基于DSP和無線傳輸技術(shù)的危化品實時監(jiān)測系統(tǒng)

作者：時間：2011-10-14 來源：網(wǎng)絡(luò)

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　　1 引言

　　隨著工業(yè)的發(fā)展，易燃、易爆、有毒氣體及液體的種類和應(yīng)用范圍都得到了增加。在化工、石油、染料以及其他行業(yè)中就有許多有害物質(zhì)，如液化石油氣、氨、氯、硫化氫、二氧化硫及酒精等，如果在生產(chǎn)或運輸過程中由于操作失誤或其他原因，致使這些危險性物質(zhì)泄漏出來，由于氣體本身存在的擴散性，發(fā)生泄漏后，在外部風(fēng)力和內(nèi)部濃度梯度的作用下，氣體會沿地表擴散，在事故現(xiàn)場形成燃燒爆炸或毒害危險區(qū)。為了增強運輸安全性，同內(nèi)外對危險化學(xué)品運輸車輛實行監(jiān)管，主要針對車輛行駛狀態(tài)的監(jiān)測。在圈外也有針對危險化學(xué)品運輸?shù)幕贕IS平臺的危險性評估研究，以此作為運輸路徑的選擇依據(jù)。目前，國內(nèi)中集集團應(yīng)用的基于MEMS傳感器的集裝箱監(jiān)測系統(tǒng)很好地監(jiān)測了運輸過程中氣體濃度和溫濕度、罐內(nèi)危險化學(xué)品的壓力和液位、罐體的空間姿態(tài)和加速度以及閥件腔腔體的開合狀態(tài)等信息。為了進一步提高氣體濃度監(jiān)測的可靠性，設(shè)計采用雙傳感器相互監(jiān)測，以防因單傳感器失靈造成的誤報警，并且設(shè)計注重數(shù)據(jù)處理融合精度，從而加強報警準確性。因此設(shè)計首先確定了安裝位置，然后結(jié)合DSP和無線傳輸技術(shù)，增強數(shù)據(jù)處理能力以及傳輸?shù)募皶r性，對泄漏情況全面及時監(jiān)測。

　　2 實驗測點分布概況

　　根據(jù)危險化學(xué)品常壓鐵路罐車罐體常見缺陷調(diào)查、常見泄漏事故調(diào)查以及有害氣體運輸過程中泄漏擴散的分析可得知：?；沸孤┒喟l(fā)原因主要有罐體焊縫撕裂、罐內(nèi)內(nèi)加強圈老化、罐體酸堿腐蝕造成的罐體漏洞等，并且在泄漏監(jiān)測范圍內(nèi)，泄漏擴散多以大于環(huán)境空氣密度的重氣擴散為主。由此可見，對于安裝點的位置的確定要既實現(xiàn)全方位監(jiān)測目的，又能對易發(fā)生泄漏點如罐體焊縫、閥門進行重點監(jiān)測，并且需要考慮到氣體密度、風(fēng)向等因素。在列車行進過程中，由于風(fēng)力作用，泄露氣體會隨風(fēng)向方向擴散。又由于多數(shù)危險氣體密度大于空氣，即所謂的重氣，擴散時，會有向。

　　地表擴散的趨勢，因此可見圖1安裝點位置都位于罐尾下風(fēng)處，并且在易泄漏點（罐體兩側(cè)焊縫和罐頂安全閥）下方，3個安裝點可以全面監(jiān)測整個罐體的泄漏情況。

圖1 實驗測點分布示意圖

　　3 系統(tǒng)總體設(shè)計

　　基于DSP的危險氣體泄漏監(jiān)測報警系統(tǒng)由從機與主機構(gòu)成，如圖2所示。從機以TI公司的DSP芯片TMS320F2812為核心，可完成對1個監(jiān)測報警點的兩路氣體濃度采集、一路環(huán)境溫度數(shù)據(jù)采集、采集后的數(shù)據(jù)處理、控制執(zhí)行結(jié)構(gòu)、與主機通信等功能，自身構(gòu)成一個閉環(huán)測控系統(tǒng)，實現(xiàn)對所在安裝點區(qū)域的監(jiān)測。主機由PIC微處理芯片、液晶顯示、聲光報警、通信模塊組成的二次儀表機實現(xiàn)，主要負責(zé)與從機的數(shù)據(jù)通信、聲光報警、濃度顯示功能，以便操作人員對現(xiàn)場進行分析，根據(jù)分析結(jié)果采取有效措施，以防止可燃氣體的泄漏，杜絕事故隱患。