基于超聲波輔助的移動機器人氣體泄漏檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、　　在石油化工等企業(yè)有大量用于生產(chǎn)的有毒有害以及易燃易爆氣體，它們大都儲存在壓力容器中，一旦發(fā)生泄漏如果不采取積極有效的措施，會造成生命及財產(chǎn)的重大損失?，F(xiàn)在已經(jīng)有許多移動機器人代替人被用來監(jiān)測氣體泄漏、尋找以及修補泄漏源。如何提高機器人判斷氣體泄漏的準確性，減少搜尋泄漏源的時間逐漸成為人們要就的一個重要課題和方向。
　　傳統(tǒng)的味源搜索機器人上只安裝氣體檢測裝置，依靠氣體濃度的梯度信息來導航。但是氣體的擴散受到自然環(huán)境(風、雨等

2、)的影響并不規(guī)律，如果單單依靠氣體信息即使配合優(yōu)秀的算法從發(fā)現(xiàn)泄漏到判定泄漏位置也需要很長時間。在綜合分析了各類氣體泄漏檢測方法后，決定將具有靈敏度高、速度快特點的超聲檢測技術(shù)融入到傳統(tǒng)的機器人氣體檢測裝置中，實現(xiàn)冗余檢測，幫助機器人盡快的發(fā)現(xiàn)泄漏，從而縮短泄漏源搜尋時間。
　　另外研究者自制的氣體檢測裝置中，氣體傳感器一般按照機器人的特定結(jié)構(gòu)布置，不宜變化，通用性不強。市場上的商用檢測儀成本高，且一般沒有與機器人通訊的接口，無

3、法傳送數(shù)據(jù)給上位機。課題中通過將傳感器及信號處理系統(tǒng)模塊化，減小了體積，在外形上設計了機械接口和通訊接口，便于其加載到不同的機器人上。
　　本氣體泄漏檢測系統(tǒng)主要運用傳感器技術(shù)與信號處理技術(shù)，細分為氣體信息采集，超聲信息采集和主控三個模塊。其中氣體信息采集模塊與超聲信息采集模塊互不干擾，通過軟件控制可單獨工作，也可聯(lián)合工作，實現(xiàn)冗余檢測。主控模塊接收到另外兩個模塊傳送來的信號，在對數(shù)據(jù)簡單處理后將其傳送到機器人上位機并通過液晶顯