CN105809895B - 可燃气体智能探测报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可燃气体智能探测报警系统，包括主控单元、传感单元以及电源单元，所述主控单元上设有用于数据输入输出的CAN总线接口，所述传感单元包括至少一个分布在检测环境中的连接至CAN总线接口的传感器，所述传感器具有子控单元和连接CAN线缆的接口，且当传感器为多个时，将多个传感器通过CAN总线依次串接后连接至CAN总线接口，以通过CAN总线将各个传感器的检测信号传输至控制单元，所述主控单元为每个传感器设置有独立的信号处理通道，所述主控单元上还连有报警控制系统，所述报警控制系统包括声光报警装置以及与柴油机控制系统相连的停车控制装置。该系统能够同时对1～20个监控点进行实时监控，是集柴油机燃气泄露报警、环境检测和联动控制的一体化系统。

Description

可燃气体智能探测报警系统

技术领域

本发明涉及气体浓度检测技术领域，具体涉及一种可燃气体智能探测报警系统。

背景技术

在生产和生活中需要对可燃气体和爆炸性气体的浓度进行实时检测，如可燃气体安全检测、煤矿瓦斯超标、环境可燃气体浓度检测和家庭燃气泄漏检测等。为保障柴油机的安 全运行，尤其对一些使用 LNG 或 CNG 燃料的大功率柴油机进行燃气泄露检测时，需要在柴油机工作过程中对其内外部运行的环境和呼吸总管、空气总管、燃气总管、涡轮增压器

出口弯管等多处进行可燃气体泄露检测，以便在可燃气体超标时及时发出报警信号避免灾

情发生。在同一检测环境中同时存在多处监控点，由于受到安装空间限制，现有技术通常

利用气体检测装置对一处监控点检测完毕后再进行下一处监控点的检测，再把检测结果传

送至主控制器。现有技术不能同时对多个检测部位进行实时监控，单一的检测系统不能够

实现检测、报警以及对柴油机的联动控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种可燃气体智能探测报警系统，该系统能够同时对 1~20个监控点进行实时监控，是集柴油机燃气泄露报警、环境检测和联动控制的一体化系统。

本发明的目的是采用以下技术方案实现的：

一种可燃气体智能探测报警系统，包括主控单元、传感单元以及电源单元，所述主控单元上设有用于数据输入输出的 CAN 总线接口，所述传感单元包括至少一个分布在检测 环境中的连接至 CAN 总线接口的传感器，所述传感器具有子控单元和连接 CAN 线缆的接 口，且当传感器为多个时，将多个传感器通过 CAN 总线依次串接后连接至 CAN 总线接口， 以通过 CAN 总线将各个传感器的检测信号传输至主控单元，所述主控单元为每个传感器设置有独立的信号处理通道，同时还为每个信号处理通道设置有两个报警阈值；其中，所述主控单元上还连有报警控制系统，所述报警控制系统包括声光报警装置以及与柴油机控制系统相连的停车控制装置。

本发明在使用时：根据需要在多个监控点上分别安装对应的传感器组成传感单元，并将各个传感器通过 CAN 线缆依次串接后连接至 CAN 总线接口，以实现各传感器与主控单元的信号连通，主控单元为每个传感器设置有独立的信号处理通道，每个信号处理通道设置有两个报警阈值，各传感器分别将检测到的气体浓度信号传送给主主控单元，主控单元

将接收到的气体浓度信号与预设的报警阈值进行比较，当气体浓度大于设定的报警阈值时，主控单元向报警控制系统发送相应的报警信号，报警控制系统根据接收的报警信号启动声光报装置或停车控制装置；当气体浓度小于设定的报警阈值时，主控单元控制各个传感器继续对监控点进行监控。

由于采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：在系统中各传感器通过 CAN 线缆与主控单元相连，由于线缆的安装位置明显小于管道的位置，在有限的安装空间内能够同时 实现对 1~20 个监控点进行实时监控，主控单元将接收到的气体浓度信号与预设的报警阈值进行比较，根据比较结果或启动报警控制系统或继续监控，该系统是集柴油机燃气泄露

