[发明专利]一种抢险装备的监控方法及控制器

说明书

本发明公开了一种抢险装备的监控方法及控制器，该方法通过采集抢险装备上各个位置的可燃气体浓度信息；根据各时刻可燃气体浓度信息判断当前可燃气体浓度的增速；由于气体浓度扩散较快具有一定的不确定性和突发因素，控制器对气体浓度增减的趋势进行判断，根据可燃气体浓度的增速判断抢险装备将处于危险状态的时间并提前做出动作；这种安全控制的方法解决了抢险装备在危险环境下的抢修安全作业问题，有力的保障了抢险的进行。该控制器结构简单、实现方便。

技术领域

本发明涉及工程机械领域，涉及一种抢险装备的监控方法及控制器。

背景技术

在出现可燃气体泄漏时，常见的方法是停止作业(如关闭可燃气体管道传输)，等待泄漏区域气体消散，该方法不仅效率不高，也会带来巨大的经济损失。而不停止作业时，可燃气体持续泄漏，不管是人和机器都无法靠近。抢险装备在危险环境(如可燃气体泄漏环境)运行时，国内尚无相关标准和运行的作业方法，防爆国家标准也将可燃气体泄漏环境排除在普通防爆标准以外。而现场环境气体浓度变化较快，传感器检测有滞后性，本发明针对该现象建立了相应的模型，提出了一种在危险环境下不停工的自适应抢险装备控制方法，采取了自动控制的方式，保证了装备一直在安全的环境下工作。

发明内容

本发明提供了一种抢险装备的监控方法及控制器，其目的在于，克服现有技术中抢险装备在工作过程中的存在的安全问题，实现危险环境下的安全操作。

一种抢险装备的监控方法，包括以下步骤：

步骤1：采集抢险装备所处的环境数据；

所述抢险装备所处的环境数据包括利用温度传感器采集抢险装备上的温度，分别利用风速传感器和风向标获取抢险装备所处环境的风速及和风向，利用可燃气体浓度传感器采集抢险装备上的可燃气体浓度；

步骤2：构建抢险装备所处环境的气体浓度变化模型；

所述气体浓度变化模型为：

其中，Q0为泄漏源强，单位为kg/s；V为泄漏高度的平均速度，m/s；σy为侧风向扩散系数，σz为垂直风向扩散系数，单位均为m；H为有效源高，H＝Hs+△H；Hs为泄漏源高度，△H为抬升高度，单位均为m；

所述泄漏源强由以下公式计算获得，式中Cd为排放系数，取1.0；A为泄漏口面积，单位为m2；p为容器内气体压力单位为Pa，P0为环境压力，单位为Pa，r为绝热指数，是等压比热容与等容比热容的比值；M为气体的分子量，单位为kg/mol；R为气体常数为8.314J/(mol·K)；T为容器内气体温度，单位为K；

所述风向扩散系数根据1961年的常规气象观测资料划分大气稳定度级别和估算扩散参数的方法得出；

首先从帕斯奎尔稳定度级别划分表中确定大气稳定度，应用观测到的风速、云量、云状和日照，将大气扩散稀释能力分为6个等级：A—极不稳定，B—不稳定，C—弱不稳定，D—中性，E—弱稳定，F—稳定；若稳定级别为A～B，则表示按A、B级的数据内插；

表1帕斯奎尔稳定度级别划分表