【摘要】本文介紹了一款基于Matlab App designer的化學(xué)品查詢、WTNT、NTNT計算和數(shù)據(jù)保存的軟件——化學(xué)品數(shù)據(jù)查詢和TNT當(dāng)量計算軟件。該軟件能夠通過CAS檢索服務(wù)號查詢化學(xué)品相關(guān)信息，包括閃點(diǎn)、爆炸極限、自燃點(diǎn)、火災(zāi)危險性分類，并計算WTNT和NTNT，同時還支持?jǐn)?shù)據(jù)保存功能。闡述了系統(tǒng)的功能模塊和開發(fā)過程，介紹了系統(tǒng)的操作方法和使用效果，為化學(xué)品數(shù)據(jù)查詢和TNT當(dāng)量計算提供了一種簡便、快捷的方法。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)品查詢；WTNT；NTNT；數(shù)據(jù)保存；MatlabApp designer

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.051

Research and Implementation of Chemical Data Query and TNT Equivalent Calculation Software

YAO Dandan

（LiaoningAcademy of Safety Sciences， Shenyang 110004， China）

Abstract： This paper introduces a software based on MATLAB App designer for chemical query， WTNT and NTNT calculation and data preservation-chemical data query and TNT equivalent calculation software. The software can search the service number of CAS for chemical related information， including flash point， explosion limit， spontaneous combustion point， fire risk classification，calculate WTNT and NTNT， and also support the data preservation function. This paper introduces the function module and development process of the system， introduces the operation method and application effect of the system， and provides a simple and quick method for chemical data query andTNTequivalent calculation.

Keywords： chemical inquiry； WTNT； NTNT； data preservation； MatlabApp designer

0引言

化學(xué)品在眾多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等，但同時也存在著一定的安全風(fēng)險。特別是在化學(xué)品的生產(chǎn)、貯存和運(yùn)輸過程中，很容易引發(fā)重大事故。為了減少這些事故的發(fā)生，開發(fā)一款快速、準(zhǔn)確的化學(xué)品數(shù)據(jù)查詢和TNT當(dāng)量計算系統(tǒng)非常必要。

TNT當(dāng)量是指某種物質(zhì)在爆炸時與同等質(zhì)量的TNT產(chǎn)生相同能量釋放的量。TNT當(dāng)量計算是一項(xiàng)重要的安全工作，它可以幫助確定在某種特定情況下需要使用多少TNT才能達(dá)到與當(dāng)前物質(zhì)相同的能量釋放量，從而確保安全使用和儲存化學(xué)品?！秶野踩O(jiān)督總局關(guān)于印發(fā)〈危險化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全評價細(xì)則（試行）〉的通知》（安監(jiān)總?；?007〕255號）中“固有危險程度的分析”，通過計算，定量分析建設(shè)項(xiàng)目安全評價范圍內(nèi)和各個評價單元的固有危險程度，規(guī)定了計算“具有爆炸性的化學(xué)品的質(zhì)量及相當(dāng)于梯恩梯（TNT）的摩爾量”。除此之外，重點(diǎn)監(jiān)管、易制爆化學(xué)品數(shù)據(jù)查詢也是一個重要的工作。政府機(jī)構(gòu)對于某些化學(xué)品會實(shí)施嚴(yán)格的監(jiān)管措施，如限制其使用、銷售或儲存等。在這種情況下，了解化學(xué)品的特性和法規(guī)要求是至關(guān)重要的，因?yàn)槿魏芜`反監(jiān)管規(guī)定的行為都可能會導(dǎo)致極其嚴(yán)重的后果。

《首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險化學(xué)品名錄》是國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局為深入貫徹落實(shí)《國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》（國發(fā)〔2010〕23號）和《國務(wù)院安委會辦公室關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險化學(xué)品安全生產(chǎn)工作的指導(dǎo)意見》（安委辦〔2008〕26號）精神，進(jìn)一步突出重點(diǎn)、強(qiáng)化監(jiān)管，指導(dǎo)安全監(jiān)管部門和危險化學(xué)品單位切實(shí)加強(qiáng)危險化學(xué)品安全管理工作，在綜合考慮2002年以來國內(nèi)發(fā)生的化學(xué)品事故情況、國內(nèi)化學(xué)品生產(chǎn)情況、國內(nèi)外重點(diǎn)監(jiān)管化學(xué)品品種、化學(xué)品固有危險特性和近四十年來國內(nèi)外重特大化學(xué)品事故等因素的基礎(chǔ)上，組織對現(xiàn)行《危險化學(xué)品名錄》中的3800余種危險化學(xué)品進(jìn)行了篩選，編制了《首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險化學(xué)品名錄》?！妒着攸c(diǎn)監(jiān)管的危險化學(xué)品名錄》公布了60種監(jiān)管的危險化學(xué)品。

