CN105701985B - 一种燃气泄漏报警控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃气泄漏报警控制系统，包括中央控制器、设置在燃气管道上的漏气监控机构和设置在燃气用具处的探测机构，所述漏气监控机构与所述探测机构分别与中央控制器相连接，所述中央控制器处设置应急保护机构与警报机构；本发明通过多重保护进而确保使用燃气的安全，避免因为人为或燃气泄漏或管道老化造成的人们生活财产造成的损失，且结构简单、智能化程度高，值得应用与推广。

Description

一种燃气泄漏报警控制系统
技术领域
本发明属于燃气监测预警装置技术领域，具体涉及一种燃气泄漏报警控制系统。
背景技术
目前，可燃性气体作为能源大量应用，极大的方便了人们的生产生活，但其若应用妥当则会造福人类，若出现问题则极易造成巨大的安全隐患，一旦燃气在封闭空间内泄漏并达到爆炸极限，遇到火源，便会引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至会危及生命安全。
为了安全使用燃气，减少这类事故的发生，就必须对燃气泄漏进行现场实时监测并及早发现事故隐患，采取相应的措施，避免事故发生，才能确保工业安全和家庭生活安全；随着计算机技术、通讯技术和自动控制技术的发展，燃气泄漏的及时发现与报警已经成为可能。在CN 103578233 A中公开了一种短信燃气报警系统，包括检测预警装置、手持终端，所述的检测预警装置包括微处理器、与微处理器相连的燃气检测装置、短信发射装置，所述的手持终端包括中央处理器、与中央处理器相连的短信接收装置、声光报警装置，检测预警装置与手持终端通过短信发射装置与短信接收装置之间通讯连接。短信报警存在可靠性差，若移动信号差则不易及时通知到使用者，使其失去作用，甚至出现达到极限值时，人们不知道开门开灯进屋的发生开灯火花引爆或吸烟进入或缺氧窒息的危险现象；在CN103077588 A中公开了一种燃气泄露报警监控装置，包括燃气传感器、按键、主控制器、继电器、燃气电磁阀、通信模块、状态指示模块和电源，所述燃气传感器检测燃气是否泄露，并把燃气泄露信息传送至主控制器，主处理单元通过关闭燃气电磁阀切断燃气的供应。该发明虽然能够自动控制燃气的供应，但是依然不具备自行处理紧急事件的能力，比如切断电源，采用防爆电源且强制杜绝人员进入，容易造成不必要的人员与财产损失，然而现有技术中并未出现解决上述技术问题的技术方案。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的问题是提供一种燃气泄漏报警控制系统，能够保证使用燃气的安全，并能够针对燃气泄漏的危险事件采取相应的措施，来进一步提高使用燃气的安全性，弥补误操作或年久失修造成的意外危险现象。
为了实现上述目的，所采用的技术方案是：
一种燃气泄漏报警控制系统，包括中央控制器、设置在燃气管道上的漏气监控机构和设置在燃气用具处的探测机构，所述漏气监控机构与所述探测机构分别与中央控制器相连接，所述中央控制器处设置应急保护机构与警报机构。
所述漏气监控机构包括设置在燃气管道入室口处的总流量计与设置在各个燃气用具处的分流量计，以及设置在所述燃气管道入室口处的总电磁阀与设置在所述燃气用具处的分控电磁阀。
所述探测机构包括火焰探测模块、红外探测器、燃气泄漏探测器以及燃气浓度探测器，所述火焰探测模块、红外探测器、燃气泄漏探测器和燃气浓度探测器分别与中央控制器信号互联。
所述警报机构包括信号收发器和声光报警器。
所述应急保护机构包括排气模块、断电保护模块和应急用电模块，所述排气模块为设置在密闭空间换气孔处的换气扇，所述断电保护模块为设置在密闭空间总进线口处的控制开关，所述应急用电模块为设置在防爆盒内的应急电池。
