CN108167651A - 一种燃气监测装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种燃气监测装置，解决了现有燃气管道泄露检测装置数据传输和报警功能不完善的问题，所述燃气监测装置包括监测单元、数据集中器和监控单元，所述监测单元用于采集环境中可燃气体浓度，得到浓度信号，输出到所述数据集中器；所述数据集中器用于接收所述浓度信号，得到浓度集中信号，输出到所述监控单元；所述监控单元用于接收所述浓度集中信号，并根据所述浓度集中信号对所述可燃气体浓度进行监控。本发明可以有效的传递燃气泄漏信号，并具有完善的报警功能，可以最大限度的减少燃气泄漏造成的损害。

Description

一种燃气监测装置
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种多层传输网络的燃气智能实时在线监测装置。
背景技术
燃气是关乎民生的重大问题，泄露的燃气遇到火源即可发生燃烧或爆炸，一旦发生爆炸，将对人们的生命财产安全带来巨大的灾害，因此，在燃气泄露问题的处理方式中，要做到防患于未然。由此看来，燃气监测手段十分重要。
传统的检测地下管道井安全隐患的方法是巡检人员携带可燃气体检测仪和记录本现场检测可燃气体浓度。人工巡检的办法成本非常高，巡检周期很长，在巡检周期内产生隐患，巡检人员无法及时发现，隐患极易发展成爆炸事故，导致生命和财产损失。
现有的城市地下燃气管道泄露检测装置存在以下问题，第一，数据传输失败问题显著。目前的装置多使用单层无线传输网络(如GMS/GPRS无线通信技术)完成数据上报与交互，然而，在燃气阀井下，信号阻隔等致使设备漏报、不报现象层出不穷，难以保证现场的安全性。第二，报警功能不完善。燃气管道泄露周边属于危险区域，一旦泄露的燃气遇到火源发生燃烧或爆炸，对周边区域人们的生命财产安全将造成巨大的灾难；监测中心作为控制终端，报警功能的缺失，会使工作人员不能及时发现泄露事故、采取相关应急措施。
发明内容
有鉴于此，为解决现有燃气管道泄露检测装置数据传输、报警功能不完善的问题，本申请实施例提供了一种燃气监测装置。
本申请实施例提供了一种燃气监测装置，包括监测单元、数据集中器和监控单元，所述监测单元用于采集环境中可燃气体浓度，得到浓度信号，输出到所述数据集中器；所述数据集中器用于接收所述浓度信号，得到浓度集中信号，输出到所述监控单元；所述监控单元用于接收所述浓度集中信号，并根据所述浓度集中信号对所述可燃气体浓度进行监控。
进一步地，所述监测单元包括气体探头、主控制器、第一无线传输模块一和电池，所述气体探头用于检测环境中可燃气体浓度，得到模拟信号，输出到所述主控制器，所述主控制器用于采集所述模拟信号，得到浓度采集信号，输出到所述第一无线传输模块一，所述第一无线传输模块一用于接收所述浓度采集信号，得到所述浓度信号，输出到所述数据集中器；所述数据集中器包括第一无线传输模块二、第二无线传输模块，所述第一无线传输模块二用于接收所述浓度信号，得到浓度传输信号，输出到所述第二无线传输模块，所述第二无线传输模块用于接收所述浓度传输信号，得到所述浓度集中信号，输出到所述监控单元。
进一步地，所述数据集中器还包括控制器和报警模块，所述控制器用于接收所述浓度传输信号，并根据所述浓度传输信号得到所述环境中可燃气体浓度，同时将所述可燃气体浓度与第一阈值进行比较，当所述可燃气体浓度大于所述第一阈值时，得到第一报警信号，输出到所述报警模块；所述报警模块用于接收所述第一报警信号，并产生警示信息。
进一步地，所述监控单元包括服务器、监控上位机和监控报警模块，所述服务器用于接收所述浓度集中信号，并根据所述浓度集中信号得到所述环境中可燃气体浓度；所述监控上位机用于读取所述服务器上的可燃气体浓度，并将所述可燃气体浓度与第二阈值进行比较，当所述可燃气体浓度大于所述第二阈值时，得到第二报警信号，输出到所述监控报警模块；所述监控报警模块用于接收所述第二报警信号，并产生警示信息；所述监控上位机能够将加载的燃气管道地图和所述监测单元安装点相关联，定位所述可燃气体浓度大于所述第二阈值的所述监测单元安装点。
