CN106958969A - 一种制冷系统的冷媒泄露监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷系统的冷媒泄露监控装置，包括：气体采样传感器，位于在所述制冷系统的安装空间中，用于实时采集所述制冷系统的安装空间中的冷媒浓度；信号运算放大单元，与气体采样传感器相连接，用于对所述气体采样传感器发来的所述冷媒浓度的模拟信号进行放大处理，并转换为数字信号后发送给中央处理器；中央处理器，与信号运算放大单元相连接，用于将所述冷媒浓度的数字信号传输给监控服务器；监控服务器，与中央处理器相连接。本发明可以实时检测制冷系统的冷媒泄露情况，并及时提示用户，从而提高对冷媒泄露情况的检测效率，有效地减少冷媒泄露造成的危害，安全性能高，能够保证用户的使用安全，有利于广泛的推广应用。

Description

一种制冷系统的冷媒泄露监控装置

技术领域

本发明涉及监控技术领域，特别是涉及一种制冷系统的冷媒泄露监控装置。

背景技术

目前，由于氟利昂制冷剂容易导致温室效应的原因，我国制冷行业处于制冷系统冷媒淘汰替换阶段，天然冷媒氨、二氧化碳、丙烷等新型的冷媒，由于其出色的性能及环保特性受到追捧。

冷媒的使用安全性一直没有得到有效的保证，冷媒的泄露不仅对制冷系统的性能产生影响，并且会严重危害制冷系统中的压缩机和其他部件的使用寿命，甚至会严重危及实验室工作人员等用户的身体健康和生命安全。

但是，目前还没有一种装置，其可以实时检测制冷系统的冷媒泄露情况，并及时提示用户，从而提高对冷媒泄露情况的检测效率，有效地减少冷媒泄露造成的危害，安全性能高，能够保证用户的使用安全。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种制冷系统的冷媒泄露监控装置，其可以实时检测制冷系统的冷媒泄露情况，并及时提示用户，从而提高对冷媒泄露情况的检测效率，有效地减少冷媒泄露造成的危害，安全性能高，能够保证用户的使用安全，有利于广泛的推广应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种制冷系统的冷媒泄露监控装置，包括：

气体采样传感器，位于在所述制冷系统的安装空间中，用于实时采集所述制冷系统的安装空间中的冷媒浓度，然后将所述冷媒浓度的模拟信号发送给信号运算放大单元；

信号运算放大单元，与气体采样传感器相连接，用于对所述气体采样传感器发来的所述冷媒浓度的模拟信号进行放大处理，并转换为所述冷媒浓度的数字信号，然后发送给中央处理器；

中央处理器，与信号运算放大单元相连接，用于接收所述信号运算放大单元发送的所述冷媒浓度的数字信号，并将所述冷媒浓度的数字信号通过有线传输方式或者无线传输方式传输给监控服务器；

监控服务器，与中央处理器相连接，用于通过有线传输方式或者无线传输方式对应接收所述中央处理器传输过来的所述冷媒浓度的数字信号并实时显示给用户。

其中，所述信号运算放大单元包括信号放大模块以及模数转换模块，其中：

所述信号放大模块，与气体采样传感器相连接，用于对对所述气体采样传感器发来的所述冷媒浓度的模拟信号进行放大处理；

所述模数转换模块，分别与所述信号放大模块、中央处理器相连接，用于将经过所述信号放大模块进行放大处理的所述冷媒浓度的模拟信号转换为所述冷媒浓度的数字信号，然后发送给中央处理器。

其中，所述中央处理器和监控服务器之间通过3G模块、4G模块、WIFI模块或者GPRS模块相连接。

其中，所述中央处理器还用于在接收所述信号运算放大单元发送的所述冷媒浓度的数字信号后，将该冷媒浓度的数字信号所对应的冷媒浓度值与预设冷媒浓度报警值比较，当该冷媒浓度的数字信号所对应的冷媒浓度值大于或者等于所述预设冷媒浓度报警值时，向用户发出报警提示。

