液化天然气储罐浓度传感器布置试验研究

液化天然气浓度传感器的分布是决定浓度监测效果的关键因素之一,最佳的浓度传感器分布方案能够连续监测储罐及周围环境中的气体泄漏情况,有利于在泄漏事故扩大之前为排除故障争取关键时间,是保障装置和人员生命安全的重要措施之一。本文搭建了气体浓度传感器分布试验平台,在已给定的水幕系统下,通过改变不同传感器的布置方式进行了试验,研究了在水幕条件下液化天然气储罐泄漏时气体浓度分布情况,根据场所气体浓度扩散区域,布置一定高度和数量的传感器,不同位置设置不同的浓度传感器报警值,提高监测系统的可靠性。     

波导杆辅助声发射检测承压管道泄漏实验研究

在实验室将3根波导杆焊在实验用承压管道上,建立了声发射检测系统。通过对承压管道泄漏过程的声发射在线监测,分析了在不同压力、不同泄漏孔径情况下,波导杆上传感器所接收的信号幅度的规律,得出了波导杆可以应用于特殊工况下管道气体泄漏声发射检测的结论。     

基于功率谱比对的液氯输送管道泄漏检测方法

针对液氯输送管道泄漏检测难以获取泄漏信号样本用于特征提取和诊断建模的难题,提出了一种基于功率谱比对的无泄漏信号样本管道泄漏检测方法。鉴于相同类型传感器应用于不同介质时表现出相似的输出信号特性,通过分析、比较现有的气体管道泄漏信号和正常信号的频域特征,提出了基于双移动窗和功率谱比对的频域特征提取方法。以液氮模拟输送管道正常信号为目标类数据,在无泄漏信号样本条件下建立了基于SVDD的面向液氯输送管道泄漏检测的诊断模型,实现泄漏的可靠检测。现场模拟检验结果表明：该方法能够有效实现液氯输送管道泄漏检测。     

湍流状态下化学品扩散溯源中不同目标函数的影响分析

化学气体泄漏会对生命财产安全及环境造成重大破坏,建立有效的监测装置及评估系统能够在发生泄漏事故时为应急救援提供辅助决策,有效降低泄漏带来的潜在风险。通常会通过在风险区域排布的气体浓度传感器检测气体浓度,根据气象条件及气体扩散前向分布模型来进行泄漏估计。由于泄漏场景数据不易获得,因此本文基于fires dynamics simulator(FDS)的大涡模拟方法模拟含湍流下的泄漏扩散场景获取数据,在此基础上研究了目标函数对于建模过程及溯源结果的影响。通过溯源结果发现,以浓度偏差平方和为目标函数的溯源结果从总体效果来看比其他目标函数更优,但其仍不能避免受湍流影响在某些场景的溯源指标远离平均值,而综合考虑不同目标的溯源结果在一定程度上能改善该情况。     

具有工况适应性的管道泄漏信号特征提取

基于神经网络的管道泄漏检测的关键是特征量的提取。以基于压电式动态压力传感器的管道泄漏信号暂态过程为研究对象,分析了不同工况下首、末站泄漏信号的差异,介绍了基于小波分解的泄漏信号增强方法。提出了把动态压力信号作正负区间划分、把相邻区间信号累加值差分、相邻区间信号均值差分和相邻区间信号峰值差分作为泄漏信号识别特征的特征量计算方法和相对量化方法,分析了泄漏信号特征量的横向、纵向合理性评判依据,并以此对从实际泄漏信号中提取得到的特征量进行了检验,验证了特征量提取方法的合理性。最后,给出了以首、末站特征量共同作为输入的神经网络管道泄漏诊断模型及其训练、检验结果。长期的管道泄漏实时监测结果表明,所提出的泄漏信号特征提取方法具有较强的工况适应性,为原油输送管道泄漏的鲁棒诊断提供了较好的技术手段。     

基于Cryptophane的甲烷光纤传感器研究进展

甲烷是天然气主要成分,煤矿开采过程中也产生大量甲烷气体,在其开采及运输过程中易发生泄漏爆炸,对甲烷浓度的实时监测具有现实意义。本文就近年基于cryptophane的甲烷光纤传感器研究进行了简单综述,包括消逝波吸收光纤传感器、模式滤光光纤传感器、荧光猝灭型光纤传感器、长周期光纤光栅传感器以及光子晶体光纤传感器。     

基于Arduino的“一氧化碳还原氧化铜”实验的数字化改进

基于Arduino平台利用机器人原理，将传感器和电机等装置引入到传统的化学实验中，在一氧化碳还原氧化铜实验中将气体的通入和尾气处理等实验操作由Arduino主机通过预设程序自动完成，简化实验操作降低实验难度；同时利用氧气浓度传感器对装置内的气体进行监测并提示，实时了解是否可以进行加热操作，提升实验的安全性。     

煤化工厂煤炭洗选机械设备运行状态监测方法

提出基于多传感器的煤炭洗选机械设备运行状态监测方法。基于多传感器的组成结构及自身优势,将其安装到洗选机械设备中,通过多传感器获取不同环境下的设备运行信号,再将信号输送到建立的设备信号采集模型中,完成对煤炭洗选机械设备运行状态变化的记录及分析,实现设备运行信号采集;构建特征分析模型提取设备运行状态特征,再通过增量式学习机制对设备运行特征数据集开展动态聚类,以此实现对设备运行状态的自动辨识。实验结果表明：采用笔者所提方法进行设备运行状态监测,其结果假阳率低、真阳率高,可实现准确可靠的煤炭洗选机械设备运行状态监测。     

城市输送管道小泄漏特征及规律分析

利用实验室油气管道平台和声发射仪,建立了模拟城市输送管道泄漏检测系统。通过实验对气、液管道小泄漏信号特征与衰减特性进行了分析,在改变管道压力、泄漏量以及传感器间距等参数状态下,分别分析了管道泄漏信号的幅值随管道压力、泄漏量、传感器间距变化的规律,对城市输送管道泄漏检测进行了有益的探索。     

基于金属有机框架材料的VOCs传感器应用进展

采用传感器对挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)进行实时监测对人体健康和环境保护具有重要意义。金属有机框架材料(MOFs)可调的孔径和开放的金属位点有利于气体的选择性吸附,被证明是提升气体传感性能的理想材料。本文综述了基于MOF材料的VOCs传感器的主要进展,分析了MOF材料在化学电阻和化学电容传感器中发挥的作用及作用机理,并对该领域面临的主要挑战和前景进行了展望。