优选地，所述第一无线传输模块一和第一无线传输模块二的频率为433MHz，所述第二无线传输模块为3G或4G移动通信模块，所述电池为可充电式锂电池，所述气体探头为催化燃烧式传感器。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
本发明使用双层数据传输网络完成数据上报，第一无线传输模块的输出信号备强穿透性，第二无线传输模块的输出信号具有远传性，可以有效的传递燃气泄漏信号。
在泄露现场设置警报避免无关人员进入，最大限度减少伤亡；监测中心的警报便于监测站点工作人员及时发现泄露事故、采取相关应急措施，避免爆炸事故的发生。现场报警与监测中心报警功能符合泄露事故早发现、早处理、保障生命安全、降低损失的处理原则。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
在附图中：
图1是第一种燃气监测装置实施例示意图；
图2是第二种燃气监测装置实施例示意图；
图3是第三种燃气监测装置实施例示意图；
图4是第四种燃气监测装置实施例示意图；
图5是第五种燃气监测装置实施例示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1是第一种燃气监测装置实施例示意图，包括监测单元110、数据集中器120和监控单元130，所述监测单元用于采集环境中可燃气体浓度，得到浓度信号A1，输出到所述数据集中器；所述数据集中器用于接收所述浓度信号A1，得到浓度集中信号A2，输出到所述监控单元；所述监控单元用于接收所述浓度集中信号A2，并根据所述浓度集中信号对所述可燃气体浓度进行监控。
所述监测单元具有实时地采集可燃气体浓度信息的功能。所述数据集中器可接收400米范围内的浓度信号A1。所述监测单元安装在燃气阀井内，距所述数据集中器小于400米。
优选地，所述数据集中器使用太阳能电池或220V供电。
图2是第二种燃气监测装置实施例示意图，包括监测单元110、数据集中器120和监控单元130，所述监测单元包括气体探头210、主控制器220、第一无线传输模块一230和电池240，所述气体探头用于检测环境中可燃气体浓度，得到模拟信号B1，输出到所述主控制器，所述主控制器用于采集所述模拟信号B1，得到浓度采集信号B2，输出到所述第一无线传输模块一，所述第一无线传输模块一用于接收所述浓度采集信号B2，得到所述浓度信号A1，输出到所述数据集中器。
所述数据集中器包括第一无线传输模块二250、第二无线传输模块260，所述第一无线传输模块二用于接收所述浓度信号A1，得到浓度传输信号B3，输出到所述第二无线传输模块，所述第二无线传输模块用于接收所述浓度传输信号B3，得到所述浓度集中信号B4，输出到所述监控单元。
本实施例使用双层数据传输网络完成数据上报，即第一无线网络在监测单元与数据集中器之间产生连接，要求信号具备强穿透性，因此，优选地，所述第一无线传输模块一和第一无线传输模块二的频率为433MHz，第二无线网络连接数据集中器与监控指挥中心，要求信号具有远传性，因此，优选地，所述第二无线传输模块为3G或4G移动通信模块。
由于所述监测单元数据量大，功耗大，因此，优选使用太阳能电池或220V市电供电，所述电池优选可充电式锂电池。
优选地，所述监测单元还包括上位机，所述主控制器采集所述模拟信号的间隔时间可通过所述上位机调节，优选地，所述模拟信号为4-20mA。
优选地，所述气体探头为催化燃烧式传感器。
