本發(fā)明屬于安全監(jiān)測(cè)，具體涉及一種基于光學(xué)探測(cè)的液體泄露檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

1、在液體輸送作業(yè)過程中，液體泄漏事故可能造成環(huán)境污染、生態(tài)破壞、經(jīng)濟(jì)損失、人員傷害等嚴(yán)重危害。液體泄漏會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，尤其是對(duì)土壤、地下水和地表水。例如，石油泄漏會(huì)污染海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)，破壞生物多樣性。某些化學(xué)液體泄漏會(huì)釋放有害物質(zhì)，如苯、甲苯等，這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境和人體健康都有極大的危害。另外，液體泄漏可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故，造成人員傷亡。某些化學(xué)液體泄漏會(huì)對(duì)人體造成中毒、燒傷等傷害，甚至可能引發(fā)公眾恐慌，影響社會(huì)穩(wěn)定。

2、當(dāng)前，對(duì)于液體泄漏檢測(cè)方法可分為接觸式和非接觸式兩大類。

3、接觸式的液體泄漏探測(cè)方式主要包括壓力檢測(cè)、流量檢測(cè)、濕度檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、紅外檢測(cè)等技術(shù)方法。

4、壓力檢測(cè)，通過檢測(cè)系統(tǒng)壓力的變化來判斷是否有泄漏，需要安裝壓力傳感器，成本較高，且在壓力變化不顯著時(shí)難以檢測(cè)到泄漏。

5、流量檢測(cè)，通過檢測(cè)系統(tǒng)流量的變化來判斷是否有泄漏，需要安裝流量計(jì)，成本較高，且在流量變化不顯著時(shí)難以檢測(cè)到泄漏。

6、濕度檢測(cè)，通過檢測(cè)泄漏區(qū)域濕度的變化來判斷是否有泄漏，受環(huán)境濕度影響較大，檢測(cè)精度較低。

7、紅外檢測(cè)，利用紅外線檢測(cè)泄漏區(qū)域溫度的變化來判斷是否有泄漏，受環(huán)境溫度影響較大，檢測(cè)精度較低。并且，某些采用帶電的接觸式檢測(cè)方法，還存在引爆可燃液體的風(fēng)險(xiǎn)，存在很大的應(yīng)用限制。

8、非接觸式的液體泄漏探測(cè)方式主要包括紅外熱成像檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、聲發(fā)射檢測(cè)、電磁檢測(cè)、氣體檢測(cè)、光學(xué)檢測(cè)、視頻檢測(cè)、激光檢測(cè)等技術(shù)方法。

9、紅外熱成像檢測(cè)，通過檢測(cè)泄漏區(qū)域的紅外輻射差異來發(fā)現(xiàn)泄漏，受環(huán)境溫度和濕度影響較大，可能需要定期校準(zhǔn)，且對(duì)于微小泄漏的檢測(cè)能力有限。

10、超聲波檢測(cè)，利用超聲波在泄漏點(diǎn)產(chǎn)生反射或散射信號(hào)，通過接收和分析這些信號(hào)來檢測(cè)泄漏，需要專業(yè)設(shè)備，對(duì)檢測(cè)人員的技能要求高，且在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中可能受到干擾。

11、聲發(fā)射檢測(cè)，檢測(cè)泄漏時(shí)產(chǎn)生的聲波信號(hào)，對(duì)泄漏聲波信號(hào)的識(shí)別和區(qū)分能力要求高，且可能受到其他聲源干擾。

12、電磁檢測(cè)，利用泄漏產(chǎn)生的電磁場(chǎng)變化來檢測(cè)泄漏，可能受到金屬結(jié)構(gòu)和其他電磁干擾的影響，對(duì)檢測(cè)設(shè)備的靈敏度要求高。

13、氣體檢測(cè)，檢測(cè)泄漏區(qū)域空氣中特定氣體的濃度變化，需要安裝氣體傳感器，可能對(duì)某些氣體敏感度不足，且可能存在誤報(bào)或漏報(bào)。

14、光學(xué)檢測(cè)，利用光學(xué)傳感器檢測(cè)泄漏產(chǎn)生的光信號(hào)，如熒光、磷光等，可能需要特定的化學(xué)物質(zhì)或光源，對(duì)檢測(cè)條件要求較高。視頻檢測(cè)，通過高清攝像頭捕捉泄漏區(qū)域的圖像，利用圖像處理技術(shù)分析泄漏，需要穩(wěn)定的電源和良好的照明條件，且可能需要人工分析圖像。激光檢測(cè)，利用激光束掃描泄漏區(qū)域，通過檢測(cè)激光束的散射或反射信號(hào)來發(fā)現(xiàn)泄漏，設(shè)備成本高，對(duì)環(huán)境條件（如塵埃、濕度）敏感，且可能需要復(fù)雜的校準(zhǔn)過程。

