CN106227129A - 工程安全监控方法和工程安全监控仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供工程安全监控方法，其特征在于：具有如下步骤：A：将具有传感器、主控制芯片、自组网无线通信模块的工程安全监控仪安装在工程安全监控工位；B：保持传感器、主控制芯片、自组网无线通信模块通电工作；C：传感器探测工程安全参数，将参数发送给主控制芯片；D：主控制芯片将参数及自身位置通过自组网无线通信模块发送给数据中心；E：并且主控制芯片分析参数，如果超出安全范围，则发出警报。本发明还提供工程安全监控仪。本发明使工程现场数据得到及时监控和处理，安装方便，轻巧，适用于各种场合。

Description

工程安全监控方法和工程安全监控仪

技术领域

本发明属于一种安全检测领域，尤其涉及一种工程安全检测的方法。

背景技术

工程安全监控，是指在水、电、煤气等等工程领域，监控气体浓度、设备破坏可能性。

以工程现场的甲烷为例：

全国特大型城市的燃气管道设施错综复杂，仅北京燃气管道总长就超过了100公里。管道的错综复杂加上总长太长，对管线安全及日常维护造成了极大的影响。特别是在一些燃气管道复杂的施工现场和各种有燃气泄漏隐患的地方，燃气泄漏导致爆炸的新闻屡有报道，造成了人员伤亡和经济损失。

目前在管道施工或有煤气泄漏的场合是使用利用MJC4/2.8J型气敏元件根据催化燃烧效应的原理检测甲烷浓度，由检测元件和补偿元件配对组成电桥的其中两个桥臂，遇可燃性气体时检测元件电阻升高，桥路输出电压变量，该电压变量随气体浓度增大而成正比例增大，补偿元件起温度补偿作用。气敏传感器的电阻变化量与被测气体的浓度成正比，只要测出传感器的电阻变化量，便可以测得可燃气体的浓度。

由于气敏原件，在催化反应过程中无焰燃烧放出热量会加速老化元件，那在元件在使用过程中，其活性下降到某一规定值的时间就会缩短。导致这一类传感器是使用时间都不长。而且，元件在使用过程中会有一些物质强烈地吸附在催化剂上，使催化剂活性减小或消失导致催化剂中毒。而且该类传感器不防爆，耗电量很大，测量时不能够准确测量可燃性气体浓度值，受环境影响很大。

并且目前的检测方法不方便，无法简便地安装和维修。

以管道破坏监测为例：

全国特大型城市的管道设施错综复杂，仅北京燃气管道总长就超过了100公里。管道的错综复杂加上总长太长，对管线安全及日常维护造成了极大的影响。特别是因为机械施工导致损坏管道设施，导致爆炸的新闻屡有报道，造成了人员伤亡和经济损失。

另外还有不少人通过野外打孔进行盗油，盗窃底下电缆，严重危害了人民群众财产安全，严重影响正常的通讯，对社会的进步造成极其恶劣的影响，同时也令国家的公共设施遭到破坏和损失。

目前解决上述问题是利用与管道同沟敷设的通信光缆作为分布式土壤振动检测传感器，长距离连续实时监测油气管道沿线的土壤振动情况，在管道沿线4米范围内形成保护带，采用系统独有的管道破坏事件专家数据库和神经网络分析识别技术，对可能危害管道安全的动土事件(如：机械施工和打孔盗油等破坏事件)或场站设施的入侵事件进行预警，并准确定位。

但是这种方案检测时必须以通信光缆作为依靠，在管道附近没有通信光缆的情况下不能安装此设备。

另外利用通信光缆作为分布式传感器仅能检测管道安全的动土事件，对于土地本身可能存在的塌陷等环境原因危害管道安全的因素不能够做出检测，而且定位精度不够高，纵向定位精度仅为≤200m。

发明内容

本发明提供一种工程安全监控方法，其目的是解决现有技术存在的缺点，使工程现场数据得到及时监控和处理。

本发明还提供工程安全监控仪，其目的是安装方便，轻巧，适用于各种场合。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

工程安全监控方法，其特征在于：具有如下步骤：

A：将具有传感器、主控制芯片、自组网无线通信模块的工程安全监控仪安装在工程安全监控工位；

B：保持传感器、主控制芯片、自组网无线通信模块通电工作；

C：传感器探测工程安全参数，将参数发送给主控制芯片；

D：主控制芯片将参数及自身位置通过自组网无线通信模块发送给数据中心；

E：并且主控制芯片分析参数，如果超出安全范围，则发出警报。

工程安全监控仪，其特征在于：具有由上盖、中层、下盖结合而成的壳体，中层为中部具有隔板的圈形体，上盖与中层的上部固连，下盖与中层的下部固连；隔板上表面固设有电池；隔板下表面固设有电路板和传感器；电路板上设有主控制器芯片、电源电路，电源电路与主控制器芯片连接并供电，主控制器芯片与传感器连接，电池与电源电路和传感器连接；下盖内固设的自组网无线通信模块与主控制芯片连接。

