CN105841311A - 换气系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换气系统，涉及通风换气领域，主要目的是实时监测基坑中氧气浓度，并根据监测结果实时向基坑内送风或者停止送风。本发明的主要技术方案为：换气系统包括：至少一个监测装置、控制装置以及换气装置，监测装置用于监测预定位置气体浓度；控制装置与监测装置连接，用于接收监测装置所监测的气体浓度信号，并根据所接收的气体浓度信号产生控制指令；换气装置与控制装置连接，根据控制装置的控制指令进行换气工作。本发明换气系统能够对基坑中的氧气或者二氧化碳进行实时的监控，根据监控的气体浓度数据，控制换气装置对基坑进行通风以及停止通风，实现了实时监测和实时送风，有效保护施工人员的生命安全，且工作效率高，节省资源。

Description

换气系统

技术领域

本发明涉及通风换气领域，尤其涉及一种换气系统。

背景技术

在输电线路的建设中，输电塔需要建设的很高，重量也很大，所以输电线路的基础需要建造的很坚固，输电线路基础需要根据输电塔的体量的不同挖掘不同大小和不同深度的基坑。

在输电线路基础施工中，有一种基础为人工挖孔基础，这种基础需要人工向地下开挖，最深的开挖深度已超过20米，每个基坑的平均开挖周期在一个月左右，由于长时间的沉淀，导致基坑底部的有害气体浓度超标，施工人员所需要的氧气浓度下降，危及施工人员的人身安全。

目前，同行业施工中所采用的施工方法，一种是在施工人员下坑前采用鼓风机向基坑内送风5分钟后下坑作业的方法，此方法不能确保整个施工过程中坑底氧气浓度能够满足施工人员的需求，如果施工人员长时间的工作容易出现窒息的危险，但是如果一直向基坑内送风，又会导致资源浪费。另一种作业的方法，是使用手持式氧气浓度检测仪对基坑内的氧气浓度进行监测，但是此种方式不能实现当氧气浓度降低时及时向基坑内送风，无法实现实时监测和实时送风，无法保证长时间在基坑中工作的施工人员的人身安全。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种换气系统，主要目的是实时监测基坑中氧气浓度，并根据监测结果实时向基坑内送风或者停止送风。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种换气系统，该系统包括：至少一个监测装置，用于

监测预定位置气体浓度；

控制装置，所述控制装置与所述监测装置连接，用于接收所述监测装置所监测的气体浓度信号，并根据所接收的气体浓度信号产生控制指令；

换气装置，所述换气装置与所述控制装置连接，根据所述控制装置的控制指令进行换气工作；

当所述监测装置监测的气体浓度低于第一预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置进行换气，当所述监测装置监测的气体浓度高于第二预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置停止换气；

或当所述监测装置监测的气体浓度高于第三预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置进行换气，当所述监测装置监测的气体浓度低于第四预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置停止换气。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的换气系统，其中所述监测装置包括气体浓度传感器和第一信号处理模块，所述第一信号处理模块与所述气体浓度传感器连接，用于接收所述气体浓度传感器所监测的气体浓度信号，并做处理。

优选的，前述的换气系统，其中所述气体浓度传感器为氧气浓度传感器，当所述预定位置氧气浓度低于所述第一预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置进行换气，当所述预定位置氧气浓度高于所述第二预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置停止换气；

或者所述气体浓度传感器为二氧化碳浓度传感器，当所述预定位置二氧化碳浓度高于所述第三预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置进行换气，当所述预定位置二氧化碳浓度低于所述第四预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置停止换气。

优选的，前述的换气系统，其中所述控制装置包括第二信号处理模块、与所述第二信号处理模块连接的处理器以及与所述处理器连接的驱动模块，所述第二信号处理模块与所述第一信号处理模块连接，用于接收第一信号处理模块所传送的气体浓度信号，并做处理后传送给所述处理器。

优选的，前述的换气系统，其中所述控制装置还包括供电模块，所述供电模块分别与所述第二信号处理模块、所述处理器、所述驱动模块、所述第一信号处理模块以及所述气体浓度传感器连接。

