CN106647468A - 有毒气体泄漏源点智能探测装置 - Google Patents

有毒气体泄漏源点智能探测装置 Download PDF

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刘海锋
王海龙
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Abstract

本发明公开了一种有毒气体泄漏源点智能探测装置，包括探测载体、主控制器、定位模块、无线通信模块、探测载体行进控制系统以及若干有毒气体检测模块；主控制器通过无线通信模块与监控中心连接，监控中心通过云服务器与远程终端连接；主控制器通过探测载体行进控制系统控制探测载体运行至探测现场，通过有毒气体检测模块检测有毒气体的浓度，通过定位模块获取泄漏源点位置信息，然后主控制器将有毒气体的浓度及泄漏源点的位置信息通过无线通信模块上传至监控中心，监控中心将数据传输至云服务器供远程终端调用；本发明能够实时探测、跟踪定位有毒气体泄漏源点。

Description

有毒气体泄漏源点智能探测装置
技术领域
本发明涉及一种有毒气体泄漏源点智能探测装置。
背景技术
当前，石化企业里的有毒气体泄漏问题已经得到了高度的关注，业界已经设计并生产出了对有毒气体定点监测的设备。但是，有毒气体是具有高流动性和扩散性的，目前的定点监测系统还无法精确有效地实时探测、跟踪定位这些有毒气体的泄漏时间、强度并排查其泄漏源点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种有毒气体泄漏源点智能探测装置，解决现有技术中无法精确有效地实时探测、跟踪定位有毒气体泄漏源点的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：有毒气体泄漏源点智能探测装置，包括探测载体、设于探测载体上的主控制器、分别与主控制器连接的定位模块、无线通信模块、探测载体行进控制系统以及若干有毒气体检测模块；
所述主控制器通过无线通信模块与监控中心连接，所述监控中心通过云服务器与远程终端连接；
主控制器通过探测载体行进控制系统控制探测载体运行至探测现场，通过有毒气体检测模块检测有毒气体的浓度，通过定位模块获取泄漏源点位置信息，然后主控制器将有毒气体的浓度及泄漏源点的位置信息通过无线通信模块上传至监控中心，监控中心将数据传输至云服务器供远程终端调用；
所述探测载体上设有为上述各模块供电的电源模块。
进一步的，所述电源模块采用无线充电电源模块。
进一步的，所述无线充电电源模块包括单片机及下述各模块：
电压电流检测模块，用于实时检测充电时的电压电流；
蓝牙发射与接收模块，用于与单片机进行数据互通，实现一对多或者多对多匹配连接；
磁耦合谐振模块，用于电路谐振时，将电能由发送端向接收端输送；
充电管理模块，用于电能充满后给出提示并自动停止充电；
所述电压电流检测模块、蓝牙发射与接收模块及磁耦合谐振模块分别与单片机信号连接，所述充电管理模块通过整流稳压模块与单片机连接。
进一步的，所述主控制器上还连接有摄像头，所述摄像头采集探测现场图像并实时传输至主控制器。
进一步的，所述摄像头通过云台设于探测载体上，所述云台与主控制器信号连接；主控制器通过控制云台的转动角度实现摄像头的角度调整，对探测现场进行全方位摄像。
进一步的，所述主控制器上还连接有LED照明灯。
进一步的，所述探测载体行进控制系统包括：直流电机驱动模块、超声波避障模块和红外线传感器模块，所述直流电机驱动模块、超声波避障模块和红外线传感器模块分别与主控制器连接。
进一步的，所述定位模块、有毒气体检测模块、超声波避障模块和红外线传感器模块的外表面分别包覆有防腐蚀保护层，各模块的探测头裸露于防腐蚀保护层外。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：采用探测载体对有毒气体进行实地探测，能够实时反馈泄漏源点的位置信息及有毒气体浓度，克服了现有技术中布线、远程探测难的技术问题；采用无线充电电源模块，可根据需要随时随地对各模块进行充电，便于探测载体深入探测现场；设置了摄像头及控制摄像头转动的云台，能够对泄漏源点的图像进行全方位采集，使用户及时获知泄漏源点的实际情况；设置了LED照明灯，即便探测载体处于光线环境较差的探测环境也能够清楚获取探测现场的周边环境图像。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图。
图2是图1中电源模块的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
有毒气体泄漏源点智能探测装置，包括探测载体，探测载体上设置主控制器及分别与主控制器连接的定位模块、无线通信模块、探测载体行进控制系统和若干有毒气体检测模块。如图1所示，是本发明的电路原理框图，主控制器通过无线通信模块与监控中心连接，监控中心通过云服务器与远程终端连接。主控制器通过探测载体行进控制系统控制探测载体运行至探测现场，通过有毒气体检测模块检测有毒气体的浓度，通过定位模块获取泄漏源点位置信息，然后主控制器将有毒气体的浓度及泄漏源点的位置信息通过无线通信模块上传至监控中心，监控中心将数据传输至云服务器供远程终端调用。对于探测载体行进控制系统可以通过监控中心进行远程控制，由主控制器通过无线通信模块接收监控中心的控制信号，然后将控制信息输出至探测载体行进控制系统进行探测载体的行进控制。