上盖下部的外螺纹与中层上部的内螺纹相互螺设，上盖顶抵中层上部所设的密封圈；下盖上部的外螺纹与中层下部的内螺纹相互螺设，下盖顶抵中层下部所设的密封圈。

传感器为甲烷探测传感器；下盖上设有通气孔；电路板上设有主控制器芯片、电源电路、提示器、传感器信号输入端口，电源电路与主控制器芯片和提示器连接并供电，主控制器芯片与提示器和传感器信号输入端口连接，甲烷探测传感器与传感器信号输入端口连接，电池与电源电路和甲烷探测传感器连接。

电路板上还设有自组网无线通信模块端口，自组网无线通信模块端口与主控制器芯片连接，下盖内固设的自组网无线通信模块与自组网无线通信模块端口连接。

中层的下表面固设有传感器支架，甲烷探测传感器固设在传感器支架的顶端。

上盖的上顶端设有数个挂孔。

传感器为波形发生设备；电路板上设有主控制器芯片、电源电路、波形发生设备、自组网无线通信模块，电源电路与主控制器芯片、波形发生设备、自组网无线通信模块连接并供电，主控制器芯片与波形发生器、自组网无线通信模块连接，电池与电源电路连接。

波形发生设备为微型话筒。

电路板上还设有角度开关，角度开关与主控制器芯片、电源电路连接。

本发明的有益之处在于：

本发明的工程安全监控方法可以实时监控工程安全参数并及时分析和传送到数据中心。本发明的工程安全监控仪防水防尘，轻巧，安装简单，外界环境的变化不会影响。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是实施例1壳体外观图；

图2是实施例1壳体分解图；

图3是实施例1剖视图；

图4是实施例1电路部分模块图；

图5是实施例2壳体外观图；

图6是实施例2壳体分解图；

图7是实施例2剖视图；

图8是实施例2电路部分模块图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

本发明在对工程安全进行监控时采用如下方法：

A：将具有传感器、主控制芯片、自组网无线通信模块的工程安全监控仪安装在工程安全监控工位；

B：保持传感器、主控制芯片、自组网无线通信模块通电工作；

C：传感器探测工程安全参数，将参数发送给主控制芯片；

D：主控制芯片将参数及自身位置通过自组网无线通信模块发送给数据中心；

E：并且主控制芯片分析参数，如果超出安全范围，则发出警报。

以下为本发明工程安全监控仪的实施例：

实施例1：

本发明实施例1是一种甲烷监控仪。

如图1、图2、图3所示，本发明的壳体1包括上盖11、中层12、下盖13三部分，上盖11、中层12、下盖13均为塑料材质。壳体1的外表面有便于抓握的凹坑10。

中层12为中部具有隔板14的圈形体，隔板14上表面固设有电池2；隔板14下表面固设有电路板3和自组网无线通信模块4。

隔板14的下表面用螺钉固设有传感器支架51，甲烷探测传感器5(烷探测传感器选用MH-440D红外可燃性气体传感器)固设在传感器支架51的顶端所设的凹孔中。

上盖11下部的外螺纹111与中层12上部的内螺纹121相互螺设，上盖11顶抵中层12上部所设的密封圈61。下盖13上部的外螺纹131与中层12下部的内螺纹相互螺设，下盖13顶抵中层12下部所设的密封圈62，这种结构安装简单，密封圈61、62可以起到很好的防水防尘密封作用。

上盖11的上顶端设有三个挂孔110，这些挂孔110是为了用绳子把壳体1挂起来。

下盖13上设有通气孔130，通气孔130的作用是使甲烷可以进入壳体1，让甲烷探测传感器5探测到，通气孔130上安装有过滤网1301以防尘。

如图4所示，电路板3上设有主控制器芯片31、电源电路32、蜂鸣器33(所谓蜂鸣器33起到提示器的作用，也可以是闪光器)、传感器信号输入端口34，电源电路32与主控制器芯片31和蜂鸣器33连接并供电，主控制器芯片31与蜂鸣器33和传感器信号输入端口34连接，甲烷探测传感器5与传感器信号输入端口34连接，电池2与电源电路32和甲烷探测传感器5连接，电路板3上还设有自组网无线通信模块端口35，自组网无线通信模块端口35与主控制器芯片31连接，自组网无线通信模块4与自组网无线通信模块端口35连接。

