CN103982923A - 一种智能型无人燃气安全监控器及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型无人燃气安全监控器及监控方法，包括中心控制模块、传感器和作为气阀的电磁阀；所述的电磁阀安装在气源与用气设备的燃气管路上；传感器与中心控制模块相连，电磁阀受控于中心控制模块；所述的传感器为多普勒雷达感应器，用于感应现场是否存在人员活动；中心控制模块集成有定时控制装置；定时控制装置的触发端接所述的多普勒雷达感应器的信号输出端；定时控制装置的输出端接电磁阀的控制端。该智能型无人燃气安全监控器及监控方法能实施主动延时关气停火及报警，安全性高。

Description

一种智能型无人燃气安全监控器及监控方法

技术领域

本发明涉及一种智能型无人燃气安全监控器及监控方法。

背景技术

目前市场燃气安全保护装置，多以燃气泄露的浓度为监控对象，如“燃气泄露报警装置(专利号CN1201210590264)”、一种燃气灶监控报警系统及实现方法(专利号CN201210001414)、一种家用燃气灶具无线监控系统(专利号CN201110374359)，这种燃气报警装置为被动式报警，只有出现了燃气泄露，才可能启动报警，燃气密度达到(1500～2500PPM)才报警提示，此时CO密度已是具备了二次燃烧或爆炸的危险可能，是一种被动式防范，安全性较低。

专利自动燃气监控器(申请号为CN200720010818)，其核心构思在于通过抽油烟机排出泄露的燃气达到安全目的，与前述的方案基本类似，同样存在安全性不高的问题。

纵观上述产品无论如何防范与措施，皆为“滞后、被动”型的防范方案，无法超前预警和及时遏制，无法从根本上解除燃气造成火灾的隐患。

另一方面，在城市中存在较多的空巢老人，大多具有年龄大、记忆力减退的特点，每当进入厨房开启燃气灶，常常转身即刻忘了“灶火”之事；还有在家带小孩的年轻父母、单身汉和许多中年人，往往因为忙于其他的事情而忘记关火，从而造成许多财产损失和人员伤亡的惨剧，其核心原因并非燃气泄露，而是因人为疏忽而导致，而且此类事故导致火灾的次数远远大于燃气泄漏造成的事故。因此前述的诸多基于燃气泄露的浓度来实现燃气监控的方案根本无法防范这类事故的发生。

因此，有必要设计一种新型的智能型无人燃气安全监控器及监控方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能型无人燃气安全监控器及监控方法，该智能型无人燃气安全监控器及监控方法能实施主动延时关气停火报警，安全性高。

发明的技术解决方案如下：

一种智能型无人燃气安全监控器，包括中心控制模块、传感器和作为气阀的电磁阀；所述的电磁阀安装在气源与用气设备的燃气管路上；传感器与中心控制模块相连，电磁阀受控于中心控制模块；

所述的传感器为多普勒雷达感应器，用于感应现场是否存在人员活动；

中心控制模块集成有定时控制装置；定时控制装置的触发端接所述的多普勒雷达感应器的信号输出端；定时控制装置的输出端接电磁阀的控制端。

所述的定时控制装置为微处理器；微处理器的信号输入端口接多普勒雷达感应器的信号输出端；微处理器的信号输出端口控制电磁阀。

所述的定时控制装置为延时继电器模块；延时继电器模块的输出端接有一个充电回路；所述的充电回路由电阻R3、电解电容C1和延时继电器模块的常开开关串联而成；电解电容C1的一端通过延时继电器模块的常闭开关接电磁阀的一个接线端子；电解电容C1的另一端直接接电磁阀的另一个接线端子。

多普勒雷达感应器的输出端经电平转换电路与延时继电器模块相连；所述的电平转换电路包括NPN型三极管和电阻R2；多普勒雷达感应器的输出端接三极管的B极，三极管的E极接地；三极管的C极经电阻R2接直流电源正极；所述的C极还接延时继电器模块的信号输入端。

所述的智能型无人燃气安全监控器还包括电源适配器；电源适配器用于将交流市电转换为直流电源从而为中心控制模块供电。

所述的智能型无人燃气安全监控器还包括用于控制电磁阀的按钮和用于显示定时时间和定时倒计时的显示装置【一般是LED数码管，也可以是液晶显示屏】。

所述的智能型无人燃气安全监控器还包括燃气泄露报警模块，燃气泄露报警模块的2个信号输出端子与电磁阀的两个接线端子并联。

所述的智能型无人燃气安全监控器所述的定时控制装置的设定的定时时间为5-30分钟。

一种智能型无人燃气安全监控方法，通过多普勒雷达感应器检查现场是否有人员活动，一旦T时间内无人员活动，则由中心控制模块发出电信号关断作为气阀的电磁阀；所述的电磁阀安装在气源与用气设备的燃气管路上。

