用于化學品數據查詢和TNT當量計算軟件的研究與實現

【摘要】本文介紹了一款基于Matlab App designer的化學品查詢、WTNT、NTNT計算和數據保存的軟件——化學品數據查詢和TNT當量計算軟件。該軟件能夠通過CAS檢索服務號查詢化學品相關信息，包括閃點、爆炸極限、自燃點、火災危險性分類，并計算WTNT和NTNT，同時還支持數據保存功能。闡述了系統的功能模塊和開發過程，介紹了系統的操作方法和使用效果，為化學品數據查詢和TNT當量計算提供了一種簡便、快捷的方法。

【關鍵詞】化學品查詢；WTNT；NTNT；數據保存；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

化學品在眾多領域中廣泛應用，包括工業、農業、醫藥等，但同時也存在著一定的安全風險。特別是在化學品的生產、貯存和運輸過程中，很容易引發重大事故。為了減少這些事故的發生，開發一款快速、準確的化學品數據查詢和TNT當量計算系統非常必要。

TNT當量是指某種物質在爆炸時與同等質量的TNT產生相同能量釋放的量。TNT當量計算是一項重要的安全工作，它可以幫助確定在某種特定情況下需要使用多少TNT才能達到與當前物質相同的能量釋放量，從而確保安全使用和儲存化學品。《國家安全監督總局關于印發〈危險化學品建設項目安全評價細則（試行）〉的通知》（安監總危化〔2007〕255號）中“固有危險程度的分析”，通過計算，定量分析建設項目安全評價范圍內和各個評價單元的固有危險程度，規定了計算“具有爆炸性的化學品的質量及相當于梯恩梯（TNT）的摩爾量”。除此之外，重點監管、易制爆化學品數據查詢也是一個重要的工作。政府機構對于某些化學品會實施嚴格的監管措施，如限制其使用、銷售或儲存等。在這種情況下，了解化學品的特性和法規要求是至關重要的，因為任何違反監管規定的行為都可能會導致極其嚴重的后果。

《首批重點監管的危險化學品名錄》是國家安全生產監督管理總局為深入貫徹落實《國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知》（國發〔2010〕23號）和《國務院安委會辦公室關于進一步加強危險化學品安全生產工作的指導意見》（安委辦〔2008〕26號）精神，進一步突出重點、強化監管，指導安全監管部門和危險化學品單位切實加強危險化學品安全管理工作，在綜合考慮2002年以來國內發生的化學品事故情況、國內化學品生產情況、國內外重點監管化學品品種、化學品固有危險特性和近四十年來國內外重特大化學品事故等因素的基礎上，組織對現行《危險化學品名錄》中的3800余種危險化學品進行了篩選，編制了《首批重點監管的危險化學品名錄》。《首批重點監管的危險化學品名錄》公布了60種監管的危險化學品。

為進一步做好重點監管的危險化學品安全管理工作，國家安全監管總局在分析國內危險化學品生產情況和近年來國內發生的危險化學品事故情況、國內外重點監管化學品品種、化學品固有危險特性及國內外重特大化學品事故等因素的基礎上，研究確定了《第二批重點監管的危險化學品名錄》，其中公布了14種監管的危險化學品。公安部編制了《易制爆危險化學品名錄》（2017年版），《易制爆危險化學品名錄》公布了9大類74種易制爆危險化學品。本研究開發的軟件涵蓋了上述化學品的數據查詢。

為了實現化學品數據查詢和TNT當量計算，我們開發了一款基于Matlab App designer的軟件V1.0。該軟件包括化學品查詢、WTNT（TNT當量，以下簡稱WTNT）、NTNT（TNT摩爾量，以下簡稱NTNT）計算和數據保存等功能模塊。在本文中，我們將對軟件的每個功能模塊進行詳細地闡述，包括功能模塊的設計思路、參數設置和操作方法等。此外，我們還將對系統的測試結果進行分析和總結，以驗證系統的實用性和準確性。

