一种用于SF6气体的泄露监测系统、装置及方法与流程

本发明涉及碳排放监测，具体为一种用于气体的泄露监测系统、装置及方法。

背景技术：

1、气体是一种无色、无味、无毒且高度稳定的非易燃气体，在常温下呈液态形式储存，它主要用于高压电气设备中作为绝缘和灭弧介质，气体拥有极高的击穿电压强度和热稳定性，能有效防止电弧产生的高温破坏，同时其绝缘性能远优于空气和其他常见绝缘材料，有助于提高设备的安全性和可靠性，然而，值得注意的是，是强效的温室气体，其全球变暖潜能极高，因此，检测和控制的泄露对于减轻温室效应、保护环境至关重要。

2、经检索，根据中国发明申请号cn202011150128.8提出了一种泄露监测方法及系统，其
技术实现要素：
记载了“该泄露监测方法及系统通过对目标区域的图像处理获取的泄露情况，能够实时对的泄露情况进行监测，具有监测效果良好、实施便利性高等特点”这一内容。

3、绝缘设备常工作于室内变电站等密闭空间中，虽然对人体无害，但是在高浓度环境中可能会引起窒息，通过及时发现并预警气体的异常泄漏情况，运行人员可以及时进行维护措施，避免意外的发生，可是该泄露监测方法及系统，需要将多个红外成像检漏仪固定安装在待测处，监测成本大且灵活性差，影响了对气体的泄露监测效果，故提出一种用于气体的泄露监测系统、装置及方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于气体的泄露监测系统、装置及方法，具备提高了对气体的泄露监测效果等优点，解决了监测成本大且灵活性差，影响了对气体的泄露监测效果的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于气体的泄露监测系统，包括电化学传感器模块、数据采集处理模块、反应模块、报警模块、电源模块、显示模块、无线通讯模块、防护机构和安装机构，所述电化学传感器模块、数据采集处理模块、反应模块、报警模块、电源模块、显示模块和无线通讯模块均设置在防护机构上，所述防护机构设置在安装机构上；

3、所述电化学传感器模块用于检测气体浓度，并将检测到的气体浓度转化为电信号，所述数据采集处理模块用于接收并处理电化学传感器模块发出的电信号，将其转换为气体浓度值，同时计算与气体浓度对应的气体排放量，并记录相关数据，所述反应模块用于提高电化学传感器模块对气体的检测灵敏度，所述报警模块用于接收气体浓度值，并根据预设的报警浓度阈值判断是否发出警报，所述电源模块用于为整个泄露监测系统提供电力支持，所述显示模块用于显示气体浓度值和气体浓度对应的气体排放量，所述无线通讯模块用于将监测数据远程传输至远程监控中心，对数据进行共享与管理，所述防护机构用于防护电化学传感器模块、数据采集处理模块、反应模块、报警模块、电源模块、显示模块和无线通讯模块，所述安装机构用于将防护机构安装到待测位置。

4、本申请解决的另一技术问题是提供一种用于气体的泄露监测装置，所述电化学传感器模块包括气体监测传感器，所述反应模块为反应件，所述报警模块包括报警器，所述显示模块包括显示屏，所述防护机构包括外壳，所述气体监测传感器、数据采集处理模块、反应件、报警器、显示屏、无线通讯模块均设置在外壳上。

5、进一步，所述反应件上设置有催化剂，所述催化剂用于提高气体监测传感器对气体的检测灵敏度。

6、进一步，所述反应件上设置有金属电极，所述金属电极用于提高气体监测传感器对气体的检测灵敏度。

7、进一步，所述防护机构包括旋钮吸盘，所述旋钮吸盘的外部固定安装有固定板，所述固定板的外部固定安装有固定杆，所述固定杆的外部固定安装有安装座，所述外壳设置在安装座上。

