[发明专利]利用固定位置传感器定位化学气体泄漏点的方法和设备

权利要求书

1.一种定位化学气体泄漏点的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、在化工设施所在区域确定可能的泄漏点；并在区域内设定多个气体浓度采集点；

步骤2、确定每个气体浓度采集点的位置p_i、三轴风速(u,v,w)以及三轴方向的气体扩散系数(K_x,K_y,K_z)，求解以下气体扩散伴随方程，得到传感器和泄漏点之间的扩散影响系数Φ：

其中，以区域内以竖直向上为z轴，平行于水平面的两个任意互相垂直方向为x轴和y轴的三维直角坐标系，三轴风速(u,v,w)即为x,y,z轴的风速；Φ为一个矩阵，其中每个元素Φ_ij表示传感器i和泄漏点j之间的扩散影响系数；

步骤3、获得当前每个气体浓度采集点的气体浓度C_i，所有采集点的气体浓度数据形成一个向量：C＝(C₁,C₂,...,C_N)，其中N为气体浓度采集点数目；

步骤4、利用步骤2获得的扩散影响系数Φ，对于第j个可能的泄漏点，计算其在各个气体浓度采集点处所造成的浓度值QΦ_ij，则所有气体浓度采集点的浓度形成一个新的向量：C′_j＝(QΦ_1j,QΦ_2j,QΦ_3j...QΦ_Nj)；其中Q表示各可能泄漏点的源强，取值为1；

步骤5、针对每个可能的泄漏点对应的向量C′_j，获得其与向量C的相关系数；遍历所有可能的泄漏点对应的向量，则最大相关系数对应的可能泄漏点即为最终定的泄漏点。

2.一种定位化学气体泄漏点的设备，其特征在于，包括后台计算定位模块和多个前端传感器模块；

每个所述前端传感器模块均布置在化学气体区域中设定的采集点上，包括化学气体浓度传感器、气象要素传感器和无线数据发送装置；

气象要素传感器用于实时获取包括风向、风速和温度的气象数据；

气体浓度传感器用于实时获取设定气体的浓度；当浓度超过设定门限时，启动报警，所述无线数据发送装置向后台计算定位模块传输浓度和气象数据；

后台计算定位模块包括无线数据接收装置和计算定位系统；

无线数据接收装置接收前端传感模块发送的化学气体浓度数据和气象数据，应用伴随方法计算气体扩散影响系数分布，通过最优拟合算法对泄漏点进行定位，具体为：

根据每个气体浓度采集点的位置p_i、三轴风速(u,v,w)以及三轴方向的气体扩散系数(K_x,K_y,K_z)，求解以下气体扩散伴随方程，得到传感器和泄漏点之间的扩散影响系数Φ：

其中，以化学气体区域内以竖直向上为z轴，平行于水平面的两个任意互相垂直方向为x轴和y轴的三维直角坐标系，三轴风速(u,v,w)即为x,y,z轴的风速；Φ为一个矩阵，其中每个元素Φ_ij表示传感器i和泄漏点j之间的扩散影响系数；

获得当前每个气体浓度采集点的气体浓度C_i，所有采集点的气体浓度数据形成一个向量：C＝(C₁,C₂,...,C_N)，其中N为气体浓度采集点数目；

利用扩散影响系数Φ，对于第j个可能的泄漏点，计算其在各个气体浓度采集点处所造成的浓度值QΦ_ij，则所有气体浓度采集点的浓度形成一个新的向量：

C′_j＝(QΦ_1j,QΦ_2j,QΦ_3j...QΦ_Nj)；

其中Q表示各可能泄漏点的源强，取值为1；

针对每个可能的泄漏点对应的向量C′_j，获得其与向量C的相关系数；遍历所有可能的泄漏点对应的向量，则最大相关系数对应的可能泄漏点即为泄露概率最大的泄漏点。

3.如权利要求2所述的一种定位化学气体泄漏点的设备，其特征在于，所述气体浓度采集点，分布在化学气体储存或输送设施附近。