优选的，前述的换气系统，其中所述供电模块采用隔离供电系统。

优选的，前述的换气系统，其中所述控制装置还包括逻辑运算模块和挡位调节开关，所述逻辑运算模块与所述供电模块连接，所述挡位调节开关的第一连接端与所述第二信号处理模块连接，第二连接端与所述逻辑运算模块连接，第三连接端与所述处理器连接。

优选的，前述的换气系统，其中所述监测装置还包括电压保护模块和第一报警模块；

所述电压保护模块分别与所述气体浓度传感器、所述供电模块以及所述第一报警模块连接，所述第一报警模块分别与所述气体浓度传感器以及供电模块连接；

所述控制装置还包括第二报警模块，分别与所述处理器以及供电模块连接。

优选的，前述的换气系统，其中所述换气装置包括风机和至少一个与所述风机连接的通风管路，所述驱动模块与所述风机连接，用于控制所述风机的工作。

优选的，前述的换气系统，其中所述换气装置还包括气流分配器，所述气流分配器的第一端与所述风机连接，所述气流分配器的第二端设置有四个通气孔，所述四个通气孔分别与所述通风管路连接。

借由上述技术方案，本发明换气系统至少具有下列优点：

本发明技术方案中，监测装置能够监测基坑中气体的浓度，可以监测基坑内氧气浓度或者二氧化碳浓度，并将监测的气体浓度值传送给控制装置，通过控制装置对浓度的判断，控制换气装置对基坑进行换气，当对基坑中氧气浓度进行监测时，监测装置监测的氧气浓度低于第一预设浓度值时，控制装置控制换气装置进行换气，当监测装置监测的氧气浓度高于第二预设浓度值时，控制装置控制换气装置停止换气；或者当对基坑中二氧化碳浓度进行监测时，监测装置监测的二氧化碳浓度高于第三预设浓度值时，控制装置控制换气装置进行换气，当监测装置监测的二氧化碳浓度低于第四预设浓度值时，控制装置控制换气装置停止换气。相比于现有技术，同行业施工中所采用的施工方法，一种是在施工人员下坑前采用鼓风机向基坑内送风5分钟后下坑作业的方法，此方法不能确保整个施工过程中坑底氧气浓度能够满足施工人员的需求，如果施工人员长时间的工作容易出现窒息的危险，但是如果一直向基坑内送风，又会导致资源浪费；另一种作业的方法，是使用手持式氧气浓度检测仪对基坑内的氧气浓度进行监测，但是此种方式不能实现当氧气浓度降低时及时向基坑内送风，无法实现实时监测和实时送风，无法保证长时间在基坑中工作的施工人员的人身安全，本发明换气系统能够对基坑中的氧气或者二氧化碳进行实时的监控，并根据监控的气体浓度数据，控制换气装置对基坑进行通风以及停止通风，实现了实时监测和实时送风，有效保护施工人员的生命安全，且工作效率高，节省资源。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种换气系统电连接结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种换气系统的使用状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的实施例提出的一种换气系统，其包括：至少一个监测装置1、控制装置2以及换气装置3，监测装置1用于监测预定位置气体浓度；控制装置2与监测装置1连接，用于接收监测装置1所监测的气体浓度信号，并根据所接收的气体浓度信号产生控制指令；换气装置3与控制装置2连接，根据控制装置2的控制指令进行换气工作；当监测装置1监测的气体浓度低于第一预设浓度值时，控制装置2控制换气装置3进行换气，当监测装置1监测的气体浓度高于第二预设浓度值时，控制装置2控制换气装置3停止换气；或当监测装置1监测的气体浓度高于第三预设浓度值时，控制装置2控制换气装置3进行换气，当监测装置1监测的气体浓度低于第四预设浓度值时，控制装置2控制换气装置3停止换气。

如图2所示，为本发明换气系统的使用状态示意图，将监测装置1布置于距基坑4底部20-100cm处，最佳的是布置在距基坑4底部30cm处，控制装置2以及换气装置3都布置在基坑4的顶部，并将换气装置3的通风管路31伸入基坑4底部。

