CN107219271A - 一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置，其包括气体探头、移动承载装置、控制装置以及报警装置。其中所述气体探头设置在所述移动承载装置上，所述控制装置遥控所述移动承载装置的移动，所述报警装置与所述气体探头或是控制装置连接。使用时，所述控制装置遥控所述移动承载装置移动，所述气体探头探测周围环境中可燃气体的含量，当其达到预设临界值时，其会通知所述报警装置报警；或是将报警信息发送给所述控制装置。

Description

一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置

技术领域

本发明涉及一种可燃气体含量探测装置，用于探测未知环境下可燃气体的含量，以保证人员进入时的安全。

背景技术

随着社会的发展以及科技的不断进步，使得人类对于未知环境的探索力度越来越大。

而对于未知的环境，其一般都是封闭的，其内存有的气体也是未知的，若是探险人员轻易进入，很可能因为进入而引发未知的风险，从而对进入人员的安全带来极大的危害。

而对于社会而言，新开发的矿产同样存有这样的风险。例如，当挖掘机械挖开一处新的矿产区域，很明显，需要探测这处环境中的气体组成，是否含有危险气体。当环境气体成分确定后，才好进行后续的开发布局。而且，随着矿产的不断开发挖掘，环境后续也可能因为新的矿产的挖掘，封闭在矿产中的气体，也会被释放到环境中来。

另外，随着社会的发展，城市的管路设计，也是越来越被设置在地下。由于管路的特性，其一般会设置在封闭的环境内。正常情况下，是不需频繁开启的。但在维护的情况下，是需要人员进入其内，进行管路维护、更换。这时，维护人员若是直接进入一个长时间封闭的环境内，进行维护作业，无疑是存在安全隐患的。

而业界现有的探测装置一般都是需要操作人员手持进入环境内进行气体探测，虽然操作人员会穿戴保护服进入探测，但对于未知的环境，保护服也并不能完全保证人身的安全。

因此，确有必要来开发一种新型的用于探测环境可燃气体含量的探测装置，来对环境中气体组分进行探测，以保证人员进入该环境后，不会发生安全风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置，其能够对环境中的可燃气体进行探测，当发现其达到预设的临界值时，其会向外界发出警报。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置，其包括气体探头、移动承载装置、控制装置以及报警装置。其中所述气体探头设置在所述移动承载装置上，所述控制装置遥控所述移动承载装置的移动，所述报警装置与所述气体探头或是控制装置连接。使用时，所述控制装置遥控所述移动承载装置移动，所述气体探头内设置的可燃气体燃烧传感器会探测周围环境中可燃气体的含量，当其达到预设临界值时，所述气体探头会通知所述报警装置报警；或是将报警信息发送给所述控制装置。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述气体探头还连接有测试气瓶，其在每次环境检测前，都会连通所述测试气瓶，以进行所述预设临界值的重新设定操作。通过更换存储不同可燃气体的测试气瓶，可以使得所述气体探头能完成多种可燃气体的探测。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述气体探头包括壳体，所述壳体内设置有上下开口的收容腔，所述收容腔的上部安装有传感器承载座。所述传感器承载座的上表面向内凹陷形成有检测腔，其上部设置有盖体，其中部设置有容置通孔；所述容置通孔内设置所述可燃气体燃烧传感器，其电性连接有功能电路板；所述功能电路板用于数据的采集、处理和传输，其连接有外接接口以便与外界进行数据交换；所述外接接口设置在所述壳体收容腔的下开口处。使用时，外部空气通过所述盖体上的空气流通孔进入到所述检测腔内，所述传感器对其中的可燃气体进行探测，所述功能电路板获得所述传感器的数据，对其处理后将其通过所述外接接口传递给外部。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述检测腔内容置有蜂巢式过滤片，其盖设在所述容置通孔上，用于过滤进入空气中的灰尘。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述功能电路板包括电性连接的基板电路板、控制和测量电路板以及通讯和电源电路板。其中所述基板电路板用于检测出所述传感器的电位差；所述控制和测量电路板上设置有放大电路和用于数据处理的处理器，其能够将所述电位差数据转换为具体的数字信号；所述通讯和电源电路板上设置有RS485 接口电路和电源电路。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述传感器承载座内还设置有上下贯通的测试气体通道，用于从其下部的所述壳体的收容腔内引入测试气体。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述传感器承载座上还设置有连接槽，连通所述测试气体通道开口和所述容置通孔，所述测试气体从所述测试气体通道通过后，经由所述连接槽，流到所述容置通孔位置，以供所述传感器探测。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述通讯和电源电路板上连接有气体电磁阀，用以控制所述测试气体进入所述传感器承载座下部的所述收容腔内。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述壳体底部设置有安装螺杆，其上设置有减震块。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述盖体下还设置有卡簧。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述盖体通过铆钉安装在所述传感器承载座上。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述传感器承载座底部收容在所述壳体收容腔的上部，其通过螺栓安装在所述壳体的上部处。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述外接接口与所述壳体收容腔的下开口之间设置有密封圈。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述移动承载装置包括行走机械人、遥控车辆或是遥控无人机中的一种。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述报警装置包括声、光报警装置。例如，警示灯，蜂鸣器等等。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述控制装置还设置有无线通讯单元，用于与外界进行数据交换。例如，将其接收的气体探头发来的报警信息，传递给外界的服务器或是终端。其中所述无线通讯单元22具体可以是蓝牙模块、Wlan模块、3G通讯模块、4G通讯模块、5G通讯模块等等无线通讯单元。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述控制装置还连接有指令输入装置，用于接收外部操作指令。例如，鼠标、键盘或是轨迹球等等。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述控制装置还连接有显示装置，用于显示信息。例如，液晶屏，OLED屏等等。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明涉及的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置，其将气体探头设置在移动承载装置上，通过遥控的方式进入到未知环境进行环境气体探测。如此，使得操作人员无需直接进入待探测的未知环境中，即可获知其内可燃气体的含量信息，极大的提升了操作人员的人身安全。

