罐前面部署氣體傳感器，形成一個夾角為? 的扇形，在扇形的兩條邊以及兩條邊的連接線上部署傳感器節(jié)點(diǎn)，部署三行，第一行與液化 氣罐的垂直距離為L1，第一行與第二行的垂直距離為L2,第三行與第二行的垂直距離為L3。 [0036] S2:記錄傳感器的高度及其位置坐標(biāo)，每一行部署傳感器的高度分別為Η1、Η2和 Η3，用卷尺和標(biāo)尺測量傳感器的位置坐標(biāo)，在無紙記錄儀上記錄。
[0037] S3:啟動風(fēng)扇并記錄風(fēng)速。風(fēng)扇開啟，調(diào)節(jié)風(fēng)速為VI，利用風(fēng)速計進(jìn)行測定，在無紙 記錄儀上記錄。
[0038] S4:使泄漏源發(fā)生泄漏，并控制泄漏速度恒定。具體來說，將液化氣罐閥門打開，使 得液化氣罐發(fā)生泄漏，控制氣罐內(nèi)外壓力，使其泄漏速度一定。
[0039] S5:對泄漏氣體濃度進(jìn)行采樣，連續(xù)監(jiān)測一段時間并記錄實驗結(jié)果。具體來說，用 秒表記錄監(jiān)測時間，氣體傳感器每隔1秒進(jìn)行濃度的采樣，連續(xù)監(jiān)測5分鐘，每個傳感器把濃 度值存儲在自身的存儲器中，并經(jīng)過中繼設(shè)備傳輸?shù)絇C機(jī)中，在無紙記錄儀上記錄，實驗編 號記為1。
[0040] S6:調(diào)節(jié)風(fēng)扇風(fēng)速，依次設(shè)定為￥2,3、￥4、￥5，重復(fù)步驟3~5，依次記錄實驗結(jié)果。
[0041] S7:調(diào)節(jié)扇形夾角，?，使得扇形邊與進(jìn)氣方向的夾角的變化范圍依次為anglel = 0。，angle2 = 5。，angle3 = 10。，angle4 = 15。，angle5 = 20。，angle6 = 25。，angle7 = 30。，重 復(fù)步驟3~6，依次記錄實驗結(jié)果。
[0042] S8:設(shè)定報警濃度門限為可燃?xì)怏w爆炸下限，記錄同一風(fēng)速的所有實驗中第一次 達(dá)到設(shè)定閾值的傳感器的響應(yīng)時間。具體來說，依據(jù)《GB50493-2009石油化工可燃?xì)怏w和有 毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》設(shè)定報警濃度門限為可燃?xì)怏w爆炸下限LEL，記錄同一風(fēng)速的所 有實驗中第一次達(dá)到〇. 25LEL的傳感器的響應(yīng)時間。
[0043] S9:找到達(dá)到報警濃度的傳感器數(shù)量最多的實驗對應(yīng)的實驗結(jié)果，作為最優(yōu)部署 方案，然后確定該實驗中最優(yōu)的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)位置。
[0044] S9進(jìn)一步包括以下子步驟：
[0045] S9.1:比較最優(yōu)部署方案中所有達(dá)到報警濃度的傳感器的時間，按照時間長短升 序排列。
[0046] S9.2:根據(jù)具體給定的傳感器的數(shù)量，選擇時間序列中前幾位相應(yīng)數(shù)量的傳感器 的位置作為最優(yōu)方案中氣體傳感器的最優(yōu)部署位置。
[0047] 下面通過一個實施例來進(jìn)一步說明上述技術(shù)方案。
[0048] 如圖1所示，在園區(qū)中部署變速風(fēng)扇16、風(fēng)速儀17測定風(fēng)扇16的風(fēng)速，液化氣罐18 作為泄漏源，氣體傳感器1-15形成一個扇形，部署在傳感器支桿19上，進(jìn)氣方向與水平方向 夾角為15°，其中傳感器1、3、5、7、9、11、13、15高程為0.6米，傳感器2、4、6、8、10、12高程為 〇.3米，每行傳感器的間距分別為1^1兒2丄3，均為1米。
[0049] 下表所示為一種基于現(xiàn)場實驗的化工園區(qū)氣體傳感器優(yōu)化部署方法的實驗樣本 庫不意圖。
