一种核电现场受限空间气体检测方法及系统

摘要

本发明提供一种核电现场受限空间气体检测方法及系统，涉及安全施工技术领域，方法包括以下步骤：S1：作业时，放置机器人至受限空间；S2：机器人在受限空间内位移；S3：实时获取机器人处的气体数据；S4：判断气体数据安全度是否高于第一阈值；若是则提示允许作业；S5：判断气体数据安全度是否低于第二阈值；若是则启动报警器，提示撤离，并执行S6；反之则执行S7；S6：判断气体数据安全度是否低于第三阈值；若是则生成危险区域，发送撤离消息至危险区域内的工作人员；S7：完成作业，回收机器人。本发明简单方便，无需人力管理，节省人工成本，智能化程度高，气体检测精确度高，安全性好，分级化警报，确保警报及时高效。

说明书

技术领域

本发明涉及安全施工技术领域，

尤其是，本发明涉及一种核电现场受限空间气体检测方法及系统。

背景技术

在核电厂建设期间，施工现场多处受限空间。受限空间是指工厂的各种设备内部(炉、塔釜、罐、仓、池、槽车、管道、烟道等)和城市(包括工厂)的隧道、下水道、沟、坑、井、池、涵洞、阀门间、污水处理设施等封闭、半封闭的设施及场所(船舱、地下隐蔽工程、密闭容器、长期不用的设施或通风不畅的场所等)，以及农村储存物质的井、窖等。这类场所因为自然通风不良，易造成有毒有害、易燃易爆物质积聚、氧含量不足等，导致作业人员发生危险，而在受限空间内作业，危险性极高，需要时刻进行气体检测合格，才能允许施工人员进入受限空间内作业。

而常用的受限空间气体检测方法，是通过设置专人管理气体检测仪表，每隔固定时间，进行检测一次。例如中国专利发明专利CN104916082A公开了一种应用于受限空间的无线气体检测报警系统，包括气体检测单元、声光报警单元，所述气体检测单元连接声光报警单元；所述气体检测单元包括：气体检测控制单元CPU、声报警单元、光报警单元、显示单元、无线模块、气体检测传感器单元、供电单元；所述声光报警单元包括声光报警控制单元CPU、声报警单元、光报警单元、显示单元、无线模块、供电单元；所述气体检测控制CPU分别连接声报警单元、光报警单元、显示单元、无线模块、气体检测传感器单元、供电单元；所述声光报警控制单元CPU分别连接声报警单元、光报警单元、显示单元、无线模块、供电单元。上述发明方便应用与受限空间内检测气体，利用无线通讯安全传递信号等优点。

但是上述无线气体检测报警系统依然存在以下缺点，长时间使用之后，由于时间的间隔，易造成气体检测数据的不准确。同时，现场设置专人进行管理，将气体检测单元检测的数据通过传统书面记录的方式进行记录，不利于对现场整体安全监管状态的实时监控，且气体检测异常时警报不及时，无法根据具体情况划分警报等级。

因此为了解决上述问题，设计一种合理的核电现场受限空间气体检测方法对我们来说是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单方便，无需人力管理，节省人工成本，智能化程度高，气体检测精确度高，安全性好，在气体检测异常时，分级化警报，确保警报及时高效，作业安全程度更高的核电现场受限空间气体检测方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：

一种核电现场受限空间气体检测方法，包括以下步骤：

S1：当有作业人员进入受限空间作业时，放置气体检测机器人至受限空间；

S2：气体检测机器人在受限空间内进行位移；

S3：实时获取气体检测机器人处的气体数据，并发送至受限空间外的控制中心；

S4：控制中心判断气体数据安全度是否高于第一阈值；若是则提示允许进入受限空间作业，并执行步骤S5；反之则不执行操作；

S5：控制中心判断气体数据安全度是否低于第二阈值；若是则启动设置于气体检测机器人上的报警器，提示气体检测机器人周围作业人员撤离，并执行步骤S6；反之则执行步骤S7；

S6：控制中心判断气体数据安全度是否低于第三阈值；若是则根据气体检测机器人的定位和气体数据，智能生成危险区域，获取危险区域内的工作人员信息，并发送撤离消息至危险区域内的工作人员的移动端；反之则不执行操作；

