专利名称：自动检测气体浓度异常的方法和检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤矿中气体浓度的检测技术，尤其涉及一种自动检测气体浓度异常的方法和检测系统。
背景技术：
目前，随着煤矿生产能力的提高，井下煤层的生产区逐渐扩大，巷道距离变长，出现作业地点分散、作业环境复杂等现象，易导致井下瓦斯浓度或CO浓度过高发生事故，进而严重影响了煤矿的生产安全及其作业人员的生命安全。为尽可能避免上述事故的发生， 业界采用监控系统对各个生产区中采掘工作面的瓦斯浓度或CO浓度进行监测，以便及时掌握每一生产区的安全状况。通常情况下，监控系统是采集当前采掘工作面内的瓦斯浓度， 使其与国家规定的瓦斯浓度报警值进行比较，当采掘工作面内的瓦斯浓度达到瓦斯浓度报警值(如在煤矿开采中，规定采掘工作面内瓦斯浓度不超过1.0% )时发出报警信号，进而使相关作业人员能够及时对该生产区采取防突措施。在实际的煤矿开采过程中，上述监控系统对于防止煤矿安全性事故的作用不大， 其主要原因是大多煤矿事故的发生是由于生产区采掘工作面内瓦斯浓度或CO浓度的异常变化引起的，而该监控系统对瓦斯浓度或CO浓度的异常变化无法检测。现有技术中检测瓦斯浓度或CO浓度异常主要是通过人工分析各被监控区内采集的瓦斯浓度或CO浓度的数据，进而判断各被监控区内的瓦斯浓度或CO浓度是否发生异常， 以便排除由于瓦斯浓度或CO浓度异常可能引起的危险。然而该人工检测方法存在耗时费工，无法实现实时检测等缺点，使其无法推广使用。鉴于上述问题，如何在各生产区实现实时监控瓦斯浓度或CO浓度的异常变化成为当前需要解决的技术问题。

发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种能够节省成本且实现实时监控的自动检测气体浓度异常的方法，该方法包括采集被监控区内气体浓度的第一数值；将所述第一数值与所述被监控区内气体浓度的预设值进行比较，获取所述第一数值与所述预设值的比值；根据所述第一数值和所述比值，判断所述被监控区内的气体浓度是否达到异常条件，若达到，则发出用于标识所述被监控区内气体浓度异常的报警信号。根据本发明的另一方面，本发明还提供一种检测系统，该检测系统包括，气体浓度采集模块，用于采集被监控区内气体浓度的第一数值；处理模块，用于将所述第一数值与所述被监控区内气体浓度的预设值进行比较， 获取所述第一数值与所述预设值的比值；报警模块，用于根据所述第一数值和所述比值，判断所述被监控区内的气体浓度是否达到异常条件，若达到，则发出用于标识所述被监控区内气体浓度异常的报警信号。
采用本发明提供的自动检测气体浓度异常的方法和检测系统，可以实现自动检测且能够实现实时监控各生产区中采掘工作面内气体(如瓦斯浓度或CO浓度)的异常情况。 同时，该自动检测气体浓度异常的方法能够节省现有技术中的人工检测的成本，以及提高了检测瓦斯浓异常度或CO浓度异常的效率和精确度。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明的用于自动检测气体浓度异常实施例的流程图；图2为本发明的检测系统实施例的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供的自动检测气体浓度异常的方法主要是对被监控区内气体浓度的异常变化进行报警。当某一被监控区内气体浓度的变化达到异常条件的范围时，发出用于标识所述被监控区内气体浓度异常的报警信号，使得相关作业人员能够及时的采取防突措施。本发明的方法可以推广应用于各个生产区，以便实现实时监控。参考图1所示，图1示出了本发明的用于自动检测气体浓度异常实施例的流程图。 该方法主要包括以下步骤步骤101 采集被监控区内气体浓度的第一数值。 在本实施例中，气体浓度的第一数值可以通过设置于被监控区内的气敏传感器进行周期性的采集，本实施例中提及的气体多为检测有毒气体，如煤矿生产中，检测瓦斯浓度或CO浓度异常变化等。其中被监控区内的瓦斯浓度或CO浓度即为生产区中的采掘工作面内的瓦斯浓度或CO浓度。通常情况下，采集被监控区内瓦斯浓度的周期为三十秒，本实施例中可将连续采集被监控区内瓦斯浓度的第一数值的周期设为五秒、十秒或二十秒等，或者采集的周期可设为一秒至三十秒之间的任一值；同理，其他气体(如CO)等的采集时间可以选自一秒至三十秒之间的任一值。