基本信息
- 项目名称：
- 面向危险气体及森林火灾监测的红外多气体传感器及微型定位与跟踪网络系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品是针对目前我国工业化进程的加快，以及能源和化工原料的生产、运输量的急剧增加，其生产和运输的安全形势非常严峻，各种恶性事故频频发生，造成了巨大的经济损失和恶劣的社会影响等问题而开展研究工作的。近年来，我国已发生多起危化品重特大生产安全事故，严重危害公共安全和人民群众生命财产安全。例如2006年京沪高速路发生过丙烯腈泄漏事故、液态氯气快速泄漏事故，广西百色田东县荣华贸易有限公司成品油罐车爆炸事故，几乎每年都有好几次，对国家造成了巨大的损失和影响。另一方面，随着全球气候变暖，天气原因及其它原因造成一些森林火灾事故的发生，也常给国家带来大的损失。在国内外目前还未有投入在这方面大的研究工作，没有一种合适的监测办法准确地来预测以及快速处理这类事故的办法，所以开展这个研究是十分必要的和具有重大现实意义的。
- 详细介绍：
- 针对目前我国工业化进程的加快，能源和化工原料的生产、运输量急剧增加，其生产和运输的安全形势非常严峻，各种恶性事故频频发生，造成了巨大的经济损失和恶劣的社会影响。近年来，我国已发生多起危化品重特大生产安全事故，严重危害公共安全和人民群众生命财产安全。2006年，国务院安全生产委员会发布《关于近期危化品事故情况的通报》，总结了危化品发生事故的主要原因及造成危害所存在的主要问题包括：发生事故时不能及时有效地获取信息；在发生事故时，人为延迟或因特殊情况无法及时获得事故位置信息；不能及时得到运送货物的详细情况；救援措施不得力。针对此情况，国家安全生产监督总局等提出了“科技兴安”的指导方针，希望利用先进的科技手段，减少事故的发生，在发生事故时提高救援处理的效率。解决危化品气体泄露与储运的准确监测与立前预警问题，从而保证人们的财产与生命安全，也实现填补国内在此领域中拥有自主知识产权的空白，这将具有重大的研究意义。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的及意义：针对目前工业的发展，对一些危险化学品的使用增多，危险气体的运输过程通常出现事故，而得不到及时的信息和准确的位置，而造成巨大的经济损失；另一方面，目前，因为天气和其它的原因，森林火灾时常发生，为了准确及时的定位、得到灾情的情况，需要研究一种合适的监测方法来解决这个问题，该研究也具有重大的社会意义和应用前景。 基本思路：为解决此类问题，需进行测量几个参数：气体浓度（两者都有）、温度（火灾）、角度（运输）、位置。我们设计研究基于红外吸收原理的多气体测量传感器用来解决此过程中的气体泄露或是火灾发生产生大量的二氧化碳和甲烷类的气体来实现监控。通过采用数字式温湿度传感器来实现火灾中的温湿度测量，采用倾角仪实现车辆运输的状态测量。设计合适的网络系统实现远距离监控，通过GPRS和GPS技术，把数据从监控地点传输到监控中心。 创新与技术关键：1、解决多气体传感器的关键技术，采用红外吸收原理的气体传感器解决其它类传感器老化问题，提高使用寿命和准确性；2、采用GPS和GPRS实现远距离控制；3、实现多参数的测量综合决策判断实际状态情况。 主要技术指标：1、能实现多气体的监测与报警，甲烷检测量程5%，二氧化碳2%；2、能实现远距离操作控制，准确、实时地监控目标的实时状态与位置；3、能实现不同的位置布点监控，最多可大20个不同的监控目标。
科学性、先进性