进一步的，其气体探头采用可燃气体燃烧传感器进行环境中可燃气体的探测，使得其能够快速、准确的探测到环境中可燃气体的含量；同时，对于可燃气体种类的探测范围，也有很大的扩展，使得其使用范围很广。

附图说明

图1是本发明涉及的一个实施方式提供的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置的逻辑结构示意图；

图2是图1中涉及的气体探头的结构示意图；

图3是图2所示的气体探头的结构爆炸图；

图4是图2所示的气体探头，其传感器承载座的正面结构示意图；

图5是图2所示的气体探头，其探测时的气体流向示意图。

图1~5中的附图标记说明如下：

气体探头 100 测试气瓶 102

壳体 10 收容腔 12

外接接口 13 基板电路板 14

密封圈 15 控制和测量电路板 16

气体电磁阀 17 通讯和电源电路板 18

安装螺杆 19 减震块 192

传感器承载座 20 检测腔 22

蜂巢式过滤片 23 容置通孔 24

盖体 25 空气流通孔 252

测试气体通道 26 卡簧 27

连接槽 28 传感器 30

控制装置 200 无线通讯单元 202

输入装置 204 显示装置 206

移动承载装置 300 报警装置 400。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例，对本发明涉及的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置的技术方案作进一步的详细描述。

请参阅图1所示，本发明的一个实施方式提供了一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置，其包括气体探头100、控制装置200、移动承载装置30以及报警装置400。

其中所述气体探头10用于探测周围环境中的可燃气体含量，其中涉及的可燃气体包括但不限于，氢气、甲烷、一氧化碳、煤气等等。所述控制装置200遥控所述移动承载装置300移动，具体遥控方式，可以是红外遥控方式，但不限于。所述报警装置400包括声、光报警装置，例如，警示灯，蜂鸣器等等。

使用时，所述控制装置200遥控所述移动承载装置300移动，所述气体探头100探测周围环境中可燃气体的含量，当其达到预设临界值时，其会通知所述报警装置400报警；或是将报警信息发送给所述控制装置200，由所述控制装置200通知所述报警装置400报警，或是进行其他预设操作。

具体来讲，请参阅图2、3所示，所述气体探头100包括壳体10，其内设置有上下开口的收容腔12，其上部安装有传感器承载座20。其中所述传感器承载座20的底部收容在所述壳体10收容腔12的上部，其具体可以通过螺栓安装在所述壳体10的上部处。

其中，所述传感器承载座20的上表面向内凹陷形成有检测腔22，其中部设置有容置通孔24，其内设置有可燃气体燃烧传感器，例如，NAP-57A式可燃气体燃烧传感器，但不限于，此处仅为举例式说明。

其中所述检测腔22内还容置有蜂巢式过滤片23，其盖设在所述容置通孔24上，用于预先过滤进入空气中的灰尘。所述检测腔22的上部开口处还设置有盖体25，其下设置有卡簧27。所述盖体25具体可以是通过铆钉安装在所述传感器承载座20上。

