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原文传递基于大数据监测的油罐罐体阀及罐体泄露预警系统及方法

专利名称：	基于大数据监测的油罐罐体阀及罐体泄露预警系统及方法
摘要：	本发明公开了基于大数据监测的油罐罐体阀及罐体泄露预警系统及方法，包括均与罐体状态监测数据处理模块连接的罐体内外状态监测模块、罐体泄露监测模块、预警信息显示报警模块和北斗/GPS定位报警模块，与现有技术相比，本发明可实时监测罐体内外状态、罐体呼吸阀和其他阀门的工作状态，若出现异常情况，及时预警，并显示当前状态下的预警等级和对应的超标参数，提醒驾驶员及时处理罐体异常情况，消灭安全隐患，保证油罐车罐体安全及行车安全。
专利类型：	发明专利
申请人：	江俊叶
发明人：	江俊叶
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T05:00:00+0805
申请号：	CN201911363814.0
公开号：	CN111099192A
分类号：	B65D90/51;G01M3/32;G01M3/28;G01M13/00;B;G;B65;G01;B65D;G01M;B65D90;G01M3;G01M13;B65D90/51;G01M3/32;G01M3/28;G01M13/00
申请人地址：	250000 山东省济南市高新区新泺大街1768号齐鲁软件园大厦B座C702
主权项：	1.基于大数据监测的油罐罐体阀及罐体泄露预警系统，其特征在于：包括均与罐体状态监测数据处理模块连接的罐体内外状态监测模块、罐体泄露监测模块、预警信息显示报警模块和北斗/GPS定位报警模块；所述罐体内外状态监测模块，用于实时监测罐体内货物状态相关各项参数的变化情况，包括罐体内温度传感器、罐体外温度传感器、罐体内气压传感器和罐体外气压传感器，设置于油罐车罐体内外相应的监测位置，比如：罐体内温度传感器、罐体内气压传感器布设在罐体内部呼吸阀附近，罐体外温度传感器、罐体外气压传感器布设在罐体外部呼吸阀附近，分别监测罐体内外的温度和气压的状态及其变化；所述罐体泄露监测模块，用于实时监测油罐车罐体上容易发生泄露的阀门，包括注油口气体浓度传感器、泄油口气体浓度传感器、呼吸阀气体浓度传感器和海底阀气体浓度传感器，分别布设在注油口、泄油口、呼吸阀和海底阀附近，分别监测罐体上阀门是否发生泄露，还可以在其他阀门附近设置相应气体浓度传感器监测泄露隐患；所述预警信息显示报警模块，用于向驾驶员显示油罐车行驶过程中罐体内货物状态和罐体物理状态，并及时预警，布设在驾驶室利于驾驶员观察的地方；所述北斗/GPS定位报警模块,包括北斗/GPS定位模块和报警信息收发模块，分别用于实时监测油罐车位置及行驶轨迹，以及在触发报警条件时及时将油罐车的异常情况(比如：泄露事故的时间、地点、车速、货物状态、罐体状态等相关信息)及所处位置发送至上级监管部门和相关部门，布设在驾驶室顶部无遮挡利于信号收发处；所述罐体状态监测数据处理模块，用于实时接收罐体内外状态监测模块和罐体泄露监测模块的监测数据，经过特定的控制策略和控制算法(即预警方法)进行数据处理分析后将输出结果(即当前状态下的预警等级和对应的监测指标及参数)实时传输至预警信息显示报警模块，若出现异常情况通过预警信息显示报警模块及时提醒驾驶员，同时通过北斗/GPS定位报警模块将异常情况及对应定位信息发送至上级监管部门和相关部门。 2.根据权利要求1所述的基于大数据监测的油罐罐体阀及罐体泄露预警系统，其特征在于：所述北斗/GPS定位报警模块中的北斗/GPS定位模块和报警信息收发模块，可单独配套安装，也可将监管部门已安装的“两客一危”车载监控终端或原车自带同类功能的车载终端，与本系统适配后使用。 3.根据权利要求1所述的基于大数据监测的油罐罐体阀及罐体泄露预警系统，其特征在于：所述罐体泄露监测模块中的气体浓度传感器，若原车阀门已部分或全部安装气体浓度传感器，可直接采用原车气体浓度传感器的监测数据。 4.如权利要求1所述的基于大数据监测的油罐罐体阀及罐体泄露预警系统中罐体状态监测数据处理模块所使用的控制策略和控制算法(即预警方法)，根据不同的监测数据，分为多种安全模式及安全类别，具体如下： (1)罐体呼吸阀安全监测模式 ①呼吸阀排气监测开启条件：P1-P2＞P0(P1＞P2，P0＞0) 呼吸阀排气阻塞系数为：其中：-呼吸阀排气阻塞系数(无量纲)； n1-呼吸阀排气通道数； P0-呼吸阀向外排气的开启气压设定值(该设定值为呼吸阀开启排气时的内外气压差值，向外排气为正值，比如：+1.6kPa)； P01-呼吸阀向外排气的关闭气压设定值(该设定值为呼吸阀关闭排气时的内外气压差值，向外排气为正值，比如：+1.12kPa)； V1-罐内油品挥发气体在罐体内的体积，由罐体总容积与油品所占体积之差求得； P2-呼吸阀开始向外排气时罐外气压监测值； ρ1-罐内油品挥发气体密度，不同油品取不同常数； -呼吸阀排气总阻力系数，为常数； T1-呼吸阀向外排气时罐内温度监测值(开式温度)； T2-呼吸阀向外排气时罐外温度监测值(开式温度)； S1-呼吸阀排气通道截面积； t1-呼吸阀向外排气从开始至关闭所经过的时间； p-呼吸阀向外排气从开启到关闭整个过程中的罐体内外气压差，取值范围为 ②呼吸阀吸气监测开启条件：P′1-P′2＜P′0(P′1＜P′2，P′0＜0) 呼吸阀吸气阻塞系数为：其中： -呼吸阀吸气阻塞系数(无量纲)； P′0-呼吸阀向内吸气的开启气压设定值(该设定值为呼吸阀开启吸气时的内外气压差值，向内吸气为负值，比如：-0.5kPa)； P′01-呼吸阀向内吸气的关闭气压设定值(该设定值为呼吸阀关闭吸气时的内外气压差值，向内吸气为负值，比如：-0.2kPa)； V1-罐内油品挥发气体在罐体内的体积，由罐体总容积与油品所占体积之差求得； P′2-呼吸阀开始向内吸气时罐外气压监测值； ρ2-罐外大气密度，取常数； -呼吸阀吸气总阻力系数，为常数； T′1-呼吸阀向内吸气时罐内温度监测值(开式温度)； T′2-呼吸阀向内吸气时罐外温度监测值(开式温度)； n2-呼吸阀吸气通道数； S2-呼吸阀吸气通道截面积； t2-呼吸阀向内吸气从开始至关闭所经过的时间； p′-呼吸阀向内吸气从开启到关闭整个过程中的罐体内外气压差，取值范围为 ③呼吸阀排气与吸气综合阻塞系数为：说明：若和差距很小，可将与均用代替，为呼吸阀阻力系数均值，取以上公式为单个呼吸阀的排气阻塞系数、吸气阻塞系数或综合阻塞系数，若油罐车配置有多个呼吸阀，按多个呼吸阀阻塞系数的算术平均值计算； ④预警等级与呼吸阀排气阻塞系数、吸气阻塞系数和综合阻塞系数的对照表如下：说明：当呼吸阀排气阻塞系数吸气阻塞系数或综合阻塞系数中任一的取值大于0时，表明罐体呼吸阀排气通道或吸气通道至少一个通道堵塞，数值越大，表明呼吸阀阻塞越严重，当数值小于0时，表明罐体存在泄露现象，若罐体泄露监测模块未出现浓度监测超阈值现象，则疑似除现有浓度监测点以外的罐体其他部位出现泄露现象，同样需要预警；若油罐车配置的是单向呼吸阀(排气或吸气)，则采用对应的呼吸阀排气阻塞系数或吸气阻塞系数公式； (2)罐体泄露安全监测模式 ①预警条件：各阀门气体浓度传感器监测数据超过设定的对应气体浓度阈值；各阀门监测点泄露指标分别为：其中，-注油口泄露指标； C1-注油口气体浓度传感器监测值； C10-注油口泄露气体浓度阈值； -泄油口泄露指标； C2-泄油口气体浓度传感器监测值； C20-泄油口泄露气体浓度阈值； -呼吸阀泄露指标； C3-呼吸阀气体浓度传感器监测值； C30-呼吸阀泄露气体浓度阈值； -海底阀泄露指标； C4-海底阀气体浓度传感器监测值； C40-海底阀泄露气体浓度阈值； ②罐体泄露指标为：其中，-罐体泄露指标； C1-注油口气体浓度传感器监测值； C10-注油口泄露气体浓度阈值； C2-泄油口气体浓度传感器监测值； C20-泄油口泄露气体浓度阈值； C3-呼吸阀气体浓度传感器监测值； C30-呼吸阀泄露气体浓度阈值； C4-海底阀气体浓度传感器监测值； C40-海底阀泄露气体浓度阈值； ③预警等级与罐体泄露指标、预警提示信息的对照表如下：说明：罐体泄露指标为综合指标，对应的预警等级和预警提示信息为罐体泄露的整体监测预警，已设置对应气体浓度传感器的阀门，可单独提供针对此阀门的泄露指标，其值为该阀门气体浓度传感器监测数据与设定的气体浓度阈值之比，用来表征该阀门是否有泄露现象(即超阈值)及泄露严重程度(即超过阈值的幅度)。本发明工作原理：罐体内外状态监测模块、罐体泄露监测模块和北斗/GPS定位模块实时监测油罐车行驶过程中罐体内外状态(罐体内外的温度和气压)及变化、罐体上阀门是否发生泄露及泄露程度，以及北斗/GPS定位信息，同时将这些实时监测数据传输至罐体状态监测数据处理模块；罐体状态监测数据处理模块将接收到的油罐车罐体的状态信息，经综合分析并按照一定的控制策略和算法进行分析判断得出输出数据：油罐车当前行驶下罐体的状态参数，以及当前状态下的预警等级(0-5级)和对应的监测指标及参数(呼吸阀排气阻塞系数、吸气阻塞系数和综合阻塞系数，以及阀门和罐体泄露指标)，包括哪些部位的哪些参数超过阈值，超过的幅度，参数变化的方向和趋势，同时给出驾驶员预警提示信息；并将输出数据，实时输出至预警信息显示报警模块，向驾驶员显示油罐车行驶过程中罐体内外状态、罐体呼吸阀和其他阀门工作状态；若出现异常情况，及时预警，并显示当前状态下的预警等级和对应的超标参数，提醒驾驶员及时处理罐体异常情况，消灭安全隐患，保证油罐车罐体安全及行车安全；以上整个过程是实时动态的，而且若出现的异常情况符合北斗/GPS定位报警模块的触发报警条件时，北斗/GPS定位报警模块及时将油罐车的异常情况(比如：泄露事故的时间、地点、车速、罐体内外状态、罐体呼吸阀和其他阀门工作状态等相关信息)及所处位置发送至上级监管部门和相关部门，方便进行区域联合行动。
所属类别：	发明专利