- 目前国内对于危险气体传感器的研究都停留在化学原理及电导原理的研究上，红外的都是大型的设备式，所以研究微小型的红外吸收原理的多气体智能传感器具有重要的意义。应用到危险气体检测和森林火灾防护中，是结合国民经济发展和开发具有自主知识产权的方向发展的正确选择。与现有技术相比，该作品具有实质的现实意义和使用价值。红外多气体传感器解决了以往原理易老化等的不足，并且能实现多种气体的测量，微型且适合于开发网络系统的要求。通过结合使用过程中的其它参数：温湿度、倾角、位置信息等来组建微型网络系统，通过这些信息来采取决策，确定被监测对象的安全性，这是国内目前还未有的。该作品主要开发多气体智能传感器，以及利用该气体传感器及温湿度、倾角、GPS、GPRS开发具有自主知识产权的微型定位跟踪网络系统。这项技术的开发将本着拥有自主知识产权和紧跟国民经济的方向发展，将为人们的生命及财产安全提供一份保障，具有很大的应用市场和经济效益。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
作品可展示的形式
- 实物、产品 现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该作品的突出特点在于开发具有自主知识产权的红外光谱原理的多气体智能微型传感器，并将这一技术推广应用，结合温湿度、倾角、全球定位信息系统应用到森林火灾及危化气体储运检测中，为人们的生命财产安全提供一份保障。其优势在于，对这个作品的开发是国内目前还未有的，而且具有广阔的应用和拓展市场。该作品可以应用到许多危险气体的车辆运输及海陆运输监测、森林火灾的防护以及一些煤矿和工业等场合，实行远距离布点监控，且具有节省人力资源的优势。 通过相关的调研表明,所研制的红外多气体智能传感器及其系统具有广阔的应用市场。针对国内的市场需求进行分析： 预期在山西煤矿可能实现的应用前景： 山西煤矿：7000矿×100只/矿×2000=140000万元； 天然气家庭：50000户×1只/户×2000=10000万元。
同类课题研究水平概述
- 本作品是针对目前我国工业化进程的加快，以及能源和化工原料的生产、运输量的急剧增加，其生产和运输的安全形势非常严峻，各种恶性事故频频发生，造成了巨大的经济损失和恶劣的社会影响等问题而开展研究工作的。近年来，我国已发生多起危化品重特大生产安全事故，严重危害公共安全和人民群众生命财产安全。例如2006年京沪高速路发生过丙烯腈泄漏事故、液态氯气快速泄漏事故，广西百色田东县荣华贸易有限公司成品油罐车爆炸事故，几乎每年都有好几次，对国家造成了巨大的损失和影响。另一方面，随着全球气候变暖，天气原因及其它原因造成一些森林火灾事故的发生，也常给国家带来大的损失。在国内外目前还未有投入在这方面大的研究工作，没有一种合适的监测办法准确地来预测以及快速处理这类事故的办法，所以开展这个研究是十分必要的和具有重大现实意义的。 目前国内对于危险气体传感器的研究都停留在化学原理及电导原理的研究上，红外的都是大型的设备式，且在国内的研究都还比较小，其应用大多停留在实验室的基础上，所以研究微小型的红外吸收原理的多气体智能传感器是解决问题的一个关键。应用到危险气体检测和森林火灾防护中，是结合国民经济发展和开发具有自主知识产权的方向发展的正确选择。与现有技术相比，该作品具有实质的现实意义和使用价值。红外多气体传感器解决了以往原理易老化等的不足，并且能实现多种气体的测量，微型且适合于开发网络系统的要求。通过结合使用过程中的其它参数：温湿度、倾角、位置信息等来组建微型网络系统，通过这些信息来采取决策，确定被监测对象的安全性，这是国内目前还未有的。 该作品的突出特点在于开发具有自主知识产权的红外多气体智能微型传感器，并将这一技术推广应用，结合温湿度、倾角、全球定位信息系统应用到森林火灾及危化气体储运检测中，为人们的生命财产安全提供一份保障。该作品的开发是国内目前还未有的，而且具有广阔的应用和拓展市场，可以应用到许多危险气体的车辆运输及海陆运输监测、环境检测、煤气管道泄漏、防盗与报警装置、森林火灾的防护以及一些煤矿和工业等场合，实行远距离布点监控，且具有节省人力资源的优势和广阔的应用前景。