本专利首先焊接电路板3上的主控制器芯片31、电源电路32、蜂鸣器33、传感器信号输入端口34、自组网无线通信模块端口35等等元器件，固定好自组网无线通信模块4并下载对应程序，并测试成功后，把电路板3的电源电路32连接在电源接线柱6上，电源接线柱6是穿过隔板14的。将电路板3、自组网无线通信模块4、传感器支架51一并安装以螺丝安装到隔板14的下表面。再把电源插座和高性能开关固定在已经固定在隔板14上表面的电池2附近，并做好与电源接线柱6的连线工作，再把甲烷检测传感器5安装到传感器支架51上，甲烷探测传感器5与传感器信号输入端口34连接，并在甲烷检测传感器5和传感器支架51上涂上密封胶，再把下盖13拧紧。再将电池2接上电源插座把电池2放入电池仓固定，再把上盖11拧上，就完成了本发明的组装。

在现场施工时将绳子穿过挂孔110而将本发明挂到三脚架下并在抢修现场周围分布开来，这时可通过上位机软件或者手持终端设备实时查看现场燃气浓度分布的情况。在正常的燃气浓度下，本发明不会报警。甲烷浓度信号由甲烷检测传感器5探测后，通过传感器信号输入端口34传给主控制器芯片31，主控制器芯片31通过自组网无线通信模块端口35将信号传给自组网无线通信模块4，自组网无线通信模块4把测到的浓度信息连同自己ID号(也即自组网无线通信模块4的位置信息)发送至集中器上，集中器则将数据传输至数据中心，数据中心则将上传的数据发到手持终端和上位机上。就可以知道具体那个位置那一点的燃气浓度。若为危险浓度则蜂鸣器会33及时进行报警，并把数据上传至数据中心，通知各个抢修人员及时处理或撤离。

本专利的壳体具有防水防尘防爆的特点，安装方便，信号良好，外观美观，所占空间较小，摆放时不会对现场施工造成任何影响。

本专利的甲烷检测传感器能够精确的判断周围甲烷气体的浓度，并且本身还防爆，完全满足燃气施工现场危险作业的环境。MH-440D红外可燃性气体传感器本身通过国家防爆认证，以其优异的检测特性而被选用做我公司自主研发的可燃气体检测设备的传感，检测灵敏度高，精确度高，能够智能的忽略环境因素和外界因素对检测信息的干扰。

自组网无线通信模块，能够自动组网起到信号传输的作用，安装方便，能够自主组网，信号良好，能够自动选择最近的集中器发送数据。

在有隐患的地方燃气泄漏既看不见又感觉不到，通过安装本发明，可以智能监控周围环境中燃气浓度的情况，，及时发现危及财产安全的爆炸隐患，大量减少财产安全的事件，减少人员事故的发生。很好的保护了人命安全和国家财产。

实施例2：

本发明的实施例2是地上施工预警设备。

如图5、图6、图7所示，本发明的壳体1'包括上盖11'、中层12'、下盖13'三部分，上盖11'、中层12'、下盖13'均为塑料材质。壳体1'的外表面有便于抓握的凹坑10'。

中层12'为中部具有隔板14'的圈形体，隔板14'上表面固设有电池2'；隔板14'下表面固设有电路板3'。

上盖11'下部的外螺纹111'与中层12'上部的内螺纹121'相互螺设，上盖11'顶抵中层12'上部所设的密封圈61'。下盖13'上部的外螺纹131'与中层12'下部的内螺纹相互螺设，下盖13'顶抵中层12'下部所设的密封圈62'，这种结构安装简单，密封圈61'、62'可以起到很好的防水防尘密封作用。

如图8所示，电路板上设有主控制器芯片31'、电源电路32'、咪头33'(也即微型话筒，其他能够因为震动产生电压波动的波形发生设备也都可以使用)、角度开关34'(角度开关34'可以是滚珠开关，也即本发明发生倾斜时，角度开关34'发出电流信号发给主控制器芯片31')、自组网无线通信模块4'，电源电路32'与主控制器芯片31'、咪头33'、角度开关34'、自组网无线通信模块4'连接并供电，主控制器芯片31'与咪头33'、角度开关34'、自组网无线通信模块4'连接，电池2'与电源电路32'连接。

本专利首先焊接电路板3'上的主控制器芯片31'、电源电路32'、咪头33'、角度开关34、自组网无线通信模块4'等等元器件，固定好自组网无线通信模块4'并下载对应程序，并测试成功后，把电路板3'的电源电路32'连接在电源接线柱6'上，电源接线柱6'是穿过隔板14'的。将电路板3'以螺丝安装到隔板14'的下表面。再把电源插座和高性能开关固定在已经固定在隔板14'上表面的电池2'附近，并做好与电源接线柱6'的连线工作，再把下盖13'拧紧。再将电池2'接上电源插座把电池2'放入电池仓固定，再把上盖11”拧上，就完成了本发明的组装。