S7：作业人员完成作业，回收气体检测机器人。

作为本发明的优选，执行步骤S1之前，对气体检测机器人进行调试。

作为本发明的优选，执行步骤S2时，气体检测机器人的位移方式包括按照预设路线进行位移和遥控位移。

作为本发明的优选，执行步骤S3时，气体检测机器人与控制中心的连接方式包括wifi、蓝牙、4G和5G。

作为本发明的优选，执行步骤S5时，第二阈值不大于第一阈值。

作为本发明的优选，执行步骤S5时，报警器包括声报警器和光报警器。

作为本发明的优选，执行步骤S6时，第三阈值不大于第二阈值。

作为本发明的优选，执行步骤S6时，控制中心判断气体数据安全度低于第三阈值，则调用气体检测机器人的定位信息、气体检测数据以及即时视频信息，根据气体检测数据以及即时视频信息生成安全等级和影响距离，以气体检测机器人的定位信息为中心生成危险区域，启动气体检测机器人上的报警器提示气体检测机器人附近的人员撤离；同时还获取危险区域内的工作人员信息，并发送撤离消息至危险区域内的工作人员的移动端。

本发明还提供一种核电现场受限空间气体检测系统，该系统包括：

气体检测模块；

位移模块；

气体数据获取模块；

发送模块；

总控模块；

第一判断模块；

提示模块；

第二判断模块；

警报模块；

第三判断模块；

计算模块；

通知模块；

当有作业人员进入受限空间作业时，放置气体检测模块至受限空间，通过位移模块带动气体检测模块在受限空间内进行位移，通过气体数据获取模块实时获取气体检测模块处的气体数据，并通过发送模块发送至受限空间外的总控模块；总控模块上的第一判断模块判断气体数据安全度高于第一阈值时，通过提示模块提示允许进入受限空间作业；总控模块上的第二判断模块判断气体数据安全度低于第二阈值时，启动设置于气体检测模块上的警报模块，提示气体检测模块周围作业人员撤离；总控模块上的第三判断模块判断气体数据安全度低于第三阈值时，通过计算模块根据气体检测模块的定位和气体数据，智能生成危险区域，获取危险区域内的工作人员信息，并通过通知模块发送撤离消息至危险区域内的工作人员的移动端，直至作业人员完成作业，回收气体检测机器人。

作为本发明的优选，该系统还包括：

定位模块；设置于气体检测模块上用于获取气体检测模块的位置信息；

视频信息获取模块，设置于气体检测模块上用于获取气体检测模块处的视频信息；

定位模块和视频信息获取模块均通过发送模块与计算模块连接；计算模块获取定位模块和视频信息，并生成气体检测模块处的安全等级和影响距离数据。

本发明一种核电现场受限空间气体检测方法及系统有益效果在于：简单方便，无需人力管理，节省人工成本，智能化程度高，气体检测精确度高，安全性好，在气体检测异常时，分级化警报，确保警报及时高效，作业安全程度更高。

附图说明

图1为本发明一种核电现场受限空间气体检测方法的流程示意图；

图2为本发明一种核电现场受限空间气体检测系统的连接示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中的流程并不仅仅是单独进行，而是多个步骤相互交叉进行。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法应当被视为授权说明书的一部分。

实施例一：如图1所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，一种核电现场受限空间气体检测方法，包括以下步骤：

S1：当有作业人员进入受限空间作业时，放置气体检测机器人至受限空间；

当有作业人员需要进入受限空间作业时，在作业人员进入受限空间之前，放置气体检测机器人至受限空间，让气体检测机器人进行前期探测，主要是探测受限空间内的空气是否合格，避免作业人员进入受限空间时发生危险。

气体检测机器人为具有位移功能和气体检测仪表的机器。

当然，执行步骤S1之前，对气体检测机器人进行调试，主要是对机器人的气体检测仪和位移功能进行调试，确保气体检测仪的准确性和位移功能的完好性。

S2：气体检测机器人在受限空间内进行位移；

气体检测机器人可以进行位移（一般是设置有多个驱动轮和转向轮，驱动轮带动位移，转向轮控制位移方向），到达受限空间多处位置，并通过气体检测仪表对受限空间内的所有主要场所进行气体探测，气体检测的精确度更高，在这里，执行步骤S2时，气体检测机器人的位移方式包括按照预设路线进行位移和遥控位移。可以是根据受限空间内的空间构造提前预设位移路线，气体检测机器人按照预设位移路线进行位移；也可以通过远程遥控来控制气体检测机器人进行位移。

