本發(fā)明涉及氣體檢測(cè)，具體地涉及一種井下氣體檢測(cè)方法、氣體檢測(cè)儀、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在有限空間作業(yè)，特別是井下作業(yè)的極端與復(fù)雜環(huán)境中，嚴(yán)格執(zhí)行“先通風(fēng)、再檢測(cè)、后作業(yè)”的安全流程是預(yù)防事故、保障人員安全不可或缺的一環(huán)，規(guī)程要求井下作業(yè)需長(zhǎng)時(shí)間通風(fēng)并每隔半小時(shí)進(jìn)行氣體檢測(cè)。然而，隨著作業(yè)深度的增加和作業(yè)區(qū)域的擴(kuò)大，現(xiàn)有氣體檢測(cè)技術(shù)的局限性日益顯現(xiàn)，對(duì)作業(yè)安全構(gòu)成了潛在威脅。

2、現(xiàn)有氣體檢測(cè)方法多依賴于傳統(tǒng)傳感器技術(shù)，而在低濃度氣體環(huán)境下，尤其是多種氣體混合存在時(shí)，傳感器往往難以準(zhǔn)確區(qū)分并精確測(cè)量每種氣體的具體濃度，其靈敏度不足、檢測(cè)范圍有限，難以滿足實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、全面的監(jiān)測(cè)需求，從而可能導(dǎo)致誤報(bào)或漏報(bào)，為作業(yè)安全埋下隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種井下氣體檢測(cè)方法、氣體檢測(cè)儀、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，用于全部或至少部分的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種井下氣體檢測(cè)方法，包括：

3、采集井下氣體數(shù)據(jù)，并基于所述井下氣體數(shù)據(jù)確定對(duì)應(yīng)的紅外光譜數(shù)據(jù)；

4、對(duì)所述紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，獲得光譜吸收峰；

5、基于預(yù)先建立的氣體紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)以及光譜吸收峰，識(shí)別井下氣體的種類和濃度。

6、可選的，采集井下氣體數(shù)據(jù)，并基于所述井下氣體數(shù)據(jù)確定對(duì)應(yīng)的紅外光譜數(shù)據(jù)，包括：

7、在待測(cè)區(qū)域布設(shè)氣體檢測(cè)儀，通過控制氣體檢測(cè)儀中設(shè)置的傅里葉紅外光譜儀發(fā)射紅外光并接收與待測(cè)氣體相互作用后的紅外光譜數(shù)據(jù)。

8、可選的，對(duì)所述紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，獲得光譜吸收峰，包括：

9、將所述紅外光譜數(shù)據(jù)輸入到傅里葉變換程序中，執(zhí)行變換計(jì)算，輸出初始紅外光譜圖；

10、在紅外光譜圖中，利用紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)過濾初始紅外光譜圖中的雜質(zhì)峰，獲得目標(biāo)紅外光譜圖，其中，所述紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)中包含有各種氣體和背景光的化學(xué)鍵或官能團(tuán)的紅外吸收特征峰波長(zhǎng)。

11、可選的，根據(jù)以下公式對(duì)所述紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換：

12、

13、式中，x[k]表示離散傅里葉變換，n表示樣本索引，k表示頻率索引，表示頻率分辨率的因子，i表示虛數(shù)單位。

14、可選的，基于預(yù)先建立的氣體紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)以及光譜吸收峰，識(shí)別井下氣體的種類和濃度，包括：

15、將所述光譜吸收峰與預(yù)先建立的氣體紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)中各氣體的化學(xué)鍵或官能團(tuán)的紅外吸收特征峰進(jìn)行對(duì)比，確定紅外光譜圖中不同波長(zhǎng)處產(chǎn)生的特征吸收峰所對(duì)應(yīng)的化學(xué)鍵或官能團(tuán)；

16、根據(jù)紅外光譜圖中不同波長(zhǎng)處產(chǎn)生的特征吸收峰所對(duì)應(yīng)的化學(xué)鍵或官能團(tuán)確定氣體分子式，并基于氣體分子式確定氣體的種類；

