄漏地空一体化监测预警技术及设备，该技术设备主要由防爆无人机、防爆机器人、无线传感器(可测气体浓度、温度、湿度、风速、风向)、微型计算机控制器、便携式电脑、配套软件等组成，其中防爆无人机在空中，防爆机器人在地面，携带无线传感器深入泄漏区域，按照一定的路径进行联合检测，数据传送微型计算机控制器指挥中心，利用便携式电脑直接将泄漏区域气体浓度绘制出来，并根据浓度的等值线图及不同区域的有毒或爆炸危险性程度将泄漏范围处理为有黑色、黑灰色、灰色和白色的不同危险预警区域，形成safety map图。该技术设备可以在化工危险性气体泄漏事故的应急救援及事态控制提供可靠的依据。

技术领域

本发明涉及气体检测监测技术领域，尤其涉及一种化工危险性气体泄漏地空一体化监测预警技术及设备。

背景技术

由于运输成本低，速度快，安全经济稳定的特点，管道运输成为了化工危险性气体的重要运输方式。化工危险性气体一般为有毒有害、易燃易爆或高温气体，一旦泄漏，会造成重大伤亡事故。

因此，对运输管道容器泄漏进行早期的监测预警，精准定位泄露源，有利于提早应对，降低风险，减少损失。

近些年来，国内外关于气体管道检测方面的研究很多，考虑到管道内运输介质为化工危险性气体，传统介入式检测方法存在着安全隐患，非介入式的管道泄漏检测方法不断丰富完善。现阶段，较常用的几种非介入式化工危险性气体管道泄漏检测方法主要有：

(1)气体敏感法：该检测方法主要有两种操作方式，一种是提前在管道附近设置多个气体采集器，当埋地管道内的介质泄漏时，由于气体的流动性，气体采集器会收集到这些气体，并根据示踪剂或化学指示剂的提示，判断出是否有监测的气体存在，从而进行泄漏报警和漏点定位；另一种是直接将示踪气体添加到输送管道中，当输送管道发生泄漏时，示踪气体和管道内介质同时流出管道，

在管道附近的土壤中放置多个气体采集器，当埋地管道内的介质泄漏时，泄漏的气体会侵入周围土壤的空隙中。气体采集器会收集到这些气体，并根据示踪剂或化学指示剂的提示，判断出是否有监测的气体存在，从而进行泄漏报警和漏点定位；另一种是直接将示踪气体添加到输送管道中，如果输送管道发生泄漏，则示踪气体将比管内介质优先扩散到管道周围的土壤中，利用事先布置在土壤气体取样孔洞中的检测探头就可以采集示踪气体，然后再应用色谱法对示踪气体的含量进行测定，由此便可达到监测管道泄漏状况和确定管道泄漏点位置的目的。该类方法的优点是泄漏报警准确，并且可以准确地定位漏点检测的精度高，能够发现微小渗漏但缺点是需要沿管道密布气体采集器，人力物力耗费高。

(2)光纤法：利用光波在光纤中传播的变化特性，沿气体管线布置一条或几条电缆，根据光纤光学特性的改变和管线周围物理特性的变化，分析处理信号，准确定位泄漏源。光纤检漏主要包括分布式光纤检漏、多光纤探头遥测法、塑料包覆石英光纤传感器检漏、光纤温度传感器检漏等。其主要缺点是，需要沿气体管线布置一条或几条电缆，施工量大，成本高昂。

(3)电参数法：电参数检测方法主要有电缆泄漏检测和土壤电参数检测两种方法，主要是利用泄漏物质会与电缆发生反应导致其电性参数的变化来确定泄漏程度和泄漏源。目前国内外用于电参数法检漏的电缆类型：渗透性电缆；油溶性电缆；分布式碳氢化合物传感器电缆。该方法优点是定位准确，维护便利；缺点是施工成本高，维护费用高。

(4)红外热成像法：该方法是利用检测泄漏区域红外光信号，通过图像处理来获得红外传感图，从而判断泄漏的发生。红外线热成像检漏技术可以分成三种：红外线辐射成像检漏技术；红外线吸收检漏技术；红外线光声检漏技术。优点是适用范围大，操作简单；缺点是只有泄漏情况严重才能获得有效的信息，无法进行提前预警。

(5)超声波、声发射测定法：利用超声波检测仪或者声发射检测仪，根据运输管道物理特性参数的变化来确定管道的泄漏情况，定位泄漏源。