请参阅图4所示，其中所述传感器承载座20内还设置有上下贯通的测试气体通道26，用于从其下部的所述壳体10的收容腔12内引入测试气体。其中所述传感器承载座20上还设置有连接槽28，连通所述测试气体通道26的开口和所述容置通孔24，所述测试气体从所述测试气体通道26通过后，经由所述连接槽28，流到所述容置通孔24位置，以供所述传感器探测。

其中所述壳体10的收容腔12内还设置有功能电路板，其与所述传感器电性连接，并通过设置在所述收容腔12下部开口处的外接接口13与外部进行数据交换。具体的，所述外接接口13是一个7pin接头，但不限于。进一步的，为保证所述外接接口13与所述壳体收容腔下开口之间配接的紧密性，两者之间还设置有密封圈15。

进一步的，其中所述功能电路板具体包括电性连接的基板电路板14、控制和测量电路板16以及通讯和电源电路板18。其中所述基板电路板14用于检测出所述传感器的电位差；所述控制和测量电路板16上设置有放大电路和用于数据处理的处理器，其中的数据处理包括但不限于，将所述电位差数据转换为具体的数字信号；所述通讯和电源电路板18上设置有RS485 接口电路和电源电路。

进一步的，本发明将一个功能电路板拆分为3个相互独立功能的电路板，是充分考虑到所述壳体10内收容腔12的内部结构而做出的一个创新设计，因为所述壳体10内收容腔12空间有限，若用一个功能电路板来实现功能，则很难被收容腔完整收纳。同时，还要考虑到收容腔12内还要容置其他元件，因此，将一个完整的功能电路板拆分为3个。

进一步的，这3个功能电路板14、16、18间的相互位置设置，也是结合考虑了收容腔12内空间大小，以及后续的元件设置。其中所述基板电路板14和控制和测量电路板16之间是相互平行设置，而所述控制和测量电路板16和通讯和电源电路板18之间则是相互垂直设置，这是考虑所述通讯和电源电路板18上还会设置其他功能元件，若是还是按照平行设置的方式，则收容空间会不够。

另外，拆分的所述3个功能电路板，其各自功能划分也是充分考虑到数据的采集、处理以及传输的便利性。其中所述3个功能电路板可以是通过1.5mm镀金插针层层相连，所述通讯和电源电路板18在通过线缆与所述外接接口13连接，但不限于。

其中所述外接接口13可以是与所述控制装置200连接，也可以是与所述报警装置400连接，或者是与两者同时连接。

当所述外接接口13外接所述控制装置200时，所述功能电路板将报警信息传递给所述控制装置200，后续由所述控制装置200来决定如何处理和反馈这一报警信息。例如，可以是通知所述报警装置400进行报警，也可以是根据所述报警信息来进行其他设备的关闭操作等等。

进一步的，其中所述控制装置200和所述功能电路板之间的数据传输可以是以标准的RS485半双工接口连接，其间的数据通讯采用标准的MODBUS RTU协议。其中所述控制装置200为主站，所述功能电路板为从站，所述控制装置200不断地询问所述功能电路板并得到其响应数据，数据包含检测数据、状态数据等数据，所述控制装置200分析该数据，并刷新输出和显示状态。

当所述外接接口13外接所述报警装置400时，所述功能电路板则是将报警信息发送到所述外接的报警装置400上，所述报警装置400接到报警信息后，进而发出报警提醒。

进一步的，其中所述通讯和电源电路板18上还连接有气体电磁阀17，所述气体电磁阀17与外部存放可燃测试气体的测试气瓶102连接，从而将测试气体引入到所述传感器承载座20下部的所述收容腔12内。

使用时，请参阅图5所示，外部环境中的空气通过所述盖体25上的空气流通孔252进入到所述检测腔22内，穿过所述蜂巢式过滤片23，到达所述容置通孔24处，所述传感器30对其中的可燃气体进行探测，所述功能电路板获得所述传感器的探测数据，对其处理后将其通过所述外接接口13传递给外部。其中气体流向请参阅图中自上而下的箭头所示。

而每次探测使用后，为保证下次探测使用的精准度，所述探头自身还可以进行自检操作。具体为，所述传感器30或是功能电路板通过打开所述电磁阀17，使得存有测试可燃气体的所述测试气瓶102通过气管以及所述电磁阀17，向所述收容腔12内通入可燃测试气体，测试可燃气体通过所述测试气体通道26和连接槽28，从而到达所述容置通孔24处，待所述传感器30自检探测完成后，则关闭所述电磁阀17。其中气体流向请参阅图5中自下而上的箭头所示。