在工作时监测装置将所监测的气体浓度信号传送给控制装置，控制装置根据所设定的气体浓度范围，控制换气装置对基坑换气，其中最主要的是对基坑中氧气或者二氧化碳的浓度监测，即当对基坑中氧气浓度进行监测时，监测装置监测的氧气浓度低于第一预设浓度值时，控制装置控制换气装置进行换气，当监测装置监测的氧气浓度高于第二预设浓度值时，控制装置控制换气装置停止换气；或者当对基坑中二氧化碳浓度进行监测时，监测装置监测的二氧化碳浓度高于第三预设浓度值时，控制装置控制换气装置进行换气，当监测装置监测的二氧化碳浓度低于第四预设浓度值时，控制装置控制换气装置停止换气。

具体的，监测装置可以是四个，可对输电塔的四个基坑同时进行气体浓度监测，其中监测装置可用来监测氧气或者二氧化碳的浓度；且监测装置主要为气体浓度监测器体积很小，控制装置的体积也可以做的很小，至于换气装置可以使用普通的风机，体积也很小，都便于携带，便于安装使用。

本发明技术方案中，监测装置能够监测基坑中气体的浓度，可以监测基坑内氧气浓度或者二氧化碳浓度，并将监测的气体浓度值传送给控制装置，通过控制装置对浓度的判断，控制换气装置对基坑进行换气，当对基坑中氧气浓度进行监测时，监测装置监测的氧气浓度低于第一预设浓度值时，控制装置控制换气装置进行换气，当监测装置监测的氧气浓度高于第二预设浓度值时，控制装置控制换气装置停止换气；或者当对基坑中二氧化碳浓度进行监测时，监测装置监测的二氧化碳浓度高于第三预设浓度值时，控制装置控制换气装置进行换气，当监测装置监测的二氧化碳浓度低于第四预设浓度值时，控制装置控制换气装置停止换气。相比于现有技术，同行业施工中所采用的施工方法，一种是在施工人员下坑前采用鼓风机向基坑内送风5分钟后下坑作业的方法，此方法不能确保整个施工过程中坑底氧气浓度能够满足施工人员的需求，如果施工人员长时间的工作容易出现窒息的危险，但是如果一直向基坑内送风，又会导致资源浪费；另一种作业的方法，是使用手持式氧气浓度检测仪对基坑内的氧气浓度进行监测，但是此种方式不能实现当氧气浓度降低时及时向基坑内送风，无法实现实时监测和实时送风，无法保证长时间在基坑中工作的施工人员的人身安全，本发明换气系统能够对基坑中的氧气或者二氧化碳进行实时的监控，并根据监控的气体浓度数据，控制换气装置对基坑进行通风以及停止通风，实现了实时监测和实时送风，有效保护施工人员的生命安全，且工作效率高，节省资源。

如图1所示，在具体实施当中，其中监测装置1包括气体浓度传感器11和第一信号处理模块12，第一信号处理模块12与气体浓度传感器11连接，用于接收气体浓度传感器11所监测的气体浓度信号，并做处理。

具体的，监测装置主要的功能部件为气体浓度传感器，并在气体浓度传感器的信号出口连接第一信号处理模块，对气体浓度传感器传送出来的气体浓度信号进行滤波、降噪同时进行放大，这样监测装置传送出去的气体浓度信号才清晰稳定。

如图1所示，在具体实施当中，其中气体浓度传感器11为氧气浓度传感器，当预定位置氧气浓度低于第一预设浓度值时，控制装置2控制换气装置3进行换气，当预定位置氧气浓度高于第二预设浓度值时，控制装置2控制换气装置3停止换气；或者气体浓度传感器11为二氧化碳浓度传感器，当预定位置二氧化碳浓度高于第三预设浓度值时，控制装置2控制换气装置3进行换气，当预定位置二氧化碳浓度低于第四预设浓度值时，控制装置2控制换气装置3停止换气。