本设备掩埋于地下20cm～40cm处(具体情况视管道上方情况而定)，当地上声音震动没有或者很小(很小指的是远低于任何危害管道施工的行为所造成的声音震动，如跺脚等)的时候，咪头33'处无电压变化。当有地上声音震动大时会导致咪头33'检测处产生震动相同的波形，咪头33'将信号发给主控制器芯片31'，主控制器芯片31'通过对产生波形与数据库进行对比分析，分辨出是为何种震动，若为危险震动，则通过自组网无线通信模块4'连同自己ID号发送至最近的集中器模块上，将数据传输至数据中心，数据中心通过上传的ID对比数据库显示此ID的地理信息。若为良性震动则忽略此震动信息不进行上报操作，避免误操作。

本专利的壳体具有防水的特点，安装方便，信号良好，外观美观，所占空间较小，安装完毕后不会对管道的日常维护等造成影响。

本专利的咪头检测装置能够判断管道上方的震动是否为危险震动还是良性震动，安装方便，咪头检测装置能自主判断震动状态，能够智能的忽略管道上方如汽车通过所产生的震动.检测装置的灵敏度可根据实际情况进行调整。

本专利的自组网无线通信模块，能够自动组网起到信号传输的作用，安装方便，能够自主组网，信号良好，能够自动选择最近的集中器发送数据。

通过安装本发明，可以自动监控管道上方是否有危机管道安全的震动，及时发现危及管道安全的行为，大量减少危及管道安全的行为，减少人员事故的发生。也可以威慑住通过打孔盗油等危害公共设施的不法人员，能够及时发现非法入侵，很好的保护了人命安全和国家财产。

本发明还可以安装在井盖下方，通过安装本发明，可以自动监控井盖的开启状态，井盖开启，角度开关34把信号发给主控制器芯片31，通过自组网无线通信模块4发给集中器。及时发现井盖的非法开启。可以大量减少因井盖丢失照成的人员事故。可以威慑偷盗井下公共设施的不法人员，能够及时发现井下的非法入侵。很好的保护了人民安全和国家财产。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.工程安全监控方法，其特征在于：具有如下步骤：

A：将具有传感器、主控制芯片、自组网无线通信模块的工程安全监控仪安装在工程安全监控工位；

B：保持传感器、主控制芯片、自组网无线通信模块通电工作；

C：传感器探测工程安全参数，将参数发送给主控制芯片；

D：主控制芯片将参数及自身位置通过自组网无线通信模块发送给数据中心。

2.如权利要求1所述的工程安全监控方法，其特征在于，在步骤D后还有步骤E：并且主控制芯片分析参数，如果超出安全范围，则发出警报。

3.工程安全监控仪，其特征在于：具有由上盖、中层、下盖结合而成的壳体，中层为中部具有隔板的圈形体，上盖与中层的上部固连，下盖与中层的下部固连；隔板上表面固设有电池；隔板下表面固设有电路板和传感器；电路板上设有主控制器芯片、电源电路，电源电路与主控制器芯片连接并供电，主控制器芯片与传感器连接，电池与电源电路和传感器连接；下盖内固设的自组网无线通信模块与主控制芯片连接。

4.如权利要求3所述的工程安全监控仪，其特征在于：上盖下部的外螺纹与中层上部的内螺纹相互螺设，上盖顶抵中层上部所设的密封圈；下盖上部的外螺纹与中层下部的内螺纹相互螺设，下盖顶抵中层下部所设的密封圈。

5.如权利要求3所述的工程安全监控仪，其特征在于：传感器为甲烷探测传感器；下盖上设有通气孔；电路板上设有主控制器芯片、电源电路、提示器、传感器信号输入端口，电源电路与主控制器芯片和提示器连接并供电，主控制 器芯片与提示器和传感器信号输入端口连接，甲烷探测传感器与传感器信号输入端口连接，电池与电源电路和甲烷探测传感器连接。

6.如权利要求5所述的工程安全监控仪，其特征在于：电路板上还设有自组网无线通信模块端口，自组网无线通信模块端口与主控制器芯片连接，下盖内固设的自组网无线通信模块与自组网无线通信模块端口连接。

7.如权利要求5所述的工程安全监控仪，其特征在于：中层的下表面固设有传感器支架，甲烷探测传感器固设在传感器支架的顶端。

8.如权利要求3所述的工程安全监控仪，其特征在于：传感器为波形发生设备；电路板上设有主控制器芯片、电源电路、波形发生设备、自组网无线通信模块，电源电路与主控制器芯片、波形发生设备、自组网无线通信模块连接并供电，主控制器芯片与波形发生器、自组网无线通信模块连接，电池与电源电路连接。

9.如权利要求8所述的工程安全监控仪，其特征在于：波形发生设备为微型话筒。

10.如权利要求8所述的工程安全监控仪，其特征在于：电路板上还设有角度开关，角度开关与主控制器芯片、电源电路连接。