步骤102 将所述第一数值与所述被监控区内气体浓度的预设值进行比较，获取所述第一数值与所述预设值的比值。步骤103 根据所述第一数值和所述比值，判断所述被监控区内的气体浓度是否达到异常条件，若达到，则发出用于标识所述被监控区内气体浓度异常的报警信号，若未达至IJ，则不做任何处理。具体地，本实施例中的异常条件可为被监控区内采集的气体浓度的第一数值大于等于预设的最小浓度值(即为最小限度值或报警下限)，且该第一数值与预设值的比值大于等于设定值。一般情况下，当气体为瓦斯时，设定值可为数值2或1. 5。其设定值可依据实际的煤矿的采掘工作面进行设定。例如预先设定的预设值为0. 2%，最小浓度值为0. 4%； 若采集的被监控区内的第一数值为0. 6%，则该第一数值大于最小浓度0. 4%，且第一数值与预设值的比值大于2，故所述被监控区内的瓦斯浓度已达到异常条件，发出用于标识所述被监控区内瓦斯浓度异常的报警信号，进而使相关作业人员获知该生产区中采掘工作面内的瓦斯浓度发生异常，以便有效采取防突措施。另外，该异常条件还可设定为在所述被监控区内，连续采集的两个所述第一数值分别获取的比值均大于等于设定值(设定值优选为2)，且该两个第一数值均大于等于最小浓度值；或者，连续采集的三个所述第一数值分别获取的比值均大于等于设定值(设定值优选为幻，且该三个第一数值均大于等于最小浓度值。应进一步了解的是，各个被监控区内的异常条件可以不同，如第一数值与预设值的比值还可设为大于等于3，或其它比值。此外， 上述预设的最小浓度值小于气体浓度报警值(在煤矿开采行业，规定采掘工作面内瓦斯浓度不超过1.0%，通常瓦斯浓度报警值为1.0)。本实施例中设置最小浓度值的目的用于防止被监控区内不合理的异常报警，即当采集的被监控区内的第一数值与预设值的比值大于设定值，但该第一数值小于最小浓度值时，不发出针对该被监控区内的气体浓度异常的报警信号，其可能原因是由于该被监控区内的气体浓度远远小于气体浓度报警值，进而对被监控区内的作业不构成危险。一般情况下，该最小浓度值可设为0.3或0.5等。上述异常条件的设定以举例的方式给出，本实施例不对此进行限定。进一步地，本实施例中的自动检测气体浓度异常的方法还包括若根据采集的所述第一数值未发出所述报警信号，则将该第一数值存储于第一数据库；若根据采集的所述第一数值已发出所述报警信号，则将该第一数值存储于第二数据库。此时，上述预设值可为所述第一数据库中存储的所有数值的平均值，或者可为第一数据库中与采集的被监控区内气体浓度间隔时间最短(间隔采集第一数值的时间)的数值。在实际的检测中，预设值还可为第一数据库中某一时间段内(如一小时)的平均值，以及该预设值还可设为气体浓度报警值的四分之一，如瓦斯浓度报警值为1. 0，预设值可为0. 25等。当然，本实施例中的预设值为小于气体浓度报警值的数值。优选地，本实施例中的报警信号可为声信号、光信号或声光信号。上述自动检测气体浓度异常的方法可提高煤矿中检测瓦斯浓度或CO浓度异常的效率和精确度，且节省人工检测被监控区内瓦斯浓度或CO浓度异常的成本。本发明还提供一种自动检测气体浓度异常的检测系统，参考图2所示，图2示出了本发明的检测系统实施例的结构示意图，该检测系统主要包括气体浓度采集模块201、处理模块202和报警模块203。其中，气体浓度采集模块201，用于采集被监控区内气体浓度的第一数值。在本实施例中，气体可为瓦斯或C0，以及优选采用气敏传感器周期性的采集各生产区中采掘工作面内的瓦斯浓度或CO浓度，当然，在采掘工作面内还可设置多个气敏传感器分别采集。需要说明的是，在采集被监控区内的气体浓度之前，需对各气敏传感器分别进行校验。处理模块202，用于将所述第一数值与所述被监控区内气体浓度的预设值进行比较，获取所述第一数值与所述预设值的比值。报警模块203，用于根据所述第一数值和所述比值，判断所述被监控区内的气体浓度是否达到异常条件，若达到，则发出用于标识所述被监控区内气体浓度异常的报警信号。该异常条件可选为所述第一数值大于等于预设的最小浓度值，且所述比值大于等于设定值。本实施例中报警模块203优选采用声信号进行报警，如可以设置语音片结构的报警模块203。优选地，该处理模块202可包括第一数据库和第二数据库，该第一数据库为未发出报警信号的第一数值的集合，第二数据库为已发出报警信号的第一数值的集合。