一种基于数字孪生的储氢气瓶监测方法与流程

本发明涉及储氢气瓶监测，具体涉及一种基于数字孪生的储氢气瓶监测方法。

背景技术：

1、在能源危机和环境问题的双重牵引下，清洁能源及其附属产业成为当今社会的关注焦点。就氢能储运技术方面，储氢气瓶已被广泛使用，其内部构造包括内胆、过渡层、纤维缠绕层、壳体等。在长期使用过程中，壳体会因为老化、碰撞等原因出现事故风险，从而威胁到内胆的安全，即储氢气瓶出现安全隐患。

2、相关技术中，通常是图像识别的方式来检测储氢气瓶的壳体是否存在事故风险，准确性较低。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提供了一种基于数字孪生的储氢气瓶监测方法，采用数字孪生方式对储氢气瓶壳体进行监测，将获取的所述平整度和所述内力偏差量进行映射判定，从而准确地判断出储氢气瓶的壳体是否存在事故风险。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种基于数字孪生的储氢气瓶监测方法，包括以下步骤：s1，探测所述储氢气瓶壳体的目标范围各点在凹凸前后的坐标信息，并建立相应的数字孪生坐标；s2，根据所述数字孪生坐标获取相应的所述目标范围的位置形态，并根据所述位置形态计算所述目标范围的平整度；s3，采用应变采集仪实时采集所述目标区域的应变信息，并根据所述应变信息获取相应的内力偏差量；s4，将所述平整度和所述内力偏差量进行映射判定。

4、在本发明的一个实施中，在步骤s1中，通过以下公式生成所述目标区域凹凸前第一时间点各点的坐标：

5、{xa，ya，za}＝{xa，ya，fa(xa,ya)+δza}；

6、并通过以下公式生成所述目标区域凹凸后第二时间点各点的坐标：

7、{xb，yb，zb}＝{xb，yb，fb(xb,yb)+δzb}；

8、其中，fa和fb分别为凹凸前后所述目标范围各点对应的所述目标范围的吉布斯函数，fa(xa,ya)为吉布斯函数fa上(xa,ya)处的输出值，fb(xb,yb)为吉布斯函数fb上(xb,yb)处的输出值，δza为所述目标范围各点凹凸前的坐标信息在z方向上的探测杂项，δzb为所述目标范围各点凹凸后的坐标信息在z方向上的探测杂项。

9、在本发明的一个实施例中，在步骤s2中，通过以下公式生成所述第一时间点所述目标范围的位置形态：

10、{xa，ya，za}'＝{xa，ya，za}+la；

11、通过以下公式生成所述第二时间点所述目标范围的位置形态：

12、{xb，yb，zb}'＝{xb，yb，zb}+lb；

13、其中，{xa，xa，xa}'为所述第一时间点所述目标范围的位置形态，xa、ya和za分别为所述第一时间点所述目标范围的位置形态的坐标值，xb、yb和zb分别为所述第二时间点所述目标范围的位置形态，la和lb分别为第一时间点和第二时间点探测设备的探测设备的测量值距离真实值的准确程度的偏差值。

14、在本发明的一个实施例中，在步骤s4中，在预设时间后，计算所述内力偏差量，并分别获取所述内力偏差量在x轴、y轴和z轴三个方向上的分量，其中，如果在同一方向上所述内力偏差量的分量与所述平整度的分量均大于预设偏差值，则判定所述目标范围出现事故风险。

15、在本发明的一个实施例中，所述步骤s1具体包括以下步骤：s11，沿应变方向采用滑动窗口分别划分出第一时间点各点的坐标信息和第二时间点各点的坐标信息中的坐标信息块，以将所述坐标信息由全局坐标系转换成局部坐标系；s12，分别计算所述第一时间点各点和所述第二时间点各点在所述局部坐标系中z坐标的均值，并将所述均值分别变换至全局坐标系中，以获取所述第一时间点各点和所述第二时间点各点的整体坐标{xa，ya，za}和{xb，yb，zb}。

16、本发明的有益效果：

17、本发明采用数字孪生方式对储氢气瓶壳体进行监测，将获取的所述平整度和所述内力偏差量进行映射判定，从而准确地判断出储氢气瓶的壳体是否存在事故风险。

技术特征：

1.一种基于数字孪生的储氢气瓶监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的储氢气瓶监测方法，其特征在于，在步骤s1中，通过以下公式生成所述目标区域凹凸前第一时间点各点的坐标：

3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的储氢气瓶监测方法，其特征在于，在步骤s2中，通过以下公式生成所述第一时间点所述目标范围的位置形态：

4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的储氢气瓶监测方法，其特征在于，在步骤s4中，

5.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的储氢气瓶监测方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种基于数字孪生的储氢气瓶监测方法，包括以下步骤：S1，探测储氢气瓶壳体的目标范围各点在凹凸前后的坐标信息，并建立相应的数字孪生坐标；S2，根据数字孪生坐标获取相应的目标范围的位置形态，并根据位置形态计算目标范围的平整度；S3，采用应变采集仪实时采集目标区域的应变信息，并根据应变信息获取相应的内力偏差量；S4，将平整度和内力偏差量进行映射判定。根据本发明的基于数字孪生的储氢气瓶监测方法，采用数字孪生方式对储氢气瓶壳体进行监测，将获取的平整度和内力偏差量进行映射判定，从而准确地判断出储氢气瓶的壳体是否存在事故风险。技术研发人员：丁春雄,郑凯,陈荣华,朱庆南,浦江,郇冬,俞燕萍,袁颖受保护的技术使用者：江苏省特种设备安全监督检验研究院技术研发日：技术公布日：2024/5/12