为了采集探测现场的图像信息，本发明还设置了摄像头，摄像头通过云台设于探测载体上，摄像头和云台分别与主控制器连接。主控制器通过控制云台的转动角度实现摄像头的角度调整，对探测现场进行全方位摄像，摄像头将采集的探测现场图像实时传输至主控制器。对于光线环境较差的探测现场，为了获取清晰的探测现场图像，主控制器上还连接有LED照明灯。
探测载体行进控制系统包括：直流电机驱动模块、超声波避障模块和红外线传感器模块，直流电机驱动模块、超声波避障模块和红外线传感器模块分别与主控制器连接。超声波避障模块和红外线传感器模块相配合，使探测载体能够灵敏地躲开各方障碍物，沿设定路线自主行进，对探测现场进行巡检。
探测载体上设有为上述各模块供电的电源模块。为了摆脱充电线路的限制以及克服电子产品充电接口不兼容的问题，本发明中电源模块采用无线充电电源模块。如图2所示，是本发明提供的无线充电模块的电路原理框图，包括：单片机及下述各模块：
电压电流检测模块，用于实时检测充电时的电压电流；
蓝牙发射与接收模块，用于与单片机进行数据互通，实现一对多或者多对多匹配连接；
磁耦合谐振模块，用于电路谐振时，将电能由发送端向接收端输送，接收到的电能经过整流稳压电路实现恒压输出。这种电磁谐振技术取代了传统充电模式，使充电更加快捷方便；
充电管理模块，用于电能充满后给出提示并自动停止充电；
所述电压电流检测模块、蓝牙发射与接收模块及磁耦合谐振模块分别与单片机信号连接，所述充电管理模块通过整流稳压模块与单片机连接；
无线充电模块工作时，利用主控制器STM32控制蓝牙发射与接收模块，实现与蓝牙发射与接收模块之间的匹配或者蓝牙手机与蓝牙发射与接收模块的匹配。当匹配成功后，如果这时磁耦合谐振模块发生谐振，那么电能将由发送端向接收端传输。接收电路的单片机AD89C51去控制充电管理模块TP4056实现为锂电池充电，电能充满后充电管理模块给出提示且自动停止充电。无线充电模块通过电压电流检测模块，实时检测充电时的电压与电流。无线充电模块还设有与单片机连接的控制按键和显示屏，具有手动功能设定功能及液晶显示功能。
通常情况下，有毒气体都具有一定的腐蚀性，为此，定位模块、有毒气体检测模块、超声波避障模块和红外线传感器模块的外表面分别包覆有防腐蚀保护层，仅使各模块的探测头裸露于防腐蚀保护层外。
作为本发明的最佳实施例，主控制器选用STM32系列主处理芯片、单片机选用MSP430F149芯片、无线通信模块选用WIFI模块Robot-Link V4.0 AR，
充电管理模块选用TP4056芯片，蓝牙发射与接收模块选用BC04MM芯片。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.有毒气体泄漏源点智能探测装置，其特征在于：包括探测载体、设于探测载体上的主控制器、分别与主控制器连接的定位模块、无线通信模块、探测载体行进控制系统以及若干有毒气体检测模块；
所述主控制器通过无线通信模块与监控中心连接，所述监控中心通过云服务器与远程终端连接；
主控制器通过探测载体行进控制系统控制探测载体运行至探测现场，通过有毒气体检测模块检测有毒气体的浓度，通过定位模块获取泄漏源点位置信息，然后主控制器将有毒气体的浓度及泄漏源点的位置信息通过无线通信模块上传至监控中心，监控中心将数据传输至云服务器供远程终端调用；
所述探测载体上设有为上述各模块供电的电源模块。
2. 根据权利要求1所述的有毒气体泄漏源点智能探测装置，其特征在于， 所述电源模块采用无线充电电源模块。
3.根据权利要求2所述的有毒气体泄漏源点智能探测装置，其特征在于，所述无线充电电源模块包括单片机及下述各模块：
电压电流检测模块，用于实时检测充电时的电压电流；
蓝牙发射与接收模块，用于与单片机进行数据互通，实现一对多或者多对多匹配连接；
磁耦合谐振模块，用于电路谐振时，将电能由发送端向接收端输送；
充电管理模块，用于电能充满后给出提示并自动停止充电；
所述电压电流检测模块、蓝牙发射与接收模块及磁耦合谐振模块分别与单片机信号连接，所述充电管理模块通过整流稳压模块与单片机连接。
4.根据权利要求1所述的有毒气体泄漏源点智能探测装置，其特征在于，所述主控制器上还连接有摄像头，所述摄像头采集探测现场图像并实时传输至主控制器。
5.根据权利要求4所述的有毒气体泄漏源点智能探测装置，其特征在于，所述摄像头通过云台设于探测载体上，所述云台与主控制器信号连接；
主控制器通过控制云台的转动角度实现摄像头的角度调整，对探测现场进行全方位摄像。
6.根据权利要求1所述的有毒气体泄漏源点智能探测装置，其特征在于，所述主控制器上还连接有LED照明灯。
7. 根据权利要求1所述的有毒气体泄漏源点智能探测装置，其特征在于， 所述探测载体行进控制系统包括：直流电机驱动模块、超声波避障模块和红外线传感器模块，所述直流电机驱动模块、超声波避障模块和红外线传感器模块分别与主控制器连接。
8.根据权利要求7所述的有毒气体泄漏源点智能探测装置，其特征在于，所述定位模块、有毒气体检测模块、超声波避障模块和红外线传感器模块的外表面分别包覆有防腐蚀保护层，各模块的探测头裸露于防腐蚀保护层外。
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