15、除對(duì)泄漏液體本身的光信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)外，在利用光學(xué)檢測(cè)技術(shù)方面，某些技術(shù)方案無法對(duì)具有高反射系數(shù)和低透射系數(shù)的液體進(jìn)行檢測(cè)，例如具備上述特性的最常見的液體就是液態(tài)水銀等，應(yīng)用較為受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于光學(xué)探測(cè)的液體泄露檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及其方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的液體輸送作業(yè)中液體泄漏事故危害嚴(yán)重，現(xiàn)有接觸式和非接觸式檢測(cè)方法存在成本高、受環(huán)境影響大、精度低、有風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)某些液體檢測(cè)受限較多的技術(shù)問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種基于光學(xué)探測(cè)的液體泄露檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，包括若干液體泄露監(jiān)測(cè)報(bào)警終端，液體泄露監(jiān)測(cè)報(bào)警終端無線連接有固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)和若干便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)；液體泄露監(jiān)測(cè)報(bào)警終端的機(jī)殼上設(shè)置有積液槽，積液槽的底部一端設(shè)置有光線發(fā)射端，在積液槽另一端的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有光線接收端，光線接收端連接光學(xué)探測(cè)模組，光學(xué)探測(cè)模組連接第一微控制單元，第一微控制單元連接有第一聲光報(bào)警器；第一微控制單元用于接收光學(xué)探測(cè)模組的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果生成報(bào)警控制指令，并將報(bào)警控制指令發(fā)送給第一聲光報(bào)警器、固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)和若干便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)。

4、第一微控制單元上連接有第一通信模組，液體泄露監(jiān)測(cè)報(bào)警終端連接有若干的便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)，還連接有固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)，固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)上設(shè)置有第二通信模組，便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)上設(shè)置有第三通信模組；第一微控制單元將生成的報(bào)警控制指令發(fā)送給第一通信模組，第一通信模組將報(bào)警控制指令傳輸給固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)的第二通信模組和便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)第三通信模組，固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)和便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)根據(jù)報(bào)警控制指令調(diào)整各自的工作狀態(tài)。

5、固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)上設(shè)置有第二微控制單元，第二微控制單元與第二通信模組連接，第二通信模組與第二天線連接；第二微控制單元根據(jù)第二通信模組接收的報(bào)警控制指令調(diào)整固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)的工作狀態(tài)。

6、便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)上設(shè)置有第三微控制單元，第三微控制單元與第三通信模組連接，第三通信模組上連接有第三天線；第三微控制單元根據(jù)第三通信模組接收的報(bào)警控制指令調(diào)整便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)的工作狀態(tài)。

7、便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)上還設(shè)置有第二聲光報(bào)警器和有機(jī)發(fā)光顯示器，第三微控制單元根據(jù)報(bào)警控制指令控制第二聲光報(bào)警器進(jìn)行聲光報(bào)警，并將報(bào)警控制指令分析處理后生成的報(bào)警數(shù)據(jù)發(fā)送給有機(jī)發(fā)光顯示器。

8、一種基于光學(xué)探測(cè)的液體泄露檢測(cè)報(bào)警方法，檢測(cè)報(bào)警方法包括：積液槽中底部一端的光線發(fā)射端發(fā)射光線，光學(xué)探測(cè)模組監(jiān)測(cè)積液槽中另一端的光線接收端是否接收光線，并生成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給第一微控制單元，第一微控制單元接收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷是否存在液體泄露，第一微控制單元根據(jù)判斷結(jié)果控制第一聲光報(bào)警器、固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)以及便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)的工作狀態(tài)。

9、當(dāng)未出現(xiàn)液體泄露時(shí)，光學(xué)探測(cè)模組監(jiān)測(cè)到光線接收端持續(xù)接收光線發(fā)射端發(fā)射的光束，生成可接收光束特定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；當(dāng)出現(xiàn)液體泄露時(shí)，泄露液體流入積液槽中，泄露液體導(dǎo)致光線發(fā)射端發(fā)射的光束發(fā)生全內(nèi)反射、折射或被泄露液體吸收，光學(xué)探測(cè)模組監(jiān)測(cè)到光線接收端無法接收光線發(fā)射端發(fā)射的光束，光學(xué)探測(cè)模組生成不可接受光束特定監(jiān)測(cè)。