进一步的，为扩展本发明的使用范围，所述控制装置200还设置有无线通讯单元202，用于与外界进行数据交换。例如，将其接收的由所述气体探头100发来的报警信息，传递给外界的云端服务器或是终端，或是接收来自外界的指令信息。其中所述无线通讯单元202具体可以是蓝牙模块、Wlan模块、3G通讯模块、4G通讯模块、5G通讯模块等等无线通讯单元。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述控制装置200还连接有指令输入装置204以及显示装置206。其中所述输入装置204具体可以包括键盘、鼠标、轨迹球等等中的一种或是多种，用于接收来自外部输入的操作指令。所述显示装置206，具体可以是液晶屏，OLED屏等等，用于显示信息。所述输入装置204和显示装置206也可以由触摸屏一体实现。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述壳体10底部还可设置有安装螺杆19，以便于其在不同位置上的安装。其中所述安装螺杆19上还可设置有橡胶减震块192。

本发明涉及的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置，其将气体探头设置在移动承载装置上，通过遥控的方式进入到未知环境进行环境气体探测。如此，使得操作人员无需直接进入待探测的未知环境中，即可获知其内的可燃气体的含量信息，极大的提升了操作人员的人身安全。

进一步的，其气体探头采用可燃气体燃烧传感器进行环境中可燃气体的探测，使得其能够快速、准确的探测到环境中可燃气体的含量；同时，对于可燃气体种类的探测范围，也有很大的扩展，使得其使用范围很广。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置；其特征在于，其包括气体探头、移动承载装置、控制装置以及报警装置；

其中所述气体探头设置在所述移动承载装置上，所述控制装置遥控所述移动承载装置的移动，所述报警装置与所述气体探头或是控制装置连接；

使用时，所述控制装置遥控所述移动承载装置移动，所述气体探头内设置的可燃气体燃烧传感器会探测周围环境中可燃气体的含量，当其达到预设临界值时，所述气体探头会通知所述报警装置报警；或是将报警信息发送给所述控制装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置；其特征在于，其中所述气体探头还连接有测试气瓶，其在每次环境检测前，都会连通所述测试气瓶，以进行所述预设临界值的重新设定操作。

3.根据权利要求1所述的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置；其特征在于，其中所述气体探头包括壳体，所述壳体内设置有上下开口的收容腔，所述收容腔的上部安装有传感器承载座；

其中所述传感器承载座的上表面向内凹陷形成有检测腔，其上部设置有盖体，其中部设置有容置通孔；所述容置通孔内设置所述可燃气体燃烧传感器，其电性连接有功能电路板；所述功能电路板用于数据的采集、处理和传输，其连接有外接接口以便与外界进行数据交换；所述外接接口设置在所述壳体收容腔的下开口处；

使用时，外部空气通过所述盖体上的空气流通孔进入到所述检测腔内，所述传感器对其中的可燃气体进行探测，所述功能电路板获得所述传感器的数据，对其处理后将其通过所述外接接口传递给外部。

4.根据权利要求3所述的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置；其特征在于，其中所述检测腔内容置有蜂巢式过滤片，其盖设在所述容置通孔上，用于过滤进入空气中的灰尘。

5.根据权利要求3所述的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置；其特征在于，其中所述功能电路板包括电性连接的基板电路板、控制和测量电路板以及通讯和电源电路板；

其中所述基板电路板用于检测出所述传感器的电位差；所述控制和测量电路板上设置有放大电路和用于数据处理的处理器，其能够将所述电位差数据转换为具体的数字信号；所述通讯和电源电路板上设置有RS485 接口电路和电源电路。

6.根据权利要求5所述的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置；其特征在于，其中所述传感器承载座内还设置有上下贯通的测试气体通道，用于从其下部的所述壳体的收容腔内引入测试气体。

7.根据权利要求6所述的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置；其特征在于，其中所述传感器承载座上还设置有连接槽，连通所述测试气体通道开口和所述容置通孔，所述测试气体从所述测试气体通道通过后，经由所述连接槽，流到所述容置通孔位置，以供所述传感器探测。

8.根据权利要求7所述的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置；其特征在于，其中所述通讯和电源电路板上连接有气体电磁阀，用以控制所述测试气体进入所述传感器承载座下部的所述收容腔内。

9.根据权利要求1所述的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置；其特征在于，其中所述移动承载装置包括行走机械人、遥控车辆或是遥控无人机中的一种；其中所述报警装置包括声、光报警装置。

10.根据权利要求1所述的一种用于探测环境可燃气体含量的探测装置；其特征在于，其中所述控制装置还设置有无线通讯单元，用于与外界进行数据交换；其中所述控制装置还分别连接有指令输入装置和显示装置，分别用于接收外部操作指令以及显示信息。