CN105823525B - 城镇下水道水位与有毒有害气体的自动预警、报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市下水道水位与有毒有害气体的自动预警报警装置，该装置包括壳体、监测传感器和电路板，电路板上设置有电源(1)电路，间歇性工作电路单元，常规监测电路单元，预警监测电路单元，报警监测电路单元，微处器(12)和预警数据、报警数据输出装置(13)；微处理器(12)对传感器输入的数据分折处理后，经数据输出装置(13))上传报警数据；其优点是，可根据各城市的具体情况，设置预警和报警数据阀值实行预警和报警，使城市管理者有较充分的时间和思想准备，及时处置警情，提高了应急处置效率。

Description

城镇下水道水位与有毒有害气体的自动预警、报警装置

技术领域：

本发明涉及一种水位及有毒有害气体的监测报警装置，尤其是涉及到地下暗道中的水位及有毒有害气体的监测报警装置，具体讲是一种城镇下水道水位与有毒有害气体的自动预警报警装置。

背景技术：

目前，城镇下水道管道内的生活污水与工业废水并存，污水与雨水混合，注入下水道的各种水源来源广，下水道内的水位易涨易落，且不易掌握其涨落规律，有些下水道被堵塞，造成下水道内的污水漫入街道，这不仅污染城镇环境，而且给行人带来极大的不方便和危险。特别是暴雨来临时，下水道排泄不畅，极易造成城镇内涝，城镇低洼交通密集区容易因内涝发生交通事故，甚至人员的伤亡。2012年北京“7.21”特大暴雨发生的重大内涝事故，造成了极大人员伤亡和巨大的经济损失，社会影响极大。再则，城镇下水道内的生活污水与工业废水并存，各种垃圾与废气水混合发酵，产生并积累大量有害有毒气体，使下水道成为一颗“隐形炸弹”，下水道内的有毒有害气体夺去维修人员生命的事故也时有发生。所有这些，为城镇的管理者和大众敲响了警钟；因此迫切需要研发城镇下水道污水与有毒有害气体的预警、报警装置，有效监测和预报、报警，以杜绝或减少此类事故的发生。由于城镇下水道处在地下深处，水道封闭，地形复杂多样，采用常用的水位监测装置及气体监测仪，很难满足城镇下水道的水位与气体监测、预警、报警的要求。本行业技术人员都很清楚，城镇下水道的水位变化、有害或有毒气体的警情在时间上呈不确定性，若采用常用的水位监测报警装置及有毒有害气体监测仪，这不仅存在易施工、造价高等问题，而且常用的水位监测报警装置及有毒有害气体监测仪一般都是连续工作，一个城镇安装很多个监测装置，其用电量很大，挤占了工业用电和人们的生活用电，不符合国家节约用电的原则，若采用直流电池供电，又需要经常去更换电池和维护，增加了维护和管理成本，造成效率不高。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种可节约用电，可降低维护费用和管理成本，采用间歇性工作，根据各城镇的具体情况，设置预警和报警数据阀值的城镇下水道水位与有毒有害气体的自动预警报警装置。

本发明的技术解决方案是：

一种城镇下水道水位与有毒有害气体的自动预警报警装置，该装置包括壳体、监测传感器和电路板，所述的监测传感器与电路板上的传感器接点导通，所述的电路板设置在壳体内，其特征在于：

所述的电路板上设置有电源电路，间歇性工作电路单元，常规监测电路单元，预警监测电路单元，报警监测电路单元，微处理器和数据输出装置，所述的间歇性工作电路单元主要由可调方波振荡器、门电路A、继电器A、晶体三极管A构成，所述的常规监测电路单元主要由晶体三极管B、继电器B、门电路B和三级监测传感器构成，所述的预警监测电路单元主要由门电路C、二级监测传感器构成，所述的报警监测电路单元主要由门电路D、一级监测传感器构成；

所述的可调方波振荡器输出使晶体三极管A基极为低电平或高电平时，连接在晶体三极管A集电极上的继电器A的输出触点处于常闭状态或导通状态，后续的监测传感器、晶体三极管B、继电器B、门电路B不工作或工作；