10、光學(xué)探測(cè)模組將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給第一微控制單元，第一微控制單元接收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，判斷是否發(fā)生液體泄露事件，若監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為可接收光束特定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，不作出反應(yīng)；若監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為不可接受光束特定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，第一微控制單元控制第一聲光報(bào)警器啟動(dòng)，進(jìn)行聲光報(bào)警。

11、第一微控制單元控制第一聲光報(bào)警器啟動(dòng)，并向固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)與綜合報(bào)警單元連接，固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)上的第二微控制單元對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行分析處理后生成報(bào)警指令和報(bào)警數(shù)據(jù)，第二微控制單元將報(bào)警指令和報(bào)警數(shù)據(jù)發(fā)送給綜合報(bào)警單元，進(jìn)行聲光報(bào)警和報(bào)警數(shù)據(jù)顯示。

12、第一微控制單元控制第一聲光報(bào)警器啟動(dòng)，并向便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)上的第三微控制單元連接有第二聲光報(bào)警器和有機(jī)發(fā)光顯示器，第三微控制單元根據(jù)報(bào)警信號(hào)控制第二聲光報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警提示，在有機(jī)發(fā)光顯示器上顯示報(bào)警提示。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

14、本發(fā)明公開的一種基于光學(xué)探測(cè)的液體泄露檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，通過在液體泄露監(jiān)測(cè)報(bào)警終端的機(jī)殼上設(shè)置積液槽，在積液槽底部一端設(shè)置光線發(fā)射端，另一端內(nèi)側(cè)壁設(shè)置光線接收端，并連接光學(xué)探測(cè)模組、第一微控制單元和第一聲光報(bào)警器，構(gòu)建了一個(gè)基于光學(xué)探測(cè)的液體泄露檢測(cè)的基本單元。這種結(jié)構(gòu)利用光學(xué)原理來檢測(cè)液體泄露，是一種非接觸式的檢測(cè)方式，相比一些接觸式檢測(cè)方法，避免了因接觸液體可能帶來的腐蝕等風(fēng)險(xiǎn)，而且光學(xué)檢測(cè)本身速度相對(duì)較快，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)液體泄露情況。利用光學(xué)探測(cè)模組連接第一微控制單元mcu，通過對(duì)光線接收端數(shù)據(jù)的分析來判斷液體是否泄漏。光線發(fā)射端和接收端的設(shè)置能夠靈敏地感知積液槽內(nèi)液體狀態(tài)的變化。當(dāng)液體進(jìn)入積液槽，哪怕是少量液體導(dǎo)致光線傳播發(fā)生變化（如折射、全內(nèi)反射或吸收），系統(tǒng)都能夠檢測(cè)到，相比一些精度較低的現(xiàn)有檢測(cè)方法，可以更準(zhǔn)確地判斷液體是否泄漏，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)微小的泄漏情況，檢測(cè)精度更高；且泄露液體對(duì)光傳播的影響不限制液體的類型，因此本發(fā)明的監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)有廣泛的液體適用性。在液體輸送的實(shí)際環(huán)境中，環(huán)境條件復(fù)雜多變，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法可能會(huì)因?yàn)闇囟茸兓瘜?dǎo)致檢測(cè)元件性能改變，或者濕度影響檢測(cè)信號(hào)的準(zhǔn)確性。而該光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)主要基于光線的傳播特性，只要光線發(fā)射和接收的基本條件能夠滿足，就能夠相對(duì)穩(wěn)定地工作，減少了因環(huán)境因素導(dǎo)致的誤報(bào)或漏報(bào)情況。

15、進(jìn)一步的，第一微控制單元連接第一通信模組，并且與固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)和便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)通過無線連接實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。這使得液體泄露監(jiān)測(cè)報(bào)警終端不再是孤立的檢測(cè)單元，而是可以將檢測(cè)到的信息及時(shí)傳遞出去。無論是固定式還是便攜式的通信機(jī)，都可以接收?qǐng)?bào)警終端的信號(hào)，便于在不同場(chǎng)景下（如操作人員監(jiān)控中心的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)和值班巡視人員的移動(dòng)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景）對(duì)液體泄露情況進(jìn)行綜合監(jiān)控，擴(kuò)大了本發(fā)明監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)范圍和靈活性。

16、進(jìn)一步的，固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)設(shè)置第二微控制單元與第二通信模組連接，并且第二通信模組連接有第二天線。這種結(jié)構(gòu)使得固定式通信機(jī)能夠與液體泄露監(jiān)測(cè)報(bào)警終端實(shí)現(xiàn)無線連接，更好地接收和處理來自液體泄露監(jiān)測(cè)報(bào)警終端的信號(hào)，通過微控制單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，再通過天線進(jìn)行信號(hào)的傳輸和接收，提高了整個(gè)系統(tǒng)在固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的通信穩(wěn)定性和可靠性，有利于對(duì)液體泄露情況進(jìn)行持續(xù)、穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)。