该第一数据库和第二数据库优选使用SQL SERVER 2000数据库系统，以便该第一数据库和第二数据库中的各个数值能够以文本形式导出。进一步地，在实际的煤矿生产过程中，作业人员使用的是监控数据异常预警系统的应用程序，所述监控数据异常预警系统还可包括多个远程连接检测系统的客户端，该监控数据异常预警系统和每个客户端之间建立有专用的通讯通道，如VPN路由器等，所述监控数据异常预警系统可以将自动检测气体浓度异常的数据存储并发送至客户端，客户端通过远程访问监控数据异常预警系统查看被监控区内气体浓度的实时数据和历史记录。或者，客户端远程读取所述监控数据异常预警系统中的气体浓度异常的数据，并发出用于标识所述被监控区内气体浓度异常的报警信号。客户端通过远程访问监控数据异常预警系统查看上述第一数据库或第二数据库，还可将所需要的各种数据导出，(如可以导出EXCEL格式的文件)，以方便作业人员及时对气体浓度异常的被监控区采取有效地防突措施。本实施例中的监控数据异常预警系统可以自动检测气体浓度的异常变化，克服了现有技术中的缺陷。上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种自动检测气体浓度异常的方法，其特征在于，该方法包括 采集被监控区内气体浓度的第一数值；将所述第一数值与所述被监控区内气体浓度的预设值进行比较，获取所述第一数值与所述预设值的比值；根据所述第一数值和所述比值，判断所述被监控区内的气体浓度是否达到异常条件， 若达到，则发出用于标识所述被监控区内气体浓度异常的报警信号。
2.根据权利要求1所述的自动检测气体浓度异常的方法，其特征在于，所述异常条件为所述第一数值大于等于预设的最小浓度值，且所述比值大于等于设定值。
3.根据权利要求1所述的自动检测气体浓度异常的方法，其特征在于，所述采集被监控区内气体浓度的第一数值为在所述被监控区内，周期性采集所述被监控区内的气体浓度的第一数值，其中，采集的周期为一秒至三十秒之间的任一值。
4.根据权利要求3所述的自动检测气体浓度异常的方法，其特征在于，所述异常条件为在所述被监控区内，连续采集的两个所述第一数值分别获取的比值均大于等于设定值，且该两个第一数值均大于等于最小浓度值；或者，连续采集的三个所述第一数值分别获取的比值均大于等于设定值，且该三个第一数值均大于等于最小浓度值。
5.根据权利要求2或4所述的自动检测气体浓度异常的方法，其特征在于，所述设定值为1. 5或2。
6.根据权利要求1所述的自动检测气体浓度异常的方法，其特征在于，所述方法还包括若根据采集的所述第一数值未发出所述报警信号，则将该第一数值存储于第一数据库；若根据采集的所述第一数值已发出所述报警信号，则将该第一数值存储于第二数据库。
7.根据权利要求6所述的自动检测气体浓度异常的方法，其特征在于，所述预设值为所述第一数据库中存储的所有数值的平均值。
8.根据权利要求1、2、3、4、6或7所述的自动检测气体浓度异常的方法，其特征在于，所述气体为瓦斯或CO。
9.一种检测系统，其特征在于，该检测系统包括气体浓度采集模块，用于采集被监控区内气体浓度的第一数值； 处理模块，用于将所述第一数值与所述被监控区内气体浓度的预设值进行比较，获取所述第一数值与所述预设值的比值；报警模块，用于根据所述第一数值和所述比值，判断所述被监控区内的气体浓度是否达到异常条件，若达到，则发出用于标识所述被监控区内气体浓度异常的报警信号。
10.根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于，所述气体浓度采集模块为气敏传感
全文摘要
本发明提供一种自动检测气体浓度异常的方法和检测系统。所述方法包括采集被监控区内气体浓度的第一数值；将所述第一数值与所述被监控区内气体浓度的预设值进行比较，获取所述第一数值与所述预设值的比值；根据所述第一数值和所述比值，判断所述被监控区内的气体浓度是否达到异常条件，若达到，则发出用于标识所述被监控区内气体浓度异常的报警信号。该方法实现了自动监控和实时监控的功能，同时节省了成本，提高了检测效率。
文档编号G01N33/22GK102455335SQ201010517960
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者乔立传, 张瑞, 沈立君, 沈颂策, 黄伟 申请人:淮南矿业(集团)有限责任公司