所述的门电路B的晶体三极管B基极为低电平或高电平时，后续预警监测电路单元和报警监测电路单元导通或不导通，门电路C、门电路D、微处理器、数据输出装置不工作或工作；

所述的预警监测电路单元和报警监测电路单元通过不同的I/O接口与微处理器导通；并通过微处理器不同的中断口与门电路C和门电路D的输出端连接，微处理器通过不同的中断口和I/O接口检测和监测预警和报警阈值；微处理器对二级、一级水位传感器和二级、一级有害气体传感器输入的数据分折处理后，经数据输出装置上传预警、报警数据发出警报。

当门电路B的晶体三极管B基极为高电平时，且三级监测传感器的监测数据进入预设警情阈值后，继电器B反馈至门电路A，使门电路A处于自锁状态，预警监测电路单元和报警监测电路单元连续导通，后续门电路C、门电路D、微处理器、数据输出装置处于连续工作状态。当三级监测传感器的监测数据降为小于预设警情阈值后，门电路A的自锁状态自动解除，后续门电路C、门电路D、微处理器、数据输出装置恢复至平时休眠状态，即后续预警监测电路单元和报警监测电路单元不导通，门电路C、门电路D、微处理器、数据输出装置处于不工作状态。

所述的监测传感器是指水位传感器和有毒气体传感器及有害气体传感器。

本发明一种城镇下水道水位与有毒有害气体的自动预警报警装置具有以下优点：设置间歇性工作电路单元，当可调方波振荡器输出使晶体三极管A基极为低电平或高电平时，连接在晶体三极管A集电极上的继电器A的输出触点处于常闭状态或导通状态，后续的监测传感器、晶体三极管B、继电器B、门电路B、门电路C、门电路D、微处理器、数据输出装置不工作或工作，使本装置采用间歇性工作，可节约用电，可降低维护和管理成本，设置警情预警监测电路单元和警情报警监测电路单元，可根据各城镇的具体情况，设置预警和报警数据阀值实行预警和报警，使城镇管理者有较充分的时间和思想准备，及时处置警情，提高了应急处置效率。

附图说明：

图1为本发明一种城镇下水道水位与有毒有害气体的自动预警报警装置电路原理方框示意图。

图中所示：1、电源，2、可调方波振荡器，3、门电路A，4、继电器A，5、晶体三极管A，6、晶体三极管B，7、继电器B，8、门电路B，9、传感器接点，10、门电路C，11、门电路D，12、微处理器，13、数据输出装置。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种城镇下水道水位与有毒有害气体的自动预警报警装置，该装置包括壳体、监测传感器和电路板，所述的监测传感器包括水位探针传感器和有毒气体传感器和有害气体传感器，所述的监测传感器与电路板上的传感器接点9导通，所述的电路板设置在壳体内；

所述的电路板上设置有电源1电路，间歇性工作电路单元，常规监测电路单元(即水位及有毒、有害气体常规监测电路单元)，预警监测电路单元(即水位及有毒、有害气体预警监测电路单元)，报警监测电路单元(即水位及有毒、有害气体报警监测电路单元)，微处理器12和预警数据、报警数据输出装置13；所述的间歇性工作电路单元主要由可调方波振荡器2、门电路A 3、继电器A 4、晶体三极管A 5构成，所述的水位及有毒、有害气体常规监测电路单元主要由晶体三极管B 6、继电器B 7、门电路B 8和三级水位传感器接点9(即图1中B3)和三级有毒、有害气体传感器接点9(即图1中的C3和D3)构成，所述的预警监测电路单元主要由门电路C10、二级水位传感器接点9(即图1中的B2)和二级有毒、有害气体传感器接点9(即图1中的C2和D2)构成，所述的报警监测电路单元主要由门电路D11、一级水位传感器接点9(即图1中的B1)和一级有毒、有害气体传感器接点9(即图1中的C1和D1)构成；