其中，所述中央处理器还分别与预设多个LED灯和扬声器相连接。

其中，所述监控服务器包括信号接收模块和触摸屏显示模块，其中：

信号传输模块，与所述中央处理器相连接，用于通过有线传输方式或者无线传输方式对应接收所述中央处理器传输过来的所述冷媒浓度的数字信号，然后发送给触摸屏显示模块；

触摸屏显示模块，与信号传输模块相连接，用于接收所述信号传输模块所发送过来的所述冷媒浓度的数字信号并实时显示给用户。

其中，包括电源模块和后备电池模块，其中：

电源模块，分别与外部交流电源、中央处理器相连接，用于将外部交流电源提供的交流电压转换为直流工作电压，然后提供给所述中央处理器以及后备电池模块；

后备电池模块，分别与电源模块、中央处理器相连接，用于实时接收并存储所述电源模块传输的电能，并在所述电源模块发生断电情况或者所输出的电压波动频率超过预设值时，向所述中央处理器提供工作用电。

其中，包括横截面为长方形的装置主体，所述装置主体的顶部左边设置有触摸屏显示模块，所述装置主体的顶部左端纵向设置有气体采样传感器接口和开关按钮，所述装置主体的顶部右端侧面设置有有线网口和SD卡插槽。

其中，所述气体采样传感器接口分别与所述气体采样传感器、信号运算放大单元相连接，用于将所述气体采样传感器所采集的所述冷媒浓度的模拟信号发送给信号运算放大单元；

所述开关按钮与中央处理器通过数据信号线相连接，用于控制开启或者关闭所述中央处理器；

SD卡插槽，与中央处理器相连接，用于实时存储所述中央处理器所接收到的数据。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种制冷系统的冷媒泄露监控装置，其可以实时检测制冷系统的冷媒泄露情况，并及时提示用户，从而提高对冷媒泄露情况的检测效率，有效地减少冷媒泄露造成的危害，安全性能高，能够保证用户的使用安全，有利于广泛的推广应用，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种制冷系统的冷媒泄露监控装置的结构方框图；

图2为本发明提供的一种制冷系统的冷媒泄露监控装置的一种外观结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，本发明提供了一种制冷系统的冷媒泄露监控装置，包括：

气体采样传感器100，位于在所述制冷系统的安装空间中(例如位于在所述制冷系统安装的房间中，具体可以安装在压缩机等具有冷媒的部件的预设距离位置，例如距离5厘米)，用于实时采集所述制冷系统的安装空间中(具体为所述气体采样传感器100自身安装处)的冷媒浓度，然后将所述冷媒浓度的模拟信号发送给信号运算放大单元200；

信号运算放大单元200，与气体采样传感器100相连接，用于对所述气体采样传感器100发来的所述冷媒浓度的模拟信号进行放大处理，并转换为所述冷媒浓度的数字信号，然后发送给中央处理器MCU 300；

中央处理器MCU 300，与信号运算放大单元200相连接，用于接收所述信号运算放大单元200发送的所述冷媒浓度的数字信号，并将所述冷媒浓度的数字信号通过有线传输方式或者无线传输方式传输给监控服务器400；

监控服务器400，与中央处理器MCU 300相连接，用于通过有线传输方式或者无线传输方式对应接收所述中央处理器MCU 300传输过来的所述冷媒浓度的数字信号并实时显示给用户。

在本发明中，具体实现上，所述气体采样传感器100可以为现有任意一种可以实时采集所述制冷系统的安装空间中(具体为所述气体采样传感器100自身安装处)冷媒浓度的气体采样传感器。例如可以为日本根本(NEMOTO)公司生产的型号为NE-NH3的电气化学式氨气传感器，或者可以为深圳市吉顺安科技有限公司生产的型号为JK50-NH3的氨气浓度传感器。