具体的，作为输电线路基础的基坑，有些需要人工挖掘，且基坑的深度较深，最深的已经超过20米，在长时间的积累，基坑中的氧气浓度会降低，二氧化碳的浓度会升高，会严重影响工人的生命安全，所以监测装置中的气体浓度传感器优选为氧气浓度传感器或者二氧化碳浓度传感器，进而对基坑中的氧气浓度或者二氧化碳浓度进行实时监控，最佳的氧气浓度传感器可选用进口的KE-25型医用高精度氧气浓度传感器，其中为了保护工人的生命安全，根据人体对氧气浓度的需求将设定氧气的预设浓度范围，最佳的将氧气在空气中的浓度设定为19％-21％，即第一预设浓度值为19％，第二预设浓度为21％，或者根据人体能够接受二氧化碳浓度的范围，设定为二氧化碳的预设浓度范围，最佳的将二氧化碳在空气中的浓度设定为0.03％-0.15％，即第三预设浓度值为0.15％，第四预设浓度值为0.03％。

如图1所示，在具体实施当中，其中控制装置2包括第二信号处理模块21、与第二信号处理模块21连接的处理器22以及与处理器22连接的驱动模块23，第二信号处理模块21与第一信号处理模块12连接，用于接收第一信号处理模块12所传送的气体浓度信号，并做处理后传送给处理器22。

具体的，在控制装置中设置第二信号处理模块，用来接收第一信号处理模块传送来的气体浓度信号，并将信号滤波、去毛刺以及放大，然后将信号传送给处理器，之后通过处理器的判断，看所监测的气体浓度是否在设定浓度范围之内，如果超出气体浓度设定值，则发出信号给驱动模块，使驱动模块控制换气装置工作，或者停止工作，例如当对基坑中氧气浓度进行监测时，监测装置监测的氧气浓度低于第一预设浓度值时，控制装置控制换气装置进行换气，当监测装置监测的氧气浓度高于第二预设浓度值时，控制装置控制换气装置停止换气；或者当对基坑中二氧化碳浓度进行监测时，监测装置监测的二氧化碳浓度高于第三预设浓度值时，控制装置控制换气装置进行换气，当监测装置监测的二氧化碳浓度低于第四预设浓度值时，控制装置控制换气装置停止换气。

在具体实施当中，控制装置还包括采用隔离供电系统的供电模块，供电模块分别与第二信号处理模块、处理器、驱动模块、第一信号处理模块以及气体浓度传感器连接。

具体的，在控制装置中设置采用隔离供电系统的供电模块进行供电，供电模块为第二信号处理模块、处理器、驱动模块、第一信号处理模块以及气体浓度传感器供电，但是供电模块的控制开关设置在控制装置上，即关闭控制装置时监测装置也断电。

在具体实施当中，其中控制装置还包括逻辑运算模块和挡位调节开关，逻辑运算模块与供电模块连接，挡位调节开关的第一连接端与第二信号处理模块连接，第二连接端与逻辑运算模块连接，第三连接端与处理器连接。

具体的，在控制装置上设置一个能够调节本发明换气系统自动控制和手动控制的挡位调节开关，当挡位调节开关将第二信号处理模块与处理器连通时，本发明换气系统处于自动控制状态，监测装置所监测的气体浓度信号，需要传送给处理器进行处理，并控制换气装置进行换气或者停止换气，当挡位调节开关将逻辑运算模块与处理器连通时，逻辑运算模块会发出一个高电平给处理器，处理器会向驱动模块发送进行工作的信号，进而驱动模块控制换气装置一直工作。

在具体实施当中，其中监测装置还包括电压保护模块和第一报警模块；电压保护模块分别与气体浓度传感器、供电模块以及第一报警模块连接，第一报警模块分别与气体浓度传感器以及供电模块连接；控制装置还包括第二报警模块，分别与处理器以及供电模块连接。

具体的，为了使监测装置准确的工作，在监测装置中设置电压保护模块，当电压过低时停止监测装置工作，以免电压过低影响监测装置正常工作，导致监测装置传送不准确的气体浓度信号，且当电压不满足工作需求时，控制第一报警模块发出警报，提醒工作人员对供电电压进行检查，同时分别在监测装置和控制装置上安装第一报警模块和第二报警模块，在监测装置监测的氧气浓度或者二氧化碳浓度，超出预设浓度范围值时发出警报，提醒工作人员对基坑进行通风。

在具体实施当中，其中换气装置包括风机和至少一个与风机连接的通风管路，驱动模块与所述风机连接，用于控制所述风机的工作。

具体的，将风机设置在基坑之外，将通风管路伸入基坑底部，并通过驱动模块的控制，风机工作对基坑内的空气更新。其中风机可以是向基坑中吹风，或者将基坑中的粉尘或者有害气体吸出。