本发明采用中央控制器为PLC，能够实现对整个装置的智能控制，而在燃气管道上设置漏气监控机构，能够从总管与分管上对管道进行监控，统计总输出量与各个用气部件的总量是否相同，以此来初步计算出是否为管道漏气，并通过中央控制器实现管道的开闭，能够自主切断输气管道，避免漏气的持续进行；在燃气用具处设置探测机构，能够通过其监测到燃气流动正常时，是否转化为火焰，同时也能够监测到是否有人在进行操作，确保用气的安全；而设置的警报机构能够及时通知人们此处出现的问题，提醒人们疏散以及排气，避免危险的发生。
另外，采用的应急保护机构包括排气模块、断电保护模块和应急用电模块；采用的排气模块为密闭空间的换气扇，密闭空间如：厨房、浴室、供暖室等密闭空间；而采用的换气扇能够加快空气流动从而将燃气浓度降低，保证用气的安全；而设置断电保护模块为设置在密闭空间或漏气周侧环境的总进线口处的控制开关，能够避免用户不知情而开灯或连通电源，由于开关通电可能会产生火花造成爆炸的现象，采用的应急用电模块为设置在防爆盒内的应急电池，正常情况下由常用电源进行供电，在出现断电时能够正常保证本装置的正常工作，同时由于设置在防爆盒内，保证期运行的安全。
另外，在漏气监控机构中的燃气管道入口处，设置总流量计，如果为液化气罐，则在液化气罐出气管处，设置总流量计；而在各个燃气用具处设置分流量计，使其能够监测出燃气的总量与各个燃气用具处燃气的分量总和是否一致，且设置总电磁阀与分控电磁阀，能够使得中央控制器更好的实现对燃气管道的控制；也可在总电磁阀与分控电磁阀处设置继电器，使其在红外探测器在监测到燃气灶正常转化为火焰时，但超过设定时间无人值守时，则通过其报警机构发出警报，并切断燃气管道，以确保本装置的安全运行；而且采用的红外探测器还能够探测出在燃烧用具处操作或移动的是否为人类以及是否为成年人，避免将大型犬类或小孩等无能力正确使用燃烧用具的生物作为探测到有人值守的信号源，同时也能够避免由于值班人员睡着而造成信号干扰的现象。
另外，采用的火焰探测模块对准燃气燃烧的位置，由于家用煤气的最低燃烧火焰温度为560℃，则通过设置的温度传感器探测的温度高低，获取其是否存在火焰；且其与红外探测器数据正常时，则认为本装置运行正常；一旦火焰探测器探测到无火焰，且燃气流量计仍在进行燃气流量计量，则PLC便认为是燃气泄漏，发送短信报警和声光报警，并切断燃气通道。
另外，采用的火焰探测模块能够探测火焰的温度与火焰的形状进而计算出火焰所包含的能量值，从而可以通过PLC计算出其产生的热量是否与该管道分流量计处的数值相同，此处存在误差范围，从而能够获取在分流量计的燃气用具处是否存在燃气泄漏情况，如果超出了允许的误差范围则证明有燃气泄漏情况。
另外，设置的燃气泄漏探测器与燃气浓度探测器为常见的燃气探测器，一个能够监测出燃气是否泄漏，另一个能够监测密闭空间或周侧燃气的浓度，从而保证其能够实时监测燃气的浓度，为PLC做出下一动作提供参考依据。
另外，采用的警报机构包括信号收发器和声光报警器，其能够通过信号收发器向用户传递信息，并通过声光报警器进行传递，使得人们能够非常直观的观察到出现的问题，并通知专业人员前来处理避免更危险的事情发生，同时也能为专业人员提供一个初步判断的基础；在解除警报后，则通过PLC进行复位操作，实现其恢复到原始状态。
本发明通过多重保护进而确保使用燃气的安全，避免因为人为或燃气泄漏或管道老化造成的人们生活财产造成的损失，且结构简单、智能化程度高，值得应用与推广。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描述：
图1是本发明实施例1整体组成结构示意图；
图2是本发明实施例1各个模块组织连接示意图；
图3是本发明实施例2-4的整体组成结构示意图；
图4是本发明实施例2-4各个模块组织连接示意图；
图5是本发明实施例2快速排气机构的结构示意图；