在本发明中，具体实现上，所述气体采样传感器100可以对氟利昂、

氨、R-134A(1,1,1,2-四氟乙烷)等制冷剂(即冷媒)进行浓度的检测。

在本发明中，具体实现上，所述信号运算放大单元200包括信号放大模块以及模数(A/D)转换模块，其中：

所述信号放大模块，与气体采样传感器100相连接，用于对对所述气体采样传感器100发来的所述冷媒浓度的模拟信号进行放大处理；

所述模数(A/D)转换模块，分别与所述信号放大模块、中央处理器MCU 300相连接，用于将经过所述信号放大模块进行放大处理的所述冷媒浓度的模拟信号转换为所述冷媒浓度的数字信号，然后发送给中央处理器MCU 300。

需要说明的是，一般情况下，所述气体采样传感器100所输出的模拟信号比较微弱，所以要对其输出的模拟信号进行放大处理，并转换成中央处理器MCU 300能处理的数字信号。

在本发明中，具体实现上，所述无线传输方式可以为任意一种数据的无线传输方式，例如可以为3G、4G、GPRS或者WIFI等无线传输方式；所述有线传输方式可以为任意一种数据的有线传输方式，例如可以为通过有线局域网进行连接的方式。

具体实现上，所述中央处理器MCU 300和监控服务器400之间可以通过3G模块、4G模块、WIFI模块或者GPRS模块相连接。

具体实现上，所述中央处理器MCU 300可以利用TCP协议将数据传送给所述监控服务器400，从而保证数据传输的实时性和可靠性。

在本发明中，所述中央处理器MCU 300还用于在接收所述信号运算放大单元200发送的所述冷媒浓度的数字信号后，将该冷媒浓度的数字信号所对应的冷媒浓度值与预设冷媒浓度报警值比较，当该冷媒浓度的数字信号所对应的冷媒浓度值大于或者等于所述预设冷媒浓度报警值时，向用户发出报警提示(这时说明冷媒已经发生了比较严重的泄露)。

需要说明的是，所述预设冷媒浓度报警值可以根据用户的需要预先进行任意设置，例如可以为100ppm(即百万分之一百)。

具体实现上，所述报警提示可以为声光报警提示，所述氨气探测报警单元可以通过向LED灯发送开启控制信号以及向预先录制一段音频的扬声器发出开启控制信号来实现。因此，具体实现上，所述中央处理器MCU 300还可以分别与预设多个LED灯和扬声器相连接，用于向所述LED灯发送开启控制信号，控制所述LED灯开启，以及向所述扬声器发送开启控制信号，控制开启所述扬声器。因此，本发明可以有效提示用户及时采取安全处理措施，以保障制冷系统的安全运行。

在本发明中，具体实现上，所述监控服务器400包括信号接收模块和触摸屏显示模块，其中：

信号传输模块，与所述中央处理器MCU 300相连接，用于通过有线传输方式或者无线传输方式对应接收所述中央处理器MCU 300传输过来的所述冷媒浓度的数字信号，然后发送给触摸屏显示模块；

触摸屏显示模块，与信号传输模块相连接，用于接收所述信号传输模块所发送过来的所述冷媒浓度的数字信号并实时显示给用户。

此外，具体实现上，所述触摸屏显示模块还可以用于接收用户输入的控制指令(例如调整所述中央处理器MCU 300中的预设冷媒浓度报警值的控制指令以及其他预设的控制指令)，然后通过信号传输模块发送给所述中央处理器MCU 300。

具体实现上，所述用户输入的控制指令可以为任意一种所述中央处理器MCU 300可以接受的控制指令，例如优选为对预设冷媒浓度报警值的设置或修改指令。

在本发明中，具体实现上，为了防止本发明装置所在现场的电压不稳定或者突然掉电，本发明提供的制冷系统的冷媒泄露监控装置包括电源模块和后备电池模块，其中：

电源模块，分别与外部交流电源(例如家用220V的交流电)、中央处理器MCU 300相连接，用于将外部交流电源提供的交流电压转换为直流工作电压，然后提供给所述中央处理器MCU 300(由中央处理器MCU 300接着将电流传递给信号运算放大单元200等用电部件)以及后备电池模块；