所述的可调方波振荡器2输出使晶体三极管A 5基极为低电平或高电平时，连接在晶体三极管A 5集电极上的继电器A 4的J2触点处于常闭状态或连接在继电器B上的J3导通，后续的传感器接点9、晶体三极管B 6、继电器B 7、门电路B 8不工作或工作；

所述的门电路B 8的晶体三极管B 6基极为低电平或高电平时，后续门电路C10、门电路D11、微处理器12、数据输出装置13不工作或工作；

当门电路B的晶体三极管B基极为高电平时，且三级监测传感器的监测数据进入预设警情阈值后，继电器B反馈至门电路A，使门电路A处于自锁状态，预警监测电路单元和报警监测电路单元连续导通，后续门电路C、门电路D、微处理器、数据输出装置处于连续工作状态。当三级监测传感器的监测数据降为小于预设警情阈值后，门电路A的自锁状态自动解除，后续门电路C、门电路D、微处理器、数据输出装置恢复至平时休眠状态，即后续预警监测电路单元和报警监测电路单元不导通，门电路C、门电路D、微处理器、数据输出装置处于不工作状态。

所述的监测传感器是指水位传感器和有毒气体传感器及有害气体传感器。

本发明的工作原理是，平时电源1只供给可调方波振荡器2、门电路A 3、继电器A4、晶体三极管A 5工作。

当可调方波振荡器2输出使连接门电路A 3的晶体三极管A 5基极为低电平时，晶体三极管A 5处于截止状态，连接在晶体三极管A集电极与继电器A 4的J2(见图1)触点处于常闭状态，连接在继电器A 4的J1触点上，此时，传感器接点9、晶体三极管B 6、继电器B 7、门电路B 8、门电路C10、门电路D11、微处理器12、数据输出装置13没有接通电源，不工作。

当可调方波振荡器2输出使连接门电路A 3的晶体三极管A 5基极为高电平，晶体三极管A 5处于饱和状态，连接在晶体三级管A集电极继电器A 4的J2(见图1)触点处于常开状态，与继电器A上的J3(见图1)触点导通，此时，晶体三极管B 6、继电器B 7、门电路B 8、传感器接点9接通电源。此时，有两种情况：一种情况当传感器接点9都未出现预设的警情数据，(微处理器12未检测到二级或一级监测传感器输入的监测数据进入预警和报警阈值)即水位接点B3、有毒气体接点C3、有害气体接点D3连接门电路B 8的晶体三极管B 5基极为低电平，连接在晶体三极管B集电极的继电器B 7的J5(见图1)触点处于常闭状态，而J5触点与J3触点及水位及有害气体预警监测电路单元正电源均接通电源，但继电器B 7的J6(见图1)触点连接到门电路A的晶体三极管A基极为低电平时，门电路C10、门电路D11、微处理器12、数据输出装置13没有接通电源，不工作。

另一种情况是传感器接点9出现预设的警情，即三级监测传感器的监测数据进入预设警情阈值后，继电器B 8反馈至至门电路A 3，使门电路A 3处于自锁状态，预警监测电路单元和报警监测电路单元连续导通，后续门电路C10、门电路D11、微处理器12、数据输出装置13处于连续工作状态，也就是说，即水位B3、有毒气体C3、有毒有害气体D3中的任意一个使连接门电路B 8的晶体三极管B 5基极为高电平，连接在晶体三极管B 6集电极上的继电器B 7的J5触点处于常开状态，与继电器B 7的J6触点导通，连接门电路A 3的晶体三极管A 5基极为高电平，晶体三极管A 5处于饱和状态，连接在晶体三极管A集电极继电器A的J2触点处于常开状态，与继电器A的J3触点导通，这样无论可调方波振荡器输出使连接门电路A的晶体三极管A基极为低电平还是高电平，晶体三极管A仍然处于饱和状态，连接在晶体管A集电极继电器A的J2触点处于常开状态，连接在继电器A的J3，继电器A的J6触点得到正电源，由于继电器A的J6触点连接门电路C、门电路D、微处理器、数据输出装置正电源端，门电路C、门电路D、微处理器、数据输出装置接通电源，始终工作。微处理器将水位B3、有毒气体C3、有毒有害气体D3中的任意一个的常规警情通过数据输出装置输出常规警情数据，进入睡眠状态。当警情进一步升级到预警警情，即水位B2、有毒气体C2、有毒有害气体D2中的任意一个通过门电路D触发微处理器12的中断，微处理器12进入工作状态，通过I/O4、I/O5、I/O6识别那种警情，通过数据输出装置13输出预警数据。当警情到达预设警戒线时，即水位B1、有毒气体C1、有毒有害气体D1中的任意一个通过门电路D触发微处理器的中断，微处理器，通过I/O1、I/O2、I/O3识别那种警情，通过数据输出装置输出报警数据。