报警、环境检测和联动控制的一体化系统。

附图说明

图 1 为本发明的结构示意图。

图 2 为子控单元的结构示意图。

图 3 为本发明的优选实施例结构示意图。

图 4 为火警传感器的结构示意图。

图5为气体传感器的剖视图。

图6为火警传感器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：

如图 1-3 所示，一种可燃气体智能探测报警系统，包括主控单元、传感单元以及电源单元，所述主控单元为可燃气体浓度测定和环境监测的主要运算、显示和控制的设备，所述主控单元上设有用于数据输入输出的 CAN 总线接口，所述传感单元包括至少一个分布 在检测环境中的连接至 CAN 总线接口的传感器，所述传感器具有子控单元和连接 CAN线 缆的接口，且当传感器为多个时，将多个传感器通过 CAN 总线依次串接后连接至 CAN总 线接口，以通过 CAN 总线将各个传感器的监测信号传输至主控单元，所述主控单元为每个传感器设置有独立的信号处理通道，每个传感器的编号对应一个通道号，同时还为每个信号处理通道设置有两个报警阈值，以实现可燃气体浓度的分级报警和分级控制；其中，所述主控单元上还连有报警控制系统，所述报警控制系统包括声光报警装置以及与柴油机控制系统相连的停车控制装置，所述电源单元内设有电源稳压抗干扰单元，以保证输入电源电压的稳定性。

本发明在使用时：根据需要在多个监控点上分别安装对应的传感器组成传感单元，并将各个传感器通过 CAN 线缆依次串接后连接至 CAN 总线接口，构成各监测点信号传输及 供电回路，以实现各传感器与主控单元的信号连通，CAN 总线具有信号隔离功能，支持与 国内外的 PLC 或采集模块直接相连，方便组网和远传，可传输距离达 1000 米以上，主控单元为每个传感器设置有独立的信号处理通道，每个信号处理通道设置有两个报警阈值，各传感器分别将检测到的气体浓度信号传送给主主控单元，主控单元将接收到的气体浓度信号与预设的报警阈值进行比较，当气体浓度大于设定的报警阈值时，主控单元向报警控制系统发送相应的报警信号，报警控制系统根据接收的报警信号启动声光报装置或报警停