后备电池模块，分别与电源模块、中央处理器MCU 300相连接，用于实时接收并存储所述电源模块传输的电能，并在所述电源模块发生断电情况或者所输出的电压波动频率超过预设值(例如每秒电压波动大于或者等于5V)时，向所述中央处理器MCU 300提供工作用电。

因此，对于本发明提供的制冷系统的冷媒泄露监控装置，其不仅有性能较好的电源模块，还加上了后备电池模块，在系统断电或者电压波动的时候，后备电池模块可以维持系统正常工作一段时间。

参见图2，对于本发明提供的制冷系统的冷媒泄露监控装置，其在外观结构设计上，可以包括横截面为长方形的装置主体1，所述装置主体1的顶部左边设置有触摸屏显示模块2，所述装置主体1的顶部左端纵向设置有气体采样传感器接口6和开关按钮7，所述装置主体1的顶部右端侧面设置有有线网口(RJ45网口)9和SD卡插槽8。

其中，所述气体采样传感器接口6分别与所述气体采样传感器、信号运算放大单元200相连接，用于将所述气体采样传感器所采集的所述冷媒浓度的模拟信号发送给信号运算放大单元200；

所述开关按钮7与中央处理器MCU 300通过数据信号线相连接，用于控制开启或者关闭中央处理器MCU300，从而实现开启或者关闭所述冷媒泄露监控装置；

SD卡插槽8，与中央处理器MCU 300相连接，用于实时存储所述中央处理器MCU 300所接收到的数据。

在本发明中，具体实现上，所述中央处理器MCU 300可以为意法半导体公司生产的型号为stm32f103zet6的单片机，该单片机基于ARM内核，性能优异，可完成工业现场数据的采集，存储，变换，远程传输功能，并能提供外围的通讯接口：如485通讯口。

在本发明中，具体实现上，所述监控服务器400可以包括至少一台计算机主机，还可以为云端服务器，由云端服务器的数据存储器(例如硬盘)来存储所述中央处理器MCU300传输过来的所述冷媒浓度的数字信号并实时显示给用户。因此，工作人员等用户可以在办公室电脑上或者通过云端服务器就可以监测多个制冷系统的安装空间(例如为实验室)中的冷媒浓度数据。

与现有技术相比，本发明提供的一种制冷系统的冷媒泄露监控装置，其具有以下的有益效果：

1、本发明具有触摸屏显示模块，可以在监控服务器400中实现人机互动，直观性强，操作便捷；

2、本发明通过设置所述监控服务器400，可以通过无线连接方式或者有线连接方式读取获得所述制冷系统的安装空间(例如为实验室)中的冷媒浓度数据，从而可以能够克服目前制冷系统冷媒泄漏监测不到位，现场的数据不能及时反馈给监控人员的问题，本发明能够实时检测制冷系统的冷媒泄露情况，并及时提示用户，提高对冷媒泄露情况的检测效率，保证用户的人身安全，避免出现安全隐患；

3、本发明可以利用有线网络传输数据，具有速度快、稳定、抗干扰能力强的优点，而且联网形式丰富，适用于各种现场网络状况；

4、本发明可以利用有线网络传输数据，因此能够有效避免无线传输的不可靠性，有效利用网络资源密集的优势，节约了成本，并且结构简单，操作方便，成本低廉，用户在所述监控服务器400中网页上就可以实现所述制冷系统的安装空间(例如为实验室)中冷媒浓度数据的浏览、监控和分析。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种制冷系统的冷媒泄露监控装置，其可以实时检测制冷系统的冷媒泄露情况，并及时提示用户，从而提高对冷媒泄露情况的检测效率，有效地减少冷媒泄露造成的危害，安全性能高，能够保证用户的使用安全，有利于广泛的推广应用，具有重大的生产实践意义。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种制冷系统的冷媒泄露监控装置，其特征在于，包括：

气体采样传感器，位于在所述制冷系统的安装空间中，用于实时采集所述制冷系统的安装空间中的冷媒浓度，然后将所述冷媒浓度的模拟信号发送给信号运算放大单元；

信号运算放大单元，与气体采样传感器相连接，用于对所述气体采样传感器发来的所述冷媒浓度的模拟信号进行放大处理，并转换为所述冷媒浓度的数字信号，然后发送给中央处理器；