图6是本发明实施例3快速排气机构的结构示意图
图7是本发明实施例4快速排气机构的示意图；
图8是本发明单向排气阀的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步的说明：
实施例1：如图1-2所示：一种燃气泄漏报警控制系统，包括中央控制器3、设置在燃气管道上的漏气监控机构5和设置在燃气用具处的探测机构2，所述漏气监控机构5与所述探测机构2分别与中央控制器3相连接，所述中央控制器3处设置应急保护机构1与警报机构4。
所述漏气监控机构包括设置在燃气管道入室口处的总流量计51与设置在各个燃气用具处的分流量计52，以及设置在所述燃气管道入室口处的总电磁阀53与设置在所述燃气用具处的分控电磁阀54。
所述探测机构包括火焰探测模块、红外探测器21、燃气泄漏探测器22以及燃气浓度探测器23，所述火焰探测模块、红外探测器21、燃气泄漏探测器22和燃气浓度探测器23分别与中央控制器3信号互联。
所述火焰探测模块包括温度探测器24和火焰成像摄像头25。
所述警报机构4包括信号收发器41和声光报警器42。
所述应急保护机构包括排气模块11、断电保护模块12和应急用电模块13，所述排气模块11为设置在密闭空间换气孔处的换气扇，所述断电保护模块12为设置在密闭空间总进线口处的控制开关，所述应急用电模块13为设置在防爆盒内的应急电池。
如附图3-8所示：其为本发明实施例2-4的结构示意图：
实施例2：如图3—5和图8所示，一种燃气泄漏报警控制系统，包括中央控制器3、设置在燃气管道上的漏气监控机构5和设置在燃气用具处的探测机构2，所述漏气监控机构5与所述探测机构2分别与中央控制器3相连接，所述中央控制器3处设置应急保护机构1与警报机构4。
所述应急保护机构包括排气模块11、断电保护模块12和应急用电模块13，所述排气模块11为设置在密闭空间换气孔处的换气扇，所述断电保护模块12为设置在密闭空间总进线口处的控制开关，所述应急用电模块13为设置在防爆盒内的应急电池。
所述漏气监控机构包括设置在燃气管道入室口处的总流量计51与设置在各个燃气用具处的分流量计52，以及设置在所述燃气管道入室口处的总电磁阀53与设置在所述燃气用具处的分控电磁阀54。
所述探测机构包括火焰探测模块、红外探测器21、燃气泄漏探测器22以及燃气浓度探测器23，所述火焰探测模块、红外探测器21、燃气泄漏探测器22和燃气浓度探测器23分别与中央控制器3信号互联。
所述火焰探测模块包括温度探测器24和火焰成像摄像头25。
所述警报机构4包括信号收发器41和声光报警器42。
所述燃气管道入室口处设置快速排气机构，所述快速排气机构包括缓冲囊67，所述缓冲囊67下部开口处分别设置气体发生器61和压缩气罐62，所述气体发生器61下部设置有多个点火单元66组成的点火器，所述缓冲囊为两层。
所述缓冲囊67内腔外表面设置六个单向气阀64。
所述缓冲囊67外表面设置十五个排气孔63。
所述气体发生器包括八个独立的气体发生单元65，每个所述气体发生单元65对应一个点火单元66，所述点火单元66之间相互连接组成点火器。
所述压缩气罐62内设置为液态二氧化碳。
所述气体发生器61内设置叠氮化钠(NaN3)发生原料。
实施例3：如图3、图4、图6和图8所示，一种燃气泄漏报警控制系统，包括中央控制器3、设置在燃气管道上的漏气监控机构5和设置在燃气用具处的探测机构2，所述漏气监控机构5与所述探测机构2分别与中央控制器3相连接，所述中央控制器3处设置应急保护机构1与警报机构4。
所述应急保护机构包括排气模块11、断电保护模块12和应急用电模块13，所述排气模块11为设置在密闭空间换气孔处的换气扇，所述断电保护模块12为设置在密闭空间总进线口处的控制开关，所述应急用电模块13为设置在防爆盒内的应急电池。