[0050]
[0051]如上表所示，本發(fā)明一種基于現(xiàn)場實驗的化工園區(qū)氣體傳感器優(yōu)化部署方法的實 驗樣本庫，用來存儲實驗方案的序號，在同一風(fēng)速下改變部署方案中的LI、L2、L3，進(jìn)行多次 實驗，在表格中進(jìn)行記錄，改變風(fēng)扇風(fēng)速為￥1，2、￥3,4、￥5，再次重復(fù)進(jìn)行實驗，再次記錄。 [0052] 在進(jìn)行每一次實驗時，記錄每一個氣體傳感器在不同泄漏時刻的泄漏氣體的名 稱、濃度、響應(yīng)時間、位置坐標(biāo)以及風(fēng)速，記錄完畢后，將監(jiān)測到報警濃度的傳感器最多的部 署方案作為最優(yōu)方案。
[0053] 如圖3和圖4所示，報警濃度分為0.25LEL、0.5LEL和LEL三個等級，圖3是高程為0.6 米的情況，橫坐標(biāo)為傳感器的編號，縱坐標(biāo)為監(jiān)測到不同報警濃度的傳感器發(fā)生報警所需 要的時間，圓形代表監(jiān)測到〇. 25LEL的傳感器的編號和時間，菱形代表監(jiān)測到0.5LEL的傳感 器的編號和時間，方塊代表監(jiān)測到LEL的傳感器的編號和時間。可見，監(jiān)測到0.25LEL的節(jié)點(diǎn) 序號按時間升序排列為15、7、13、5、3,監(jiān)測到0.5LEL的排列順序為：13、15、7、3,監(jiān)測到LEL 的排列順序為：13、15、7，所以這些傳感器的位置是最優(yōu)的，其他傳感器的位置都沒有監(jiān)測 到報警濃度值。
[0054]圖4是高程為0.3米的部署情況，橫坐標(biāo)為傳感器的編號，縱坐標(biāo)為監(jiān)測到不同報 警濃度的傳感器發(fā)生報警所需要的時間，圓形代表監(jiān)測到〇. 25LEL的傳感器的編號和時間， 菱形代表監(jiān)測到0.5LEL的傳感器的編號和時間，方塊代表監(jiān)測到LEL的傳感器的編號和時 間，監(jiān)測到0.25LEL節(jié)點(diǎn)序號的排列順序為12、14、6、8、2、4，監(jiān)測到0.51^的節(jié)點(diǎn)序號的排 列順序為14、12、8、4,監(jiān)測到LEL的節(jié)點(diǎn)序號為4,所以這些監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的位置是最優(yōu)的。
[0055]綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0056] 1.結(jié)合環(huán)境特性和傳感器節(jié)點(diǎn)特性，在實際園區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場實驗，可以得到準(zhǔn)確的 氣體擴(kuò)散態(tài)勢模型，便于分析氣體濃度分布。
[0057] 2.在傳感器等硬件設(shè)備有限的條件下進(jìn)行優(yōu)化部署，經(jīng)濟(jì)實用。
[0058] 3.與計算模擬方法比較，本發(fā)明更加準(zhǔn)確，更加符合實際園區(qū)中的泄漏場景，可以 實現(xiàn)有效監(jiān)測，可以為其他布設(shè)方案提供啟發(fā)依據(jù)和指導(dǎo)規(guī)則。
[0059]本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變 化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種基于現(xiàn)場實驗的化工園區(qū)氣體傳感器扇形優(yōu)化部署方法，其特征在于，包括以 下步驟： 步驟1，在泄漏源前方的扇形區(qū)域布置多個氣體傳感器，所述氣體傳感器布置于扇形的 兩條邊以及兩條邊的連線上； 步驟2，記錄傳感器的高度及其位置坐標(biāo)； 步驟3，啟動風(fēng)扇并記錄風(fēng)速； 