1爆炸性化學品TNT當量

式中，M為TNT的摩爾質量，kg/mol。

2軟件運行環境

2.1硬件要求

處理器主頻：2 GHz及以上；內存：2 G及以上。

2.2軟件要求

操作系統：Windows10 64位系統；運行環境：Matlab R2020b及以上版本。

3軟件的技術特點

本軟件基于Matlab R2020b開發，運用其中的App designer功能設計出原始的*.m文件和*.fig文件，在此基礎上運用Matlab自帶的Matlab Compiler編譯器對*.m文件和*.fig文件進行編譯，編譯成可脫離Matlab環境的能夠獨立執行的*.exe文件，只要在安裝Matlab Compiler（可獨立安裝，且安裝文件很小）的電腦上都可以運行本軟件。軟件運行基于輸入參數驅動，運行時占用內存小。軟件基于面向對象程序設計方法設計，不僅可移植性強，還可實現功能的擴展。

軟件的主要功能：WTNT當量計算、NTNT摩爾量計算、閃點查詢、爆炸極限查詢、自燃點查詢、火災危險性分類查詢、MAC查詢、TWA查詢、STEL查詢、數據保存。

4軟件開發過程

MATLAB App是MATLAB軟件中的一種可視化工具，用于創建具有交互性的GUI（圖形用戶界面）應用程序。APP Designer是一個功能豐富的開發環境，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、網格布局管理器和自動調整布局選項，使App能夠檢測和響應屏幕大小的變化。可以直接從App Designer的工具條打包App安裝程序文件，也可以創建獨立的桌面App或Web App（需要MATLAB Compiler）。App Designer和UI圖窗支持大量組件，可用于設計功能齊全的現代化應用程序。App Designer中的“設計視圖”提供了一組豐富的布局工具，用于設計外觀現代、專業的應用程序。它還提供了豐富的UI組件庫，因此可以創建各種交互式功能。在設計視圖中所做的任何更改都會自動反映在代碼視圖中。在軟件開發之前，需要先安裝MatlabApp designer以確保軟件能夠正常運行。接著，開發團隊對軟件的功能和界面進行了詳細的規劃和設計，并進行了代碼編寫和測試。軟件開發流程如圖1。

在代碼編寫過程中，團隊采用了面向對象的編程思想，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性。同時，團隊還采用了回調函數的方式，實現了按鈕和輸入框的響應，使用戶能夠快速方便地完成相應操作。在測試過程中，團隊針對各種可能出現的錯誤情況進行了充分的測試和調試，確保軟件的穩定性和可靠性。

5功能實現

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

2）運行本軟件后，用戶輸入A、Wf、Qf等參數。如圖2所示。

3）用戶點擊calculator按鈕，可計算WTNT、NTNT。用戶可以輸入爆炸性化學品的總質量Wf、燃燒熱Qf等參數，計算WTNT和NTNT，從而評估該化學品的危險程度。對于具有爆炸性的化學品，計算相當于梯恩梯（TNT）的摩爾量；對于具有可燃性的化學品，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品CAS（美國化學文摘對化學物質登錄的檢索服務號，以下簡稱CAS），獲取該化學物質的相關信息，包括閃點、爆炸極限、自燃點、火災危險性分類、MAC（最高容許濃度，工作地點、在一個工作日內、任何時間有毒化學物質均不應超過的濃度，以下簡稱MAC）、TWA（時間加權平均容許濃度，以時間為權數規定的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。查詢結果將以表格的形式進行顯示，方便用戶查看和比較。如圖3～4所示。

6）用戶可以通過點擊“×”按鈕退出當前軟件，關閉軟件程序。

6結論

綜上所述，化學品數據查詢和TNT當量計算軟件V1.0是一款基于MatlabApp designer開發的化學品查詢和計算工具，具有簡單易用、功能齊全、數據準確等特點，可以有效提高化學品安全管理水平，減少事故發生的風險。軟件具有操作簡便、計算準確、界面美觀等特點，能夠幫助企業快速進行化學品數據查詢和TNT當量計算，并為企業提供決策支持。在未來，我們將繼續改進和完善該系統，為用戶提供更好的服務。

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【作者簡介】

姚丹丹，女，1979年出生，高級工程師，學士，研究方向為安全生產、軟件開發。

（編輯：李鈺雙）