所述漏气监控机构包括设置在燃气管道入室口处的总流量计51与设置在各个燃气用具处的分流量计52，以及设置在所述燃气管道入室口处的总电磁阀53与设置在所述燃气用具处的分控电磁阀54。
所述探测机构包括火焰探测模块、红外探测器21、燃气泄漏探测器22以及燃气浓度探测器23，所述火焰探测模块、红外探测器21、燃气泄漏探测器22和燃气浓度探测器23分别与中央控制器3信号互联。
所述火焰探测模块包括温度探测器24和火焰成像摄像头25。
所述警报机构4包括信号收发器41和声光报警器42。
所述燃气管道入室口处设置快速排气机构，所述快速排气机构包括缓冲囊67，所述缓冲囊67下部开口处分别设置气体发生器61，所述气体发生器61下部设置有多个点火单元66组成的点火器，所述缓冲囊为两层。
所述缓冲囊67内腔外表面设置八个单向气阀64。
所述缓冲囊67外表面设置二十个排气孔63。
所述气体发生器包括若干独立的气体发生单元65，每个所述气体发生单元65对应一个点火单元66，所述点火单元66之间相互连接组成点火器。
所述气体发生器61内设置硝酸铵(NH4NO3)为发生原料。
实施例4：如图3、图4、图7和图8所示，一种燃气泄漏报警控制系统，包括中央控制器3、设置在燃气管道上的漏气监控机构5和设置在燃气用具处的探测机构2，所述漏气监控机构5与所述探测机构2分别与中央控制器3相连接，所述中央控制器3处设置应急保护机构1与警报机构4。
所述应急保护机构包括排气模块11、断电保护模块12和应急用电模块13，所述排气模块11为设置在密闭空间换气孔处的换气扇，所述断电保护模块12为设置在密闭空间总进线口处的控制开关，所述应急用电模块13为设置在防爆盒内的应急电池。
所述漏气监控机构包括设置在燃气管道入室口处的总流量计51与设置在各个燃气用具处的分流量计52，以及设置在所述燃气管道入室口处的总电磁阀53与设置在所述燃气用具处的分控电磁阀54。
所述探测机构包括火焰探测模块、红外探测器21、燃气泄漏探测器22以及燃气浓度探测器23，所述火焰探测模块、红外探测器21、燃气泄漏探测器22和燃气浓度探测器23分别与中央控制器3信号互联。
所述火焰探测模块包括温度探测器24和火焰成像摄像头25。
所述警报机构4包括信号收发器41和声光报警器42。
所述燃气管道入室口处设置快速排气机构，所述快速排气机构包括缓冲囊67，所述缓冲囊67下部开口处压缩气罐62，所述缓冲囊为两层。
所述缓冲囊67内腔外表面设置若干单向气阀64。
所述缓冲囊67外表面设置若干排气孔63。
所述压缩气罐62内设置为氮气。
所述气体发生器61内设置叠氮化钠(NaN3)为发生原料。
实施例2-4中当燃气泄漏的浓度过高时且常规排气效果不佳时，为了避免事态的进一步恶化，PLC根据燃气浓度探测器的数据，触发快速排气机构，进而通过气体发生器中的叠氮化钠(NaN3)或硝酸铵(NH4NO3)为发生原快速产生大量的不可燃烧气体，来置换燃气管道周围尤其是密闭空间内的可燃气体，避免事态的恶化，同时开启换气扇加快可燃气体的散出，切断电源与气源，可以直接将大门进行锁定，直至将燃气浓度降至安全数值以下。
另外，采用的气体发生器设置在缓冲囊下部，当接收到PLC的指令后，则触发点火器中的点火单元，依次触发气体发生单元，产生大量的惰性气体填充空间，稀释燃气的浓度，并将其排除至安全浓度以下为止，而依次触发有利于保证不会快速产生气体造成的爆炸现象，设置的缓冲囊为两层，且在缓冲囊内腔外表面设置若干单向气阀，使其能够将产生的气体排除至缓冲囊内腔与缓冲囊外腔之间，实现内部点火器火花的一种隔离，避免火花的泄漏，在气体进入至内腔与外壁之间后气体由于通过狭窄的单向阀，气体做功使得气体温度的下降，而再次通过缓冲囊外壁的排气孔后使得气体温度进一步降低，保证其不会因为温度过高造成引燃燃气的弊端。