一种智能型无人燃气安全监控方法，采用前述的智能型无人燃气安全监控器；通过多普勒雷达感应器检查现场是否有人员活动，一旦T时间内无人员活动，则由中心控制模块发出电信号关断作为气阀的电磁阀；所述的电磁阀安装在气源与用气设备的燃气管路上；

T设置为5-30分钟。

T设置为15、20或25分钟。优选20分钟。

有益效果：

本发明的智能型无人燃气安全监控器及监控方法，其核心思想在于转变思维观念，独创了一种基于“时间长短”取代燃气的“极限浓度”实施报警的方案，以主动的方式探测确定人的行为动态，在“理想时间”上提前防范，从“根源”上彻底断绝气源，完全“以人为本”，做到可靠、精准和快速地实现用气安全保障。

本发明能适时自动监测离人动态情况和有效地定时关闭燃气闸阀。此款设计为人机互动、智能动态监测、适时关闭燃气的自动无人安全保护装置。功能主设定监测目标对象为人。当人在设定区域活动时，智能主控器会因人而随意待机听命。一旦人离开，便自动定时关闭总气阀。主要目的是彻底解决和防止因灶火长时离人无看管，致使锅内满水溢出熄火燃气泄漏或无水干烧，导致的严重燃气浪费和火灾事故的引发；本发明还可实现不论昼夜何时，如突遇楼宇或家庭故障停电，也将紧急自动关气停火保护。实现彻底消除或防止因灶火长时离人无看管，致使煮锅内无水干烧，在有效防止燃气严重浪费的同时，关键是杜绝火灾事故的引发。

本发明具有无操作、自侦测、自定时、倒计时显示、自动关停(燃气总闸阀)的无人安全智能值守等多功能的优点。当设备上电(接通电源)后，只要人进入监控(如厨房)区，智能主控器则自动进入延时监测动态值守。只需手动(每次必须)提启燃气管道的电磁闸阀“小红帽”便可开火使用。由于，智能主控器暂预设20分钟自动保护。所以，人在该时限内如有1～n次行为活动和短时离开，智能主控器都将随时自动解除行进(倒计时)时间，燃气不会终止关停。如超出设定时限离开，智能主控器便自动定时(含故障停电)关闭总气阀，实现自动关气停火保护。

以上，由于能有效地实现“超前”主动的防控技术，实现离人自动关闭燃气闸阀，能完全可以避免或减少长期困扰我们的燃气泄露问题及火灾隐患问题；

本发明设计为人机合一，即具有手动开、自动关“双保险”的功能，安全可靠。

本发明还可以进一步基础燃气浓度监控报警，这样功能得到了进一步扩展和完善。这种附加燃气浓度监测报警器的联动控制，更是加强对临场安全可靠的又一保障。

本发明同时实现任一用火时刻，如突遇楼宇或家庭故障停电，均可自动紧速关停气阀保护。

另外，多普勒雷达感应器为经过多次试验而最终选取的传感器，相比其他的传感器(如红外传感器、声控传感器、光电传感器等)，这种多普勒雷达感应器灵敏性好，抗干扰能力强，特别适合于应用在厨房等场合。

附图说明

图1为智能型无人燃气安全监控器的工作流程图；

图2为智能型无人燃气安全监控器的原理图。

图3为智能型无人燃气安全监控器的总体结构框图。

标号说明：1-电源适配器；2-智能主控器(中心微处理器)；3-多普勒雷达微波传感器；4-燃气泄漏检测器；5-时间数码显示器；6-急停(试验)按钮；7-电源、信号、控制线缆；8-电磁闸阀；9-燃气管道；10-燃气软管、11-燃气灶。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：

实施例1：采用微处理器进行报警的方案

一种智能型无人燃气安全监控器，包括中心控制模块、传感器和作为气阀的电磁阀；所述的电磁阀安装在气源与用气设备的燃气管路上；传感器与中心控制模块相连，电磁阀受控于中心控制模块；