S3：实时获取气体检测机器人处的气体数据，并发送至受限空间外的控制中心，控制中心计算气体数据安全度值；

气体检测机器人上的气体检测仪实时的获取气体检测机器人处的气体数据，并远程发送至位于受限空间外的安全位置的控制中心，控制中心为PC端，由控制中心来进一步计算气体数据是否合格。

在这里，执行步骤S3时，气体检测机器人与控制中心的连接方式包括wifi、蓝牙、4G和5G。一般来说，在部分网络信号不好的受限空间，最好是使用蓝牙进行数据传输。

控制中心计算气体数据安全度值，控制中心获取气体检测机器人处的气体数据，分析各项有害气体的浓度值，根据每项有害气体的健康标准值，来进行计算，得到每一项的有害气体检测值与有害气体健康标准值的比值的标准差值σ0；

例如实时获取的CO浓度为a1，标准健康值为A1，SO2的浓度为a2，标准健康值为A2，以此类推，那么σ0为a1/ A1、a2/ A2等数值的标准差值；

另外获取气体检测机器人的当前位置，提前生成受限空间各区域的修正值β，例如受限空间深度越大，修正值β越小，需要的有害气体浓度越低才能保证安全度，最后的气体数据安全度值σ=σ0*β。

S4：控制中心判断气体数据安全度是否高于第一阈值；若是则提示允许进入受限空间作业，并执行步骤S5；反之则不执行操作；

控制中心获取到气体检测机器人处的气体数据，根据预设于控制中心的安全度记录表进行判断，若是实时的气体数据安全度高于第一阈值，则说明受限空间内的气体合格，可以允许作业人员进入受限空间，此时提示作业人员进行作业；反之若是气体数据安全度低于第一阈值，则说明受限空间内的气体不合格，不允许作业人员进入受限空间，此时可以不进行提示作业人员进行作业，甚至可以直接提示作业人员不允许进入受限空间作业，更甚至通知安全人员进行受限空间的气体净化作业。

需要注意的是，随着气体检测机器人在受限空间内位移，需要所有位置的气体数据安全度均高于第一阈值，才能允许作业人员进入受限空间；反之，只要有任一位置的气体数据安全度低于第一阈值，则不允许作业人员进入受限空间。

S5：控制中心判断气体数据安全度是否低于第二阈值；若是则启动设置于气体检测机器人上的报警器，提示气体检测机器人周围作业人员撤离，并执行步骤S6；反之则执行步骤S7；

由于作业人员进行作业时间较长，受限空间内的气体可能在作业期间发生变化，一旦控制中心判断实时的气体数据安全度低于第二阈值，那么启动设置于气体检测机器人上的报警器，提示气体检测机器人周围作业人员撤离。

在这里，第二阈值不大于第一阈值。一般来说，第二阈值略小于第一阈值，即表示受限空间内的气体环境开始恶化，此时必须要提示受限空间内的作业人员及时撤离。

还有，执行步骤S5时，报警器包括声报警器和光报警器。声报警器一般为喇叭，光报警器为警示灯闪烁，以最明显的提示方式提示受限空间内的作业人员及时撤离。

S6：控制中心判断气体数据安全度是否低于第三阈值；若是则根据气体检测机器人的定位和气体数据，智能生成危险区域，获取危险区域内的工作人员信息，并发送撤离消息至危险区域内的工作人员的移动端；反之则不执行操作；

当受限空间内的作业人员撤离过程中或者撤离完成之后，若是受限空间内的气体环境持续恶化，直至实时的气体数据安全度低于第三阈值，在这里，第三阈值不大于第二阈值。此时可能发生较大的安全事故，例如火灾或者爆炸，此时已经不仅仅是受限空间内的正在撤离的人员的安全度低，位于受限空间外侧或者与首先受限空间紧邻的其他空间内的作业人员也有安全隐患，但是这些人员可能听不到声报警器的声音，看不到光报警器的警示灯闪烁，此时根据气体检测机器人的定位和气体数据，控制中心智能生成危险区域并获取危险区域内的工作人员信息，将撤离消息发送至危险区域内的工作人员的移动端（例如对讲机和工作仪器）内，提醒相关人员撤离。