為進(jìn)一步做好重點(diǎn)監(jiān)管的危險化學(xué)品安全管理工作，國家安全監(jiān)管總局在分析國內(nèi)危險化學(xué)品生產(chǎn)情況和近年來國內(nèi)發(fā)生的危險化學(xué)品事故情況、國內(nèi)外重點(diǎn)監(jiān)管化學(xué)品品種、化學(xué)品固有危險特性及國內(nèi)外重特大化學(xué)品事故等因素的基礎(chǔ)上，研究確定了《第二批重點(diǎn)監(jiān)管的危險化學(xué)品名錄》，其中公布了14種監(jiān)管的危險化學(xué)品。公安部編制了《易制爆危險化學(xué)品名錄》（2017年版），《易制爆危險化學(xué)品名錄》公布了9大類74種易制爆危險化學(xué)品。本研究開發(fā)的軟件涵蓋了上述化學(xué)品的數(shù)據(jù)查詢。

為了實(shí)現(xiàn)化學(xué)品數(shù)據(jù)查詢和TNT當(dāng)量計算，我們開發(fā)了一款基于Matlab App designer的軟件V1.0。該軟件包括化學(xué)品查詢、WTNT（TNT當(dāng)量，以下簡稱WTNT）、NTNT（TNT摩爾量，以下簡稱NTNT）計算和數(shù)據(jù)保存等功能模塊。在本文中，我們將對軟件的每個功能模塊進(jìn)行詳細(xì)地闡述，包括功能模塊的設(shè)計思路、參數(shù)設(shè)置和操作方法等。此外，我們還將對系統(tǒng)的測試結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)，以驗(yàn)證系統(tǒng)的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。

1爆炸性化學(xué)品TNT當(dāng)量

式中，M為TNT的摩爾質(zhì)量，kg/mol。

2軟件運(yùn)行環(huán)境

2.1硬件要求

處理器主頻：2 GHz及以上；內(nèi)存：2 G及以上。

2.2軟件要求

操作系統(tǒng)：Windows10 64位系統(tǒng)；運(yùn)行環(huán)境：Matlab R2020b及以上版本。

3軟件的技術(shù)特點(diǎn)

本軟件基于Matlab R2020b開發(fā)，運(yùn)用其中的App designer功能設(shè)計出原始的*.m文件和*.fig文件，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用Matlab自帶的Matlab Compiler編譯器對*.m文件和*.fig文件進(jìn)行編譯，編譯成可脫離Matlab環(huán)境的能夠獨(dú)立執(zhí)行的*.exe文件，只要在安裝Matlab Compiler（可獨(dú)立安裝，且安裝文件很小）的電腦上都可以運(yùn)行本軟件。軟件運(yùn)行基于輸入?yún)?shù)驅(qū)動，運(yùn)行時占用內(nèi)存小。軟件基于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法設(shè)計，不僅可移植性強(qiáng)，還可實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展。

軟件的主要功能：WTNT當(dāng)量計算、NTNT摩爾量計算、閃點(diǎn)查詢、爆炸極限查詢、自燃點(diǎn)查詢、火災(zāi)危險性分類查詢、MAC查詢、TWA查詢、STEL查詢、數(shù)據(jù)保存。

4軟件開發(fā)過程

MATLAB App是MATLAB軟件中的一種可視化工具，用于創(chuàng)建具有交互性的GUI（圖形用戶界面）應(yīng)用程序。APP Designer是一個功能豐富的開發(fā)環(huán)境，它提供布局與代碼視圖、完整集成的MATLAB編輯器版本、大量的交互式組件、網(wǎng)格布局管理器和自動調(diào)整布局選項(xiàng)，使App能夠檢測和響應(yīng)屏幕大小的變化。可以直接從App Designer的工具條打包App安裝程序文件，也可以創(chuàng)建獨(dú)立的桌面App或Web App（需要MATLAB Compiler）。App Designer和UI圖窗支持大量組件，可用于設(shè)計功能齊全的現(xiàn)代化應(yīng)用程序。App Designer中的“設(shè)計視圖”提供了一組豐富的布局工具，用于設(shè)計外觀現(xiàn)代、專業(yè)的應(yīng)用程序。它還提供了豐富的UI組件庫，因此可以創(chuàng)建各種交互式功能。在設(shè)計視圖中所做的任何更改都會自動反映在代碼視圖中。在軟件開發(fā)之前，需要先安裝MatlabApp designer以確保軟件能夠正常運(yùn)行。接著，開發(fā)團(tuán)隊(duì)對軟件的功能和界面進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)劃和設(shè)計，并進(jìn)行了代碼編寫和測試。軟件開發(fā)流程如圖1。