在具体实施当中，其中换气装置还包括气流分配器，气流分配器的第一端与风机连接，气流分配器的第二端设置有四个通气孔，四个通气孔分别与通风管路连接。

具体的，通过使用气流分配器可以连接多根通风管路，最佳的方案是在气流分配器上设置四个通气孔，并在每个通气孔上都设置开关阀门，这样一台风机就可以同时为四个基坑换气。并且通风管路可使用风布作为向基坑内送风的管道，由于几十米的风布能够卷成很小的一团，所以能够方便携带有助于本发明换气系统的便携，或者使用硬质通风管，在使用风机以吸风的方式将基坑中的粉尘或者有害气体吸出时，硬质通风管不会因吸力而变瘪，不会影响风机正常工作。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种换气系统，其特征在于，包括：

至少一个监测装置，用于监测预定位置气体浓度；

控制装置，所述控制装置与所述监测装置连接，用于接收所述监测装置所监测的气体浓度信号，并根据所接收的气体浓度信号产生控制指令；

换气装置，所述换气装置与所述控制装置连接，根据所述控制装置的控制指令进行换气工作；

当所述监测装置监测的气体浓度低于第一预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置进行换气，当所述监测装置监测的气体浓度高于第二预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置停止换气；

或当所述监测装置监测的气体浓度高于第三预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置进行换气，当所述监测装置监测的气体浓度低于第四预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置停止换气。

2.根据权利要求1所述的换气系统，其特征在于，

所述监测装置包括气体浓度传感器和第一信号处理模块，所述第一信号处理模块与所述气体浓度传感器连接，用于接收所述气体浓度传感器所监测的气体浓度信号，并做处理。

3.根据权利要求2所述的换气系统，其特征在于，

所述气体浓度传感器为氧气浓度传感器，当所述预定位置氧气浓度低于所述第一预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置进行换气，当所述预定位置氧气浓度高于所述第二预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置停止换气；

或者所述气体浓度传感器为二氧化碳浓度传感器，当所述预定位置二氧化碳浓度高于所述第三预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置进行换气，当所述预定位置二氧化碳浓度低于所述第四预设浓度值时，所述控制装置控制所述换气装置停止换气。

4.根据权利要求3所述的换气系统，其特征在于，

所述控制装置包括第二信号处理模块、与所述第二信号处理模块连接的处理器以及与所述处理器连接的驱动模块，所述第二信号处理模块与所述第一信号处理模块连接，用于接收第一信号处理模块所传送的气体浓度信号，并做处理后传送给所述处理器。

5.根据权利要求4所述的换气系统，其特征在于，

所述控制装置还包括供电模块，所述供电模块分别与所述第二信号处理模块、所述处理器、所述驱动模块、所述第一信号处理模块以及所述气体浓度传感器连接。

6.根据权利要求5所述的换气系统，其特征在于，

所述供电模块采用隔离供电系统。

7.根据权利要求6所述的换气系统，其特征在于，

所述控制装置还包括逻辑运算模块和挡位调节开关，所述逻辑运算模块与所述供电模块连接，所述挡位调节开关的第一连接端与所述第二信号处理模块连接，第二连接端与所述逻辑运算模块连接，第三连接端与所述处理器连接。

8.根据权利要求7所述的换气系统，其特征在于，

所述监测装置还包括电压保护模块和第一报警模块；

所述电压保护模块分别与所述气体浓度传感器、所述供电模块以及所述第一报警模块连接，所述第一报警模块分别与所述气体浓度传感器以及供电模块连接；

所述控制装置还包括第二报警模块，分别与所述处理器以及供电模块连接。

9.根据权利要求8所述的换气系统，其特征在于，

所述换气装置包括风机和至少一个与所述风机连接的通风管路，所述驱动模块与所述风机连接，用于控制所述风机的工作。

10.根据权利要求9所述的换气系统，其特征在于，

所述换气装置还包括气流分配器，所述气流分配器的第一端与所述风机连接，所述气流分配器的第二端设置有四个通气孔，所述四个通气孔分别与所述通风管路连接。