直到水位B3、有毒气体C3、有毒有害气体D3警情信号解除，才恢复如前。

Claims (1)

1.一种城镇下水道水位与有毒有害气体的自动预警报警装置，该装置包括壳体、监测传感器和电路板，所述的监测传感器包括水位探针传感器和有毒气体传感器和有害气体传感器，所述的监测传感器与电路板上的传感器接点(9)导通，所述的电路板设置在壳体内；其特征在于：

所述的电路板上设置有电源(1)电路，间歇性工作电路单元，常规监测电路单元，预警监测电路单元，报警监测电路单元，微处理器(12)和预警数据、报警数据输出装置(13)；所述的间歇性工作电路单元由可调方波振荡器(2)、门电路A(3)、继电器A(4)、晶体三极管A(5)构成，所述的常规监测电路单元主要由晶体三极管B(6)、继电器B(7)、门电路B(8)和三级水位传感器接点(9)和三级有毒、有害气体传感器接点(9)构成，所述的预警监测电路单元由门电路C(10)、二级水位传感器接点(9)和二级有毒、有害气体传感器接点(9)构成，所述的报警监测电路单元由门电路D(11)、一级水位传感器接点(9)和一级有毒、有害气体传感器接点(9)构成；

所述的可调方波振荡器(2)输出使晶体三极管A(5)基极为低电平或高电平时，连接在晶体三极管A(5)集电极上的继电器A(4)的J2触点处于常闭状态或连接在继电器B(7)上的J3导通，后续的传感器接点(9)、晶体三极管B(6)、继电器B(7)、门电路B(8)不工作或工作；

所述的门电路B(8)的晶体三极管B(6)基极为低电平或高电平时，后续门电路C(10)、门电路D(11)、微处理器(12)、数据输出装置(13)不工作或工作；

所述的预警监测电路单元和所述的报警监测电路单元通过不同的I/O接口与微处理器(12)导通；并通过微处理器(12)不同的中断口与门电路C(10)和门电路D(11)的输出端连接，微处理器(12)通过不同的中断口和I/O接口检测和监测预警和报警阈值；微处理器(12)对二级水位传感器和二级有毒、有害气体传感器输入的数据分折处理后，经数据输出装置(13)上传预警数据；微处理器(12)对一级水位探针传感器和一级有毒、有害气体传感器输入的数据分折处理后，经数据输出装置(13)上传预警、报警数据发出警报，报警数据；

当所述的门电路B(8)的晶体三极管B(6)基极为高电平时，且三级监测传感器的监测数据进入预设警情阈值后，继电器B(7)反馈至门电路A(3)，使门电路A(3)处于自锁状态，预警监测电路单元和报警监测电路单元连续导通，后续门电路C(10)、门电路D(11)、微处理器(12)、数据输出装置(13)处于连续工作状态，当三级监测传感器的监测数据降为小于预设警情阈值后，门电路A的自锁状态自动解除，后续门电路C(10)、门电路D(11)、微处理器(12)、数据输出装置(13)恢复平时休眠状态，即后续预警监测电路单元和报警监测电路单元导通或不导通，门电路C(10)、门电路D(11)、微处理器(12)、数据输出装置(13)处于不工作状态；

所述的监测传感器是指水位传感器和有毒气体传感器及有害气体传感器。

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