另外，为了保证快速排气机构的进一步安全运行可在所述压缩气罐内设置为氮气或其他惰性或不助燃气体；通过与气体发生器配合或单独使用的方式，降低密闭空间温度或气体发生器内的温度，保证运行的安全，避免保护装置由于高温造成的引燃燃气的现象；同时由于其为氮气或其他惰性或不助燃气体，如氩气、二氧化碳等等，其不仅能够在放出时吸收热量从而降低室内温度，变相起到降低温度以及排除助燃气体来灭火。
本发明的使用方法：将本装置设置在燃气管道处或液化气罐或液化天然气总出口处，然后将其他各部件按照上述位置关系安装好，接通电源，并调试好PLC的数据；使其开始正常工作，当发生泄漏事件时，则燃气泄漏探测器与燃气浓度探测器获取到燃气泄漏并获取其浓度值以及浓度的时间变化，并将信息反馈至PLC，使得PLC通过与探测机构获取的其他数据进行对比，并开启排气扇且发出警报进行提醒，使得人们能够获取出现问题的大致位置，从而能够快速做出正确的措施，确保用气的安全；若，泄漏加快且通过红外探测器没有检测到有人的存在，则切断气源与持续报警，并继续开启排气扇并切断电源，启动应急电源；若，排气扇依然不能使得燃气浓度下降，则启动快速排气机构，使得大门锁紧，同时通过气体发生器或压缩气罐快速稀释或挤压可燃气体，使其快速散去，直至安全浓度以下且在规定时间内浓度无变化，则解除报警，系统复位，并提醒人们添加或更换快速排气机构内的气体发生原料或/和压缩气罐，以便下次使用。
本发明通过多重保护进而确保使用燃气的安全，避免因为人为或燃气泄漏或管道老化造成的人们生活财产造成的损失，且结构简单、智能化程度高，值得应用与推广。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限制本发明，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内所做修改、更动与润饰、可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种燃气泄漏报警控制系统，包括中央控制器、设置在燃气管道上的漏气监控机构和设置在燃气用具处的探测机构，所述漏气监控机构与所述探测机构分别与中央控制器相连接，所述中央控制器处设置应急保护机构与警报机构；
所述燃气管道入室口处设置快速排气机构，所述快速排气机构包括缓冲囊，所述缓冲囊下部开口处分别设置气体发生器和压缩气罐，所述气体发生器下部设置有多个点火单元组成的点火器，所述缓冲囊为两层，所述气体发生器内设置叠氮化钠或硝酸铵为发生原料；
所述缓冲囊内腔外表面设置若干单向气阀；所述缓冲囊外表面设置若干排气孔；
所述气体发生器包括若干独立的气体发生单元，每个所述气体发生单元对应一个点火单元，所述点火单元之间相互连接组成点火器。
2.如权利要求1所述的燃气泄漏报警控制系统，其特征在于：所述漏气 监控机构包括设置在燃气管道入室口处的总流量计与设置在各个燃气用具处的分流量计，以及设置在所述燃气管道入室口处的总电磁阀与设置在所述燃气用具处的分控电磁阀。
3.如权利要求1所述的燃气泄漏报警控制系统，其特征在于：所述探测 机构包括火焰探测模块、红外探测器、燃气泄漏探测器以及燃气浓度探测器，所述火焰探测模块、红外探测器、燃气泄漏探测器和燃气浓度探测器分别与中央控制器信号互联。
4.如权利要求3所述的燃气泄漏报警控制系统，其特征在于：所述火焰探测模块包括温度探测器和火焰成像摄像头。
5.如权利要求1所述的燃气泄漏报警控制系统，其特征在于：所述应急保护机构包括排气模块、断电保护模块和应急用电模块，所述排气模块为设 置在密闭空间换气孔处的换气扇，所述断电保护模块为设置在密闭空间总进线口处的控制开关，所述应急用电模块为设置在防爆盒内的应急电池。
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