中央处理器，与信号运算放大单元相连接，用于接收所述信号运算放大单元发送的所述冷媒浓度的数字信号，并将所述冷媒浓度的数字信号通过有线传输方式或者无线传输方式传输给监控服务器；

监控服务器，与中央处理器相连接，用于通过有线传输方式或者无线传输方式对应接收所述中央处理器传输过来的所述冷媒浓度的数字信号并实时显示给用户。

2.如权利要求1所述的制冷系统的冷媒泄露监控装置，其特征在于，所述信号运算放大单元包括信号放大模块以及模数转换模块，其中：

所述信号放大模块，与气体采样传感器相连接，用于对对所述气体采样传感器发来的所述冷媒浓度的模拟信号进行放大处理；

所述模数转换模块，分别与所述信号放大模块、中央处理器相连接，用于将经过所述信号放大模块进行放大处理的所述冷媒浓度的模拟信号转换为所述冷媒浓度的数字信号，然后发送给中央处理器。

3.如权利要求1所述的制冷系统的冷媒泄露监控装置，其特征在于，所述中央处理器和监控服务器之间通过3G模块、4G模块、WIFI模块或者GPRS模块相连接。

4.如权利要求1至3中任一项所述的制冷系统的冷媒泄露监控装置，其特征在于，所述中央处理器还用于在接收所述信号运算放大单元发送的所述冷媒浓度的数字信号后，将该冷媒浓度的数字信号所对应的冷媒浓度值与预设冷媒浓度报警值比较，当该冷媒浓度的数字信号所对应的冷媒浓度值大于或者等于所述预设冷媒浓度报警值时，向用户发出报警提示。

5.如权利要求4所述的制冷系统的冷媒泄露监控装置，其特征在于，所述中央处理器还分别与预设多个LED灯和扬声器相连接。

6.如权利要求1至3中任一项所述的制冷系统的冷媒泄露监控装置，其特征在于，所述监控服务器包括信号接收模块和触摸屏显示模块，其中：

信号传输模块，与所述中央处理器相连接，用于通过有线传输方式或者无线传输方式对应接收所述中央处理器传输过来的所述冷媒浓度的数字信号，然后发送给触摸屏显示模块；

触摸屏显示模块，与信号传输模块相连接，用于接收所述信号传输模块所发送过来的所述冷媒浓度的数字信号并实时显示给用户。

7.如权利要求1至3中任一项所述的制冷系统的冷媒泄露监控装置，其特征在于，包括电源模块和后备电池模块，其中：

电源模块，分别与外部交流电源、中央处理器相连接，用于将外部交流电源提供的交流电压转换为直流工作电压，然后提供给所述中央处理器以及后备电池模块；

后备电池模块，分别与电源模块、中央处理器相连接，用于实时接收并存储所述电源模块传输的电能，并在所述电源模块发生断电情况或者所输出的电压波动频率超过预设值时，向所述中央处理器提供工作用电。

8.如权利要求1至3中任一项所述的制冷系统的冷媒泄露监控装置，其特征在于，包括横截面为长方形的装置主体(1)，所述装置主体(1)的顶部左边设置有触摸屏显示模块，所述装置主体(1)的顶部左端纵向设置有气体采样传感器接口(6)和开关按钮(7)，所述装置主体(1)的顶部右端侧面设置有有线网口(9)和SD卡插槽(8)。

9.如权利要求8所述的制冷系统的冷媒泄露监控装置，其特征在于，所述气体采样传感器接口(6)分别与所述气体采样传感器、信号运算放大单元相连接，用于将所述气体采样传感器所采集的所述冷媒浓度的模拟信号发送给信号运算放大单元；

所述开关按钮(7)与中央处理器通过数据信号线相连接，用于控制开启或者关闭所述中央处理器；

SD卡插槽(8)，与中央处理器相连接，用于实时存储所述中央处理器所接收到的数据。