在代碼編寫過程中，團(tuán)隊(duì)采用了面向?qū)ο蟮木幊趟枷?，將各個功能模塊分別封裝成不同的類，以提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。同時，團(tuán)隊(duì)還采用了回調(diào)函數(shù)的方式，實(shí)現(xiàn)了按鈕和輸入框的響應(yīng)，使用戶能夠快速方便地完成相應(yīng)操作。在測試過程中，團(tuán)隊(duì)針對各種可能出現(xiàn)的錯誤情況進(jìn)行了充分的測試和調(diào)試，確保軟件的穩(wěn)定性和可靠性。

5功能實(shí)現(xiàn)

1）在電腦上運(yùn)行MATLAB軟件，打開Memory_network_stockanalysis_software.m并運(yùn)行，打開Memory_network_ stockanalysis_software.fig軟件界面。成功初始化和配置用戶環(huán)境后，會顯示軟件界面。

2）運(yùn)行本軟件后，用戶輸入A、Wf、Qf等參數(shù)。如圖2所示。

3）用戶點(diǎn)擊calculator按鈕，可計算WTNT、NTNT。用戶可以輸入爆炸性化學(xué)品的總質(zhì)量Wf、燃燒熱Qf等參數(shù)，計算WTNT和NTNT，從而評估該化學(xué)品的危險程度。對于具有爆炸性的化學(xué)品，計算相當(dāng)于梯恩梯（TNT）的摩爾量；對于具有可燃性的化學(xué)品，計算其燃燒后放出的熱量。QTNT（TNT的爆炸熱）一般取4520 kJ/kg。

4）用戶可以通過下拉式菜單選擇化學(xué)品CAS（美國化學(xué)文摘對化學(xué)物質(zhì)登錄的檢索服務(wù)號，以下簡稱CAS），獲取該化學(xué)物質(zhì)的相關(guān)信息，包括閃點(diǎn)、爆炸極限、自燃點(diǎn)、火災(zāi)危險性分類、MAC（最高容許濃度，工作地點(diǎn)、在一個工作日內(nèi)、任何時間有毒化學(xué)物質(zhì)均不應(yīng)超過的濃度，以下簡稱MAC）、TWA（時間加權(quán)平均容許濃度，以時間為權(quán)數(shù)規(guī)定的8 h工作日、40 h工作周的平均容許接觸濃度，以下簡稱TWA）和STEL（短時間接觸容許濃度，在遵守PC-TWA前提下容許短時間〔15 min〕接觸的濃度，以下簡稱STEL）等參數(shù)。查詢結(jié)果將以表格的形式進(jìn)行顯示，方便用戶查看和比較。如圖3～4所示。

6）用戶可以通過點(diǎn)擊“×”按鈕退出當(dāng)前軟件，關(guān)閉軟件程序。

6結(jié)論

綜上所述，化學(xué)品數(shù)據(jù)查詢和TNT當(dāng)量計算軟件V1.0是一款基于MatlabApp designer開發(fā)的化學(xué)品查詢和計算工具，具有簡單易用、功能齊全、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等特點(diǎn)，可以有效提高化學(xué)品安全管理水平，減少事故發(fā)生的風(fēng)險。軟件具有操作簡便、計算準(zhǔn)確、界面美觀等特點(diǎn)，能夠幫助企業(yè)快速進(jìn)行化學(xué)品數(shù)據(jù)查詢和TNT當(dāng)量計算，并為企業(yè)提供決策支持。在未來，我們將繼續(xù)改進(jìn)和完善該系統(tǒng)，為用戶提供更好的服務(wù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）：GB 50160—2008[S].

[2]建筑設(shè)計防火規(guī)范（2018年版）：GB 50016—2014[S].

[3]爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范：GB 50058—2014[S].

[4]爆炸性環(huán)境第11部分：氣體和蒸氣物質(zhì)特性分類試驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)：GB/T 3836.11—2022[S].

【作者簡介】

姚丹丹，女，1979年出生，高級工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)榘踩a(chǎn)、軟件開發(fā)。

（編輯：李鈺雙）