17、利用朗伯-比爾定律確定氣體的濃度。

18、可選的，利用朗伯-比爾定律確定氣體的濃度，包括：

19、利用吸光度計(jì)算公式計(jì)算特征吸收峰對(duì)應(yīng)的吸光度；

20、將得到的吸光度帶入朗伯-比爾定律公式，獲得特征吸收峰對(duì)應(yīng)的氣體的濃度；

21、其中，所述吸光度計(jì)算公式如下：式中，a表示吸光度，i0表示入射光強(qiáng)度，i表示吸收峰處的強(qiáng)度；

22、朗伯-比爾定律公式如下：a＝kbc，式中，a表示吸光度，k表示氣體的摩爾吸光系數(shù)，b表示光程長(zhǎng)度，c表示氣體的濃度。

23、可選的，所述井下氣體檢測(cè)方法還包括：

24、判斷各類井下氣體的濃度是否超過預(yù)設(shè)濃度閾值，若超過，則發(fā)出告警信息。

25、另一方面，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于井下氣體檢測(cè)方法的氣體檢測(cè)儀，包括：進(jìn)氣嘴，與進(jìn)氣嘴連接的過濾器，傅里葉紅外光譜儀；微處理器，與微處理器連接的顯示屏，報(bào)警器，通訊模塊；控制主機(jī)，與控制主機(jī)連接的移動(dòng)終端，其中，傅里葉紅外光譜儀用于對(duì)進(jìn)氣嘴采集氣體進(jìn)行紅外光譜數(shù)據(jù)分析，通訊模塊用于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，微處理器用于數(shù)據(jù)的處理、顯示和報(bào)警。

26、另一方面，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上進(jìn)行運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述所述的井下氣體檢測(cè)方法的步驟。

27、另一方面，本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述所述的井下氣體檢測(cè)方法的步驟。

28、通過上述技術(shù)方案，利用紅外光譜技術(shù)能夠捕捉到極低濃度的氣體分子振動(dòng)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)井下氣體濃度的精確測(cè)量，而且針對(duì)環(huán)境復(fù)雜多變，存在多種氣體混合的井下環(huán)境，利用紅外光譜技術(shù)能夠同時(shí)檢測(cè)多種氣體的特征吸收峰，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合氣體的有效識(shí)別和分離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)井下氣體的全面準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，以提供安全作業(yè)環(huán)境。

29、本發(fā)明實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種井下氣體檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下氣體檢測(cè)方法，其特征在于，采集井下氣體數(shù)據(jù)，并基于所述井下氣體數(shù)據(jù)確定對(duì)應(yīng)的紅外光譜數(shù)據(jù)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下氣體檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所述紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，獲得光譜吸收峰，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下氣體檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)以下公式對(duì)所述紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下氣體檢測(cè)方法，其特征在于，基于預(yù)先建立的氣體紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)以及光譜吸收峰，識(shí)別井下氣體的種類和濃度，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的井下氣體檢測(cè)方法，其特征在于，利用朗伯-比爾定律確定氣體的濃度，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的井下氣體檢測(cè)方法，其特征在于，所述井下氣體檢測(cè)方法還包括：

8.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的井下氣體檢測(cè)方法的氣體檢測(cè)儀，其特征在于，包括：進(jìn)氣嘴，與進(jìn)氣嘴連接的過濾器，傅里葉紅外光譜儀；微處理器，與微處理器連接的顯示屏，報(bào)警器，通訊模塊；控制主機(jī)，與控制主機(jī)連接的移動(dòng)終端，其中，傅里葉紅外光譜儀用于對(duì)進(jìn)氣嘴采集氣體進(jìn)行紅外光譜數(shù)據(jù)分析，通訊模塊用于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，微處理器用于數(shù)據(jù)的處理、顯示和報(bào)警。

9.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上進(jìn)行運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的井下氣體檢測(cè)方法的步驟。

10.一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的井下氣體檢測(cè)方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明實(shí)施例提供一種井下氣體檢測(cè)方法、氣體檢測(cè)儀、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，屬于氣體檢測(cè)領(lǐng)域。該方法包括：采集井下氣體數(shù)據(jù)，并基于所述井下氣體數(shù)據(jù)確定對(duì)應(yīng)的紅外光譜數(shù)據(jù)；對(duì)所述紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，獲得光譜吸收峰；基于預(yù)先建立的氣體紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)以及光譜吸收峰，識(shí)別井下氣體的種類和濃度，利用紅外光譜技術(shù)能夠捕捉到極低濃度的氣體分子振動(dòng)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)井下氣體濃度的精確測(cè)量，而且針對(duì)環(huán)境復(fù)雜多變，存在多種氣體混合的井下環(huán)境，利用紅外光譜技術(shù)能夠同時(shí)檢測(cè)多種氣體的特征吸收峰，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合氣體的有效識(shí)別和分離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)井下氣體的全面準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，以提供安全作業(yè)環(huán)境。

技術(shù)研發(fā)人員：花赟昊,劉淑媛,王友國(guó),穆明亮,馬懿,胡詝峰,韓松,王彬,劉永強(qiáng),劉志凱,尚雪麗,趙康,郭清康,牛會(huì)超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濱州供電公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9