所述的传感器为多普勒雷达感应器，用于感应现场是否存在人员活动；

中心控制模块集成有定时控制装置；定时控制装置的触发端接所述的多普勒雷达感应器的信号输出端；定时控制装置的输出端接电磁阀的控制端。

所述的定时控制装置为微处理器；微处理器的信号输入端口接多普勒雷达感应器的信号输出端；微处理器的信号输出端口控制电磁阀。微处理器为单片机、ARM处理器或DSP等。

这种智能型无人燃气安全监控器用于显示定时时间和定时倒计时的显示装置【一般是LED数码管，也可以是液晶显示屏】。

工作过程说明：

在多普勒雷达感应器一旦感应到现场有人员活动，则输出脉冲信号到微处理器，微处理器则启动定时器(或智能型无人燃气安全监控器在复位后微处理器也启动定时器)进行T时间(在本实例中设定为20分钟)倒计时，定时器可以使微处理器中自带的定时器，也可以是通过软件编程的一个延时程序，一旦定时时间到，则通过定时器中断或其他方式使得微处理器的一个输出端口输出有效电平(高电平或低电平)控制电磁阀闭合，关断气路，保障现场安全。

通过输出端口控制电磁阀为现有的成熟技术。

如果在T时间内再次有人员活动，则系统复位，重新开始T时间倒计时。

实施例2：采用微处理器进行报警并集成有煤气泄露报警的方案1

在实施例1的基础上增加燃气泄露报警模块，燃气泄露报警模块为成熟的技术，使用时，将燃气泄露报警模块的2个信号输出端子与电磁阀的两个接线端子并联，这样，燃气泄露报警模块和微处理器的输出端口任意一个都可以控制电磁阀的动作。

实施例3：采用微处理器进行报警并集成有煤气泄露报警的方案1

在实施例1的基础上，增加一个燃气浓度检测模块(如包括燃气浓度传感器、放大器和AD转换器，为现有成熟技术)，一旦燃气浓度超过预设值，则微处理器的输出端口控制电磁阀动作，切断气路。

实施例4：基于延时继电器进行报警的方案

一种智能型无人燃气安全监控器，包括中心控制模块、传感器和作为气阀的电磁阀；所述的电磁阀安装在气源与用气设备的燃气管路上；传感器与中心控制模块相连，电磁阀受控于中心控制模块；

所述的传感器为多普勒雷达感应器，用于感应现场是否存在人员活动；

中心控制模块集成有定时控制装置；定时控制装置的触发端接所述的多普勒雷达感应器的信号输出端；定时控制装置的输出端接电磁阀的控制端。

所述的定时控制装置为延时继电器模块；延时继电器模块的输出端接有一个充电回路；所述的充电回路由电阻R3、电解电容C1和延时继电器模块的常开开关串联而成；电解电容C1的一端通过延时继电器模块的常闭开关接电磁阀的一个接线端子；电解电容C1的另一端直接接电磁阀的另一个接线端子。

多普勒雷达感应器的输出端经电平转换电路与延时继电器模块相连；所述的电平转换电路包括NPN型三极管和电阻R2；多普勒雷达感应器的输出端接三极管的B极，三极管的E极接地；三极管的C极经电阻R2接直流电源正极；所述的C极还接延时继电器模块的信号输入端。

智能型无人燃气安全监控器还包括电源适配器；电源适配器用于将交流市电转换为直流电源从而为中心控制模块供电。

所述的智能型无人燃气安全监控器还包括用于控制电磁阀的按钮和用于显示定时时间和定时倒计时的显示装置【一般是数码显示管，也可以是液晶显示屏】。

工作过程说明：

接通或插好电源适配器后，智能主控器2(即延时继电器模块)、多普勒雷达探测器5(即前述的多普勒雷达感应器)同时获电。且智能主控器2盒盖上的二位数码显示器3即刻显示20分钟的时间数并待机。同时，多普勒雷达感应器5对空间呈“半球状”扇型发出1.25GHz超声波，当接收到人的移动反射波后，产生第一个动态脉冲信号触发智能主控器内部随机模块延时器的启动和继电器得电工作；二位数码显示器3开始20分钟倒计时数显，同时开通对电磁阀脉冲的电容充电；在延时运行时段内，如智能主控器2内部逻辑运放模块再次收到n个脉冲，会随机反复地发出复位、重计指令，一旦延时器则顺时完成至“零”则继电器失电，同步数显回位到【20分钟】并停止电容充电。在关闭继电器的瞬间将已充满电的电容切换至对电磁闸阀8的放电启动，最终实现燃气“关停”的命令执行。随后系统全部进入待机状态。

延时继电器模块为成熟的控制模块，由多普勒雷达探测器触发，而且延时时间可调。延时继电器模块如采用JK12型模块，采用0-99秒/0-99分电位器调节，具有LED数码管显示。

