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在石油化工等企业有大量用于生产的有毒有害以及易燃易爆气体,它们大都储存在压力容器中,一旦发生泄漏如果不采取积极有效的措施,会造成生命及财产的重大损失。现在已经有许多移动机器人代替人被用来监测气体泄漏、寻找以及修补泄漏源。如何提高机器人判断气体泄漏的准确性,减少搜寻泄漏源的时间逐渐成为人们要就的一个重要课题和方向。 传统的味源搜索机器人上只安装气体检测装置,依靠气体浓度的梯度信息来导航。但是气体的扩散受到自然环境(风、雨等)的影响并不规律,如果单单依靠气体信息即使配合优秀的算法从发现泄漏到判定泄漏位置也需要很长时间。在综合分析了各类气体泄漏检测方法后,决定将具有灵敏度高、速度快特点的超声检测技术融入到传统的机器人气体检测装置中,实现冗余检测,帮助机器人尽快的发现泄漏,从而缩短泄漏源搜寻时间。 另外研究者自制的气体检测装置中,气体传感器一般按照机器人的特定结构布置,不宜变化,通用性不强。市场上的商用检测仪成本高,且一般没有与机器人通讯的接口,无法传送数据给上位机。课题中通过将传感器及信号处理系统模块化,减小了体积,在外形上设计了机械接口和通讯接口,便于其加载到不同的机器人上。 本气体泄漏检测系统主要运用传感器技术与信号处理技术,细分为气体信息采集,超声信息采集和主控三个模块。其中气体信息采集模块与超声信息采集模块互不干扰,通过软件控制可单独工作,也可联合工作,实现冗余检测。主控模块接收到另外两个模块传送来的信号,在对数据简单处理后将其传送到机器人上位机并通过液晶显示。