在这之前，需要将所有作业人员的移动端进行定位，方便提示危险区域的作业人员撤离。且提示的内容包括危险区域地点和范围，方便作业人员远离危险点进行撤离。

理论上，实时气体数据安全度越低，危险区域越大，通知撤离的人员也越多，在这里实际上进行了多级式的安全管理。

具体的影响距离的计算方式为L=k/σ，L为预警距离，k为预设值，σ为安全度数值，也就是σ数值越小，那么L数值越大，也就是以机器人位置为中心，影响半径L越大，提示撤离的范围越大。

具体的，执行步骤S6时，控制中心判断实时的气体数据安全度低于第三阈值，则调用气体检测机器人的定位信息、气体检测数据以及即时视频信息，根据气体检测数据以及即时视频信息生成安全等级和影响距离，以气体检测机器人的定位信息为中心生成危险区域，启动气体检测机器人上的报警器提示气体检测机器人附近的人员撤离；同时还获取危险区域内的工作人员信息，并发送撤离消息至危险区域内的工作人员的移动端。

S7：作业人员完成作业，回收气体检测机器人。

若是作业人员进行作业时间内，受限空间内的气体没有恶化，实时的气体数据安全度持续保持在第二阈值之上，那么无需进行警报，保证气体检测机器人持续工作，直至作业人员完成作业，回收气体检测机器人。

总之，气体检测机器人上设置有用于方便进行位移的位移装置、用于方便进行气体数据采集的气体检测仪表、用于方便获取自身位置的定位装置、用于方便获取自身周围的视频数据的视频获取装置、用于方便提示作业人员是否进入受限空间的提示装置、用于方便将数据发送至控制中心的信号发送装置以及用于方便进行警报的报警装置；控制中心用于远程计算，并及时通知气体检测机器人进行相应操作或者发送撤离信息通知人员撤离。

本发明一种核电现场受限空间气体检测方法简单方便，无需人力管理，节省人工成本，智能化程度高，气体检测精确度高，安全性好，在气体检测异常时，分级化警报，确保警报及时高效，作业安全程度更高。

实施例二：如图2所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，本发明还提供一种核电现场受限空间气体检测系统，该系统包括：

气体检测模块；

位移模块；

气体数据获取模块；

发送模块；

总控模块；

第一判断模块；

提示模块；

第二判断模块；

警报模块；

第三判断模块；

计算模块；

通知模块；

当有作业人员进入受限空间作业时，放置气体检测模块至受限空间，通过位移模块带动气体检测模块在受限空间内进行位移，通过气体数据获取模块实时获取气体检测模块处的气体数据，并通过发送模块发送至受限空间外的总控模块；总控模块上的第一判断模块判断气体数据安全度高于第一阈值时，通过提示模块提示允许进入受限空间作业；总控模块上的第二判断模块判断气体数据安全度低于第二阈值时，启动设置于气体检测模块上的警报模块，提示气体检测模块周围作业人员撤离；总控模块上的第三判断模块判断气体数据安全度低于第三阈值时，通过计算模块根据气体检测模块的定位和气体数据，智能生成危险区域，获取危险区域内的工作人员信息，并通过通知模块发送撤离消息至危险区域内的工作人员的移动端，直至作业人员完成作业，回收气体检测机器人。

另外，该系统还包括：

定位模块；设置于气体检测模块上用于获取气体检测模块的位置信息；

视频信息获取模块，设置于气体检测模块上用于获取气体检测模块处的视频信息；

定位模块和视频信息获取模块均通过发送模块与计算模块连接；计算模块获取定位模块和视频信息，并生成气体检测模块处的安全等级和影响距离数据。

本发明一种核电现场受限空间气体检测方法及系统简单方便，无需人力管理，节省人工成本，智能化程度高，气体检测精确度高，安全性好，在气体检测异常时，分级化警报，确保警报及时高效，作业安全程度更高。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。