步驟4，使泄漏源發(fā)生泄漏，并控制泄漏速度恒定； 步驟5,對泄漏氣體濃度進(jìn)行采樣，連續(xù)監(jiān)測一段時間并記錄實驗結(jié)果； 步驟6，調(diào)節(jié)風(fēng)扇風(fēng)速，重復(fù)步驟3~5，依次記錄實驗結(jié)果； 步驟7，調(diào)節(jié)扇形夾角，重復(fù)步驟3~6，依次記錄實驗結(jié)果； 步驟8,設(shè)定報警濃度門限為可燃?xì)怏w爆炸下限，記錄同一風(fēng)速的所有實驗中第一次達(dá) 到設(shè)定閾值的傳感器的響應(yīng)時間； 步驟9,找到達(dá)到報警濃度的傳感器數(shù)量最多的實驗對應(yīng)的實驗結(jié)果，作為最優(yōu)部署方 案，然后確定該實驗中最優(yōu)的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)位置。2. 如權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場實驗的化工園區(qū)氣體傳感器扇形優(yōu)化部署方法，其特 征在于，步驟9包括以下步驟： 比較最優(yōu)部署方案中所有達(dá)到報警濃度的傳感器的時間，按照時間長短升序排列； 根據(jù)具體給定的傳感器的數(shù)量，選擇時間序列中前幾位相應(yīng)數(shù)量的傳感器的位置作為 最優(yōu)方案中氣體傳感器的最優(yōu)部署位置。3. 如權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場實驗的化工園區(qū)氣體傳感器扇形優(yōu)化部署方法，其特 征在于： 步驟9中，所述報警濃度門限為可燃?xì)怏w爆炸下限為LEL，則所述設(shè)定閾值為0.25LEL。4. 如權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場實驗的化工園區(qū)氣體傳感器扇形優(yōu)化部署方法，其特 征在于： 步驟7中，調(diào)節(jié)扇形的夾角，使得扇形邊與泄漏源的夾角變化范圍依次為0°，5°，10°， 15°，20°，25°，30°。5. 如權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場實驗的化工園區(qū)氣體傳感器扇形優(yōu)化部署方法，其特 征在于： 步驟5中，采樣間隔為1秒，監(jiān)測時間為5分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于現(xiàn)場實驗的化工園區(qū)氣體傳感器扇形優(yōu)化部署方法，根據(jù)結(jié)合環(huán)境特性和氣體特性設(shè)計了現(xiàn)場布設(shè)傳感網(wǎng)的方案，主要是根據(jù)風(fēng)速和傳感器的地理高程設(shè)計不同現(xiàn)場實驗的部署方案，根據(jù)最先達(dá)到報警濃度傳感器所屬的方案為最優(yōu)方案，然后在最優(yōu)方案中根據(jù)達(dá)到報警濃度的傳感器的數(shù)量，達(dá)到報警濃度的傳感器的時間按照升序排列，結(jié)合所具體園區(qū)中給定的傳感器數(shù)量，時間序列中前幾位和給定傳感器數(shù)量相同的傳感器的位置為最優(yōu)方案中的傳感器的最優(yōu)部署位置。本發(fā)明的現(xiàn)場實驗方案準(zhǔn)確度高，充分結(jié)合了氣象條件以及地理高程，更具有實際意義，同時也能夠為布設(shè)方案提供啟發(fā)依據(jù)和指導(dǎo)規(guī)則。
【IPC分類】G01N33/00
【公開號】CN105510535
【申請?zhí)枴緾N201510996385
【發(fā)明人】魏建明, 章煒, 姜燁
【申請人】上海中威天安公共安全科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月25日