传感器只负责信号输出，无自锁。延时长短由延时继电器模块内的时基芯片+存储器负责。

如果在T时间内再次有人员活动，则系统复位，重新开始T时间倒计时。

该报警器具有断电时自动关断气源的功能。断电时，继电器的触点恢复到常态，此时电容C为电磁阀充电，电磁阀动作，切断气路。

实施例5：基于延时继电器进行报警并集成有燃气泄露报警的方案

如图1-3，在实施例4的基础上，所述的智能型无人燃气安全监控器还包括燃气泄露报警模块，燃气泄露报警模块的2个信号输出端子与电磁阀的两个接线端子并联。这样，燃气泄露报警模块和微处理器的输出端口任意一个都可以控制电磁阀的动作。

另外，作为补充，智能型无人燃气安全监控器还设有急停/试验按钮(对应图2中的TK按钮)；急停和试验同为一个按钮，只是应用目的不同。急停是在运行时紧急状况下的操作，试验是在运行时对控制反应的检测。其都是基于电磁阀前端继电器失电后J1的闭合，使并接的电解电容(已蓄电)对电磁阀线圈的脉冲放电作用，而实现的关停控制。急停/试验按钮的工作原理与前述的断电保护的原理相同，急停/试验按钮就是将电源切断。

注：以上优选值20分钟时限设定，是依据以下事实来确定的：“一个7平方米的厨房，若二十儿个立方。在管道压力0.35Mpa全开气释放，CO在空气中浓度如达到12.5～74％，泄露只需30分钟，即可达到爆炸之浓度。”

Claims (10)

1.一种智能型无人燃气安全监控器，其特征在于，包括中心控制模块、传感器和作为气阀的电磁阀；所述的电磁阀安装在气源与用气设备的燃气管路上；传感器与中心控制模块相连，电磁阀受控于中心控制模块；

所述的传感器为多普勒雷达感应器，用于感应现场是否存在人员活动；

中心控制模块集成有定时控制装置；定时控制装置的触发端接所述的多普勒雷达感应器的信号输出端；定时控制装置的输出端接电磁阀的控制端。

2.根据权利要求1所述的智能型无人燃气安全监控器，其特征在于，所述的定时控制装置为微处理器；微处理器的信号输入端口接多普勒雷达感应器的信号输出端；微处理器的信号输出端口控制电磁阀。

3.根据权利要求1所述的智能型无人燃气安全监控器，其特征在于，所述的定时控制装置为延时继电器模块；延时继电器模块的输出端接有一个充电回路；所述的充电回路由电阻R3、电解电容C1和延时继电器模块的常开开关串联而成；电解电容C1的一端通过延时继电器模块的常闭开关接电磁阀的一个接线端子；电解电容C1的另一端直接接电磁阀的另一个接线端子。

4.根据权利要求3所述的智能型无人燃气安全监控器，其特征在于，多普勒雷达感应器的输出端经电平转换电路与延时继电器模块相连；所述的电平转换电路包括NPN型三极管和电阻R2；多普勒雷达感应器的输出端接三极管的B极，三极管的E极接地；三极管的C极经电阻R2接直流电源正极；所述的C极还接延时继电器模块的信号输入端。

5.根据权利要求1所述的智能型无人燃气安全监控器，其特征在于，还包括电源适配器；电源适配器用于将交流市电转换为直流电源从而为中心控制模块供电。

6.根据权利要求5所述的智能型无人燃气安全监控器，其特征在于，还包括用于控制电磁阀的按钮和用于显示定时时间和定时倒计时的显示装置。

7.根据权利要求1所述的智能型无人燃气安全监控器，其特征在于，还包括燃气泄露报警模块，燃气泄露报警模块的2个信号输出端子与电磁阀的两个接线端子并联。

8.根据权利要求1-7任一项所述的智能型无人燃气安全监控器，其特征在于，所述的定时控制装置的设定的定时时间为5-30分钟。

9.一种智能型无人燃气安全监控方法，其特征在于，通过多普勒雷达感应器检查现场是否有人员活动，一旦T时间内无人员活动，则由中心控制模块发出电信号关断作为气阀的电磁阀；所述的电磁阀安装在气源与用气设备的燃气管路上。

10.一种智能型无人燃气安全监控方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的智能型无人燃气安全监控器；通过多普勒雷达感应器检查现场是否有人员活动，一旦T时间内无人员活动，则由中心控制模块发出电信号关断作为气阀的电磁阀；所述的电磁阀安装在气源与用气设备的燃气管路上；

T设置为5-30分钟。