基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法与流程

本发明属于有限空间气体检测与安全监测，涉及基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法。

背景技术：

1、有限空间（如隧道、储罐、地下室等）结构复杂、通风受限，作业过程中易因泄漏、挥发或耗氧等原因积聚有毒有害气体、可燃气体或造成氧含量不足，威胁人员安全。现有技术通常采用气体探测器对有限空间内多种气体浓度进行实时监测，并在浓度超限时触发报警。随着传感器技术的发展，复合气体检测系统已能够同时获取多组分浓度数据，为全面评估有限空间内的气体分布状态提供了数据基础。

2、例如，公开号cn113203772a的中国发明专利公开了一种工业智能复合气体探测器及探测方法，该探测器包括由mems半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列，用于检测复合气体环境下的有害气体浓度，并将高于预设报警阈值的有害气体浓度数据发送至数据处理模块，通过mcu控制主板生成报警信息，在探测器进行报警的同时将报警信息发送至无线通讯模块，通过运营商的通讯频段传输至云端进行处理。该方案可针对复合气体环境下的低浓度有毒气体进行实时浓度监测，并通过无线通讯方式实时传输监测数据。

3、然而，上述现有技术仍存在以下不足：

4、第一，该方法采用单点或局部区域的传感器布设方案，未涉及多水平位置、多高度层的立体化检测，无法获取有限空间内气体在垂直和水平方向上的整体浓度分布信息。当气体因密度差异形成分层或非均匀分布时，单点检测结果与真实浓度分布状态存在偏差。同时，该方法缺少对多点位数据的协同分析与一致性校验，无法识别和剔除异常数据，易导致误报警或漏报警。

5、第二，该方法直接将传感器检测值作为报警判定依据，未考虑入口风速和风向对内部气体浓度分布的影响，缺少对风流对流稀释效应和涡流回冲效应的补偿机制，导致检测值因检测点位于下风向或背风侧不同而与真实浓度状态之间产生不确定性偏差，影响报警决策的准确性。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法，包括：在有限空间内多水平位置的不同高度层布设探测器，实时检测各初始点位复合气体原始浓度。

3、在入口处获取风速与风向角，结合各初始点位距入口的距离计算风流衰减修正系数，并对所述原始浓度进行补偿，得到空间折算浓度。

4、当入口风速小于或等于预设风速阈值时，基于各初始点位的气体密度确定扩散方向，对相邻初始点位及相邻高度层的浓度变化进行一致性校验，剔除无效点位构成有效数据子集，反之，将所有有效初始点位构成有效数据子集。

5、基于所述子集中各有效点位的空间折算浓度，同步计算综合浓度评估值、垂直方向浓度梯度、水平方向浓度梯度及时序变化率。

6、当所述子集的综合浓度评估值、垂直方向浓度梯度、水平方向浓度梯度及时序变化率中的任意一项达到其报警阈值时，判定状态异常，并进行分级预警。

7、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明通过在有限空间内多水平位置、多高度层布设探测器，并基于各点位的气体密度确定轻、重组分的扩散方向，对相邻点位及高度层进行一致性校验，根据异常标记总次数剔除无效点位，滤除因传感器漂移或气流扰动导致的异常数据，避免单点检测与真实浓度分布之间的偏差。

8、（2）本发明通过在入口处获取风速与风向角，计算各初始点位沿风向的有效投影距离，结合直线距离与有效投影距离的差异确定涡流回冲补偿量，将对流稀释衰减量与补偿量乘积作为风流衰减修正系数，对原始浓度进行补偿，消除入口风流对浓度分布的影响。

9、（3）本发明以综合浓度评估值作为浓度维度指标，与垂直、水平、时序三个维度的变化率指标共同构建多维度联合判定体系，在浓度尚未超限但浓度梯度已异常增大时及时识别潜在风险，克服了单一浓度阈值判定的预警滞后问题。

10、（4）本发明通过将综合浓度评估值作为第一优先级判定依据，在浓度未超限时根据垂直、水平、时序三个维度的超标维度数量进行分级预警，实现了从浓度优先到梯度分级的递进式预警策略，保证了浓度超限时的最高响应优先级，并根据风险扩散广度匹配差异化预警等级。

1.基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法，其特征在于：该方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法，其特征在于：所述计算风流衰减修正系数包括：

3.根据权利要求1所述的基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法，其特征在于：所述空间折算浓度的获取包括：

4.根据权利要求3所述的基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法，其特征在于：所述确定扩散方向包括：

5.根据权利要求4所述的基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法，其特征在于：所述进行一致性校验包括：

6.根据权利要求5所述的基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法，其特征在于：所述执行垂直方向校验包括：

7.根据权利要求5所述的基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法，其特征在于：所述执行水平方向校验包括：

8.根据权利要求5所述的基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法，其特征在于：所述判定是否剔除异常点位包括：

9.根据权利要求1所述的基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法，其特征在于：所述计算综合浓度评估值、垂直方向浓度梯度、水平方向浓度梯度及时序变化率包括：

10.根据权利要求9所述的基于多阈值的有限空间复合气体检测报警方法，其特征在于：所述进行分级预警包括：