17、進(jìn)一步的，便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)設(shè)置第三微控制單元與第三通信模組連接，且第三通信模組連接有第三天線。這使得便攜式通信機(jī)能夠與液體泄露監(jiān)測(cè)報(bào)警終端實(shí)現(xiàn)無線連接，更為方便地接收液體泄露監(jiān)測(cè)報(bào)警終端發(fā)出的信號(hào)，在值班巡視人員巡視時(shí)也能及時(shí)獲取液體泄露信息。對(duì)于需要在不同區(qū)域靈活檢測(cè)液體泄露情況的人員來說，這種便攜式設(shè)備的通信功能優(yōu)化能夠提高檢測(cè)效率。

18、進(jìn)一步的，便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)上設(shè)置第二聲光報(bào)警器和有機(jī)發(fā)光顯示器。當(dāng)接收到液體泄露報(bào)警信號(hào)時(shí)，第二聲光報(bào)警器可以發(fā)出聲光報(bào)警，及時(shí)提醒使用者。同時(shí)，有機(jī)發(fā)光顯示器能夠顯示報(bào)警提示，值班巡視人員可以直觀地獲取液體泄露的信息，如可能的泄露位置等相關(guān)內(nèi)容，方便使用者在現(xiàn)場(chǎng)快速做出反應(yīng)。

19、進(jìn)一步的，本發(fā)明公開的一種基于光學(xué)探測(cè)的液體泄露檢測(cè)報(bào)警方法，基于光學(xué)原理，通過精確的信號(hào)監(jiān)測(cè)和分析，能夠準(zhǔn)確判斷液體是否泄露，相比一些精度較低的現(xiàn)有檢測(cè)方法，可以提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，而且光學(xué)檢測(cè)受環(huán)境因素（如溫度、濕度等）的影響相對(duì)較小，在一定程度上克服了現(xiàn)有技術(shù)中受環(huán)境影響大的問題。

20、進(jìn)一步的，當(dāng)液體泄露時(shí)，液體流入積液槽導(dǎo)致光線發(fā)射端發(fā)射的光束發(fā)生全內(nèi)反射、折射或被吸收，光線接收端無法接收光束，第一微控制單元控制第一聲光報(bào)警器啟動(dòng)報(bào)警。這種具體的報(bào)警觸發(fā)機(jī)制基于光學(xué)原理，能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)到液體泄露情況。對(duì)于不同的液體泄露情況（如全內(nèi)反射、折射或吸收光束）都能有效觸發(fā)報(bào)警，提高了系統(tǒng)對(duì)液體泄露檢測(cè)的可靠性，并且可以檢測(cè)多種不同光學(xué)性質(zhì)的液體，克服了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)某些液體檢測(cè)受限較多的問題。

21、進(jìn)一步的，針對(duì)高透射率和低透射率的泄露液體分別說明其對(duì)光束的影響，無論是全內(nèi)反射、折射還是吸收的情況，都能導(dǎo)致光線接收端無法接收光束，從而觸發(fā)報(bào)警。這表明系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同光學(xué)性質(zhì)的液體泄露檢測(cè)，拓寬了系統(tǒng)可以檢測(cè)的液體范圍，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)某些液體檢測(cè)受限較多的問題，提高了本發(fā)明液體泄露檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的通用性。

22、進(jìn)一步的，第一微控制單元在控制第一聲光報(bào)警器啟動(dòng)的同時(shí)，還向固定式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。這使得在液體泄露發(fā)生時(shí)，固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)能夠及時(shí)收到報(bào)警信息，方便工作人員人員在監(jiān)控中心及時(shí)采取措施，加強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)在固定監(jiān)測(cè)方面的功能，提高了對(duì)液體泄露事故的應(yīng)對(duì)能力。

23、進(jìn)一步的，第一微控制單元在控制第一聲光報(bào)警器啟動(dòng)的同時(shí)，還向便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)上的第三微控制單元控制第二聲光報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警提示，同時(shí)在有機(jī)發(fā)光顯示器上顯示報(bào)警提示。這使得攜帶便攜式綜合監(jiān)測(cè)通信機(jī)的值班人員能夠及時(shí)收到報(bào)警信息，通過聲光報(bào)警和屏幕顯示，使用者可以快速定位液體泄露位置并采取相應(yīng)措施，提升了系統(tǒng)在移動(dòng)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景下的功能，進(jìn)一步提高了對(duì)液體泄露事故的應(yīng)對(duì)效率。