8、本申请解决的又一技术问题是提供一种用于气体的泄露监测方法，包括以下具体步骤：

9、s1：数据采集处理模块预设报警浓度阈值；

10、s1.1：获取历史正常状态的气体浓度值，选取最近n次检测结果作为参考数据，构建参考数据集；

11、s1.2：获取参考数据集，基于气体浓度值的最大差值表达式计算气体浓度值的最大差值，基于气体浓度值的平均值表达式计算气体浓度值的平均值，计算表达式为：

12、

13、

14、式中，为气体浓度值的最大差值，为气体浓度值的最大值，为气体浓度值的最小值，为气体浓度值的平均值；

15、s1.3：获取气体浓度值的最大差值和平均值，基于报警浓度阈值表达式计算报警浓度阈值，计算表达式为：

16、

17、式中，为报警浓度阈值，为系数，；

18、s2：电化学传感器模块检测待测位置的气体浓度；

19、s3：数据采集处理模块将气体浓度转换为气体浓度值；

20、s3.1：数据采集处理模块基于运算放大器电路将气体浓度产生的电流信号转换为电压信号，并对转换后的电压信号进行放大；

21、s3.2：数据采集处理模块基于模数转换器将经过转换后的电压信号转换为数字信号；

22、s3.3：数据采集处理模块基于气体浓度表达式将电压信号转换为对应的浓度值。

23、s3.3.1：获取历史气体浓度值、历史电化学传感器模块基准电压和历史电化学传感器模块输出电压，基于线性公式计算电化学传感器模块灵敏度，计算表达式为：

24、

25、式中，为电化学传感器模块灵敏度，为历史气体浓度值，为历史电化学传感器模块基准电压，为历史电化学传感器模块输出电压；

26、s3.3.2：获取电化学传感器模块灵敏度、实时电化学传感器模块基准电压和实时电化学传感器模块输出电压，基于气体浓度表达式计算实时气体浓度值，计算表达式为：

27、

28、式中，为实时气体浓度值，为实时电化学传感器模块基准电压，为实时电化学传感器模块输出电压；

29、s4：显示模块显示气体浓度值和气体浓度对应的气体排放量；

30、s4.1：获取实时浓度值，基于气体排放量表达式计算气体排放量，计算表达式为：

31、

32、

33、式中，为气体体积，为混合气体总体积，为气体排放量，为气体密度；

34、s4.2：获取气体排放量，基于气体排放量表达式计算气体排放量，计算表达式为：

35、

36、式中，为气体排放量，23500为气体相对于气体的排放量倍数；

37、s5：数据采集处理模块判断气体浓度值是否高于报警浓度阈值，是，则发出警报，否，则返回s2。

38、与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：

39、用于气体的泄露监测系统、装置及方法，通过实时监测气体浓度，具有快速响应的能力，对泄露气体的响应速度快，不仅能快速检测到气体的泄露，而且可以显示气体对应的气体排放量，并且及时提供警报，提高了对气体的泄露监测效果，体积小，重量轻，方便携带，便于安装，功耗低，适合用于对气体长期连续监测和现场监测以及移动检测应用。

技术特征：

1.一种用于气体的泄露监测系统，其特征在于，包括电化学传感器模块、数据采集处理模块、反应模块、报警模块、电源模块、显示模块、无线通讯模块、防护机构和安装机构，所述电化学传感器模块、数据采集处理模块、反应模块、报警模块、电源模块、显示模块和无线通讯模块均设置在防护机构上，所述防护机构设置在安装机构上；

2.一种如权利要求1所述的用于气体的泄露监测装置，其特征在于，所述电化学传感器模块包括气体监测传感器（1），所述反应模块为反应件（2），所述报警模块包括报警器（3），所述显示模块包括显示屏（4），所述防护机构包括外壳（5），所述气体监测传感器（1）、数据采集处理模块、反应件（2）、报警器（3）、显示屏（4）、无线通讯模块均设置在外壳（5）上。

3.如权利要求2所述的一种用于气体的泄露监测系统，其特征在于，所述反应件（2）上设置有催化剂，所述催化剂用于提高气体监测传感器（1）对气体的检测灵敏度。

4.如权利要求2所述的一种用于气体的泄露监测系统，其特征在于，所述反应件（2）上设置有金属电极，所述金属电极用于提高气体监测传感器（1）对气体的检测灵敏度。

5.如权利要求2所述的一种用于气体的泄露监测系统，其特征在于，所述防护机构包括旋钮吸盘（61），所述旋钮吸盘（61）的外部固定安装有固定板（62），所述固定板（62）的外部固定安装有固定杆（63），所述固定杆（63）的外部固定安装有安装座（64），所述外壳（5）设置在安装座（63）上。

6.一种如权利要求1所述的用于气体的泄露监测方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

7.一种如权利要求6所述的用于气体的泄露监测方法，其特征在于，步骤s1所述数据采集处理模块预设报警浓度阈值，包括以下具体步骤：

8.一种如权利要求6所述的用于气体的泄露监测方法，其特征在于，步骤s3所述数据采集处理模块将气体浓度转换为气体浓度值，包括以下具体步骤：

9.如权利要求6所述的一种用于气体的泄露监测方法，其特征在于，步骤s4所述显示模块显示气体浓度值和气体浓度对应的气体排放量，包括以下具体步骤：

技术总结
本发明涉及一种用于气体的泄露监测系统、装置及方法，包括电化学传感器模块、数据采集处理模块、反应模块、报警模块、电源模块、显示模块、无线通讯模块、防护机构和安装机构，所述电化学传感器模块、数据采集处理模块、反应模块、报警模块、电源模块、显示模块和无线通讯模块均设置在防护机构上，所述防护机构设置在安装机构上，通过实时监测气体浓度，具有快速响应的能力，对泄露气体的响应速度快，不仅能快速检测到气体的泄露，而且可以显示气体对应的气体排放量，并且及时提供警报，提高了对气体的泄露监测效果，体积小，重量轻，方便携带，便于安装，功耗低，适合用于对气体长期连续监测和现场监测以及移动检测应用。

技术研发人员：赵晓凤,陈晖,代姚,郭伯山,张锐,李庆锋,胡克,曹楚,罗理鉴,杨珏
受保护的技术使用者：南网碳资产管理（广州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/20