车控制装置；当气体浓度小于设定的报警阈值时，主控单元控制各个传感器继续对监控点

进行监控。

进一步，所述两个报警阈值包括预警阈值和报警阈值，其中，当主控单元检测到当前环境任一个传感器的检测信号达到预警阈值时，控制预警继电器动作使声光报警装置发出

预警信号；当主控单元检测到当前环境中任一个传感器的检测信号达到报警阈值时，控制

报警继电器动作使声光报警装置发出报警信号；所述预警继电器和报警继电器与主控单元

电连接，主控单元通过控制声光报警装置使预警信号和报警信号具有不同的报警形式。

进一步，所述报警系统还包括连接至主控单元的显示单元，所述两个报警阈值包括预警阈值和报警阈值，所述主控单元在显示单元上为每个传感器设置有预警显示区域和报警

显示区域；当主控单元检测到当前环境中任一个传感器的检测信号达到预警阈值时，发送

第一控制信号给显示单元，使显示单元在对应该传感器的预警显示区域显示黄色，并控制

预警继电器动作使声光报警装置发出预警信号；当主控单元检测到当前环境中任一个传感

器的检测信号达到预警阈值时，发送第二控制信号给显示单元，使显示单元在对应该传感

器的报警显示区域显示红色，并控制报警继电器动作使声光报警装置发出报警信号；其中，

所述预警继电器和报警继电器与主控单元电连接，主控单元通过控制声光报警装置使预警

信号和报警信号具有不同的报警形式，所述的显示单元为触摸式液晶显示屏，显示直观，

具备友好的人机对话界面，能够设置系统的各项运行参数。

进一步，所述使预警信号和报警信号具有不同的报警形式包括：控制声光报警装置使预警信号和报警信号分别为光信号和声音信号中的其中一种，或者控制声光报警装置使预

警信号和报警信号均为声光信号，但具有不同的发音频率。

进一步，所述报警系统用于天然气双燃料柴油机中，所述传感器包括用于可燃气体浓度定量检测的气体传感器和用于环境内可燃气体定性检测的环境传感器，所述气体传感器

为红外非分光可燃气体传感器，所述环境监测传感器为电导型气敏传感器，安装于机房、

控制室、燃气贮藏室等处对环境中的可燃气体进行定性检测。

进一步，所述气体传感器包括排气管传感器、呼吸管传感器、空气总管传感器、本安燃气总管传感器，所述排气管传感器与呼吸总管相连，各传感器根据检测功能分别安装于

柴油机曲轴箱各缸外壁不干扰柴油机内外部件运行的位置和呼吸总管、空气总管、燃气总

管、涡轮增压器出口弯管等处对监测点的气体浓度进行定量检测。

进一步，所述气体传感器具有子控单元和连接 CAN 线缆的接口，子控单元上还连有操作设定模块，用于显示气体传感器与主控单元对应通道编号以及检测数据的显示模块，

以及电源模块并接入 24V 直流电源，在电源模块内设有电源稳压抗干扰模块以保证气体传

感器输入电压的稳定性，气体传感器在工作过程中可根据工作需要通过操作设定模块设定

其运行参数，子控单元上设置有显示传感器与主控单元对应通道编号的显示模块，显示模

块为数码管，每个传感器具有唯一通道编码，根据编号能够快速确定传感器所在具体位置，

所述子控单元上设有 A/D 转换器，用于将传感器检测到的气体浓度电压信号转换成数字信

号后传送至主控单元读取。

进一步，所述主控单元上设有自检单元，当接入主控单元的传感器发生故障或连接电缆发生断裂、接触不良等故障时，主控单元通过自检单元可以检测到故障发生的部位，并

将该故障发生情况上传至主控单元，根据主控单元的显示可直接对相应部位进行检修，节

约检修工作。所述主控单元上还设有 RS485 总线接口，系统通过 RS485 总线与远程远程监 视器或 PLC 控制系统或计算机进行连接，对各监控点的状况进行远程监视、监控数据记录和统计分析等，从而构成本地监控、现场监控、远程监控的多级监控网络，提高监控的及时性、准确性以及操作人员的安全性。

进一步，所述主控单元上还设有火警探测器，所述火警探测器为火警传感器，如图4所示，所述火警传感器包括过滤装置 1、气体感应头 2、气体集散器 3，所述过滤装置通过一连接盘 4 与气体集散器 3 的前端连通，所述气体感应头 2 的前端伸入气体集散器 3的内腔中且位于气体集散器 3 的尾端以让气体感应头 2 的感应端能够接收过滤装置 1过滤后的气体，所述火警传感器安装于气体储藏室及火警监控的地方，当发生火警情况时，火警传感器将向主控单元发送报警信号，以使工作人员及时发现险情，保证柴油机的安全工作。

进一步，所述集散器底部设有与其内腔连通的消声器 5。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运

用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地

实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限

于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种可燃气体智能探测报警系统，其特征在于，包括主控单元、传感单元以及电源单元，所述主控单元上设有用于数据输入输出的CAN总线接口，所述传感单元包括至少一个分布在检测环境中的连接至CAN总线接口的传感器，所述传感器具有子控单元和连接CAN线缆的接口，且当传感器为多个时，将多个传感器通过CAN总线依次串接后连接至CAN总线接口，以通过CAN总线将各个传感器的检测信号传输至主控单元，所述主控单元为每个传感器设置有独立的信号处理通道，同时还为每个信号处理通道设置有两个报警阈值；其中，所述主控单元上还连有报警控制系统，所述报警控制系统包括声光报警装置以及与柴油机控制系统相连的停车控制装置；

所述两个报警阈值包括预警阈值和报警阈值，所述主控单元还在显示单元上为每个传感器设置有预警显示区域和报警显示区域；其中，当主控单元检测到当前环境任一个传感器的检测信号达到预警阈值时，发送第一控制信号给显示单元，使显示单元在对应该传感器的预警显示区域显示黄色，并控制预警继电器动作使声光报警装置发出预警信号；当主控单元检测到当前环境中任一个传感器的检测信号达到报警阈值时，发送第二控制信号给显示单元，使显示单元在对应该传感器的报警显示区域显示红色，并控制报警继电器动作使声光报警装置发出报警信号；所述预警继电器和报警继电器与主控单元电连接，主控单元通过控制声光报警装置使预警信号和报警信号具有不同的报警形式；

所述主控单元上还设有火警探测器，所述火警探测器为火警传感器，所述火警传感器包括过滤装置、气体感应头、气体集散器，所述过滤装置通过一连接盘与气体集散器的前端连通，所述气体感应头的前端伸入气体集散器的内腔中且位于气体集散器的尾端以让气体感应头的感应端能够接收过滤装置过滤后的气体；所述气体集散器底部设有与其内腔连通的消声器；

传感器包括用于可燃气体浓度定量检测的气体传感器和用于环境内可燃气体定性检测的环境传感器；所述气体传感器为红外非分光可燃气体传感器；所述环境传感器为电导型气敏传感器。

2.根据权利要求1所述的可燃气体智能探测报警系统，其特征在于，所述使预警信号和报警信号具有不同的报警形式包括：控制声光报警装置使预警信号和报警信号分别为光信号和声音信号中的其中一种，或者控制声光报警装置使预警信号和报警信号均为声光信号，但具有不同的发音频率。

3.根据权利要求2所述的可燃气体智能探测报警系统，其特征在于，所述气体传感器包括排气管传感器、呼吸管传感器、空气总管传感器、本安燃气总管传感器。

4.根据权利要求2所述的可燃气体智能探测报警系统，其特征在于，所述气体传感器具有子控单元和连接CAN线缆的接口，子控单元上还连有操作设定模块、显示模块以及电源模块。

5.根据权利要求1所述的可燃气体智能探测报警系统，其特征在于，所述主控单元上设有自检单元。