图3是第三种燃气监测装置实施例示意图，包括监测单元110、数据集中器120和监控单元130，所述监测单元包括气体探头210、主控制器220、第一无线传输模块一230和电池240，所述气体探头用于检测环境中可燃气体浓度，得到模拟信号B1，输出到所述主控制器，所述主控制器用于采集所述模拟信号B1，得到浓度采集信号B2，输出到所述第一无线传输模块一，所述第一无线传输模块一用于接收所述浓度采集信号B2，得到所述浓度信号A1，输出到所述数据集中器。
所述数据集中器包括第一无线传输模块二250、第二无线传输模块260、控制器310和报警模块320，所述第一无线传输模块二用于接收所述浓度信号A1，得到浓度传输信号B3，输出到所述第二无线传输模块，所述第二无线传输模块用于接收所述浓度传输信号B3，得到所述浓度集中信号B4，输出到所述监控单元，所述控制器310用于接收所述浓度传输信号B3，并根据所述浓度传输信号得到所述环境中可燃气体浓度，同时将所述可燃气体浓度与第一阈值进行比较，当所述可燃气体浓度大于所述第一阈值时，得到第一报警信号B5，输出到所述报警模块320，所述报警模块用于接收所述第一报警信号B5，并产生警示信息。
安装有所述报警模块的数据集中器具有现场报警功能，可以在泄露现场避免无关人员进入，最大限度减少伤亡。
优选地，所述第一阈值为25％LEL。
图4是第四种燃气监测装置实施例示意图，包括监测单元110、数据集中器120和监控单元130，所述监测单元包括气体探头210、主控制器220、第一无线传输模块一230和电池240，所述气体探头用于检测环境中可燃气体浓度，得到模拟信号B1，输出到所述主控制器，所述主控制器用于采集所述模拟信号B1，得到浓度采集信号B2，输出到所述第一无线传输模块一，所述第一无线传输模块一用于接收所述浓度采集信号B2，得到所述浓度信号A1，输出到所述数据集中器。
所述数据集中器包括第一无线传输模块二250、第二无线传输模块260、控制器310和报警模块320，所述第一无线传输模块二用于接收所述浓度信号A1，得到浓度传输信号B3，输出到所述第二无线传输模块，所述第二无线传输模块用于接收所述浓度传输信号B3，得到所述浓度集中信号B4，输出到所述监控单元，所述控制器310用于接收所述浓度传输信号B3，并根据所述浓度传输信号得到所述环境中可燃气体浓度，同时将所述可燃气体浓度与第一阈值进行比较，当所述可燃气体浓度大于所述第一阈值时，得到第一报警信号B5，输出到所述报警模块320，所述报警模块用于接收所述第一报警信号B5，并产生警示信息。
所述监控单元包括服务器410、监控上位机420和监控报警模块430，所述服务器用于接收所述浓度集中信号B4，并根据所述浓度集中信号得到所述环境中可燃气体浓度，所述监控上位机用于读取所述服务器上的可燃气体浓度B6，并将所述可燃气体浓度与第二阈值进行比较，当所述可燃气体浓度大于所述第二阈值时，得到第二报警信号B7，输出到所述监控报警模块，所述监控报警模块用于接收所述第二报警信号B7，并产生警示信息。
本实施例的燃气监测装置兼具现场报警与监测中心报警功能，在泄露现场可避免无关人员进入，最大限度减少伤亡，监测中心的警报便于监测站点工作人员及时发现泄露事故、采取相关应急措施，避免爆炸事故的发生。现场报警与监测中心报警功能符合泄露事故早发现、早处理、保障生命安全、降低损失的处理原则。
优选地，所述第二阈值为25％LEL。
所述监控上位机能够将加载的燃气管道地图和所述监测单元安装点相关联，定位所述可燃气体浓度大于所述第二阈值的所述监测单元安装点。
可在所述监控上位机上获取服务器最新可燃气体浓度，监控报警模块产生警示信息有播报监测单元地点和燃气气体浓度。同时，监控上位机可查询、下载任意时段服务器燃气气体浓度数据。
图5是第五种燃气监测装置实施例示意图，包括监测单元一111、监测单元二112......监测单元N 11n、数据集中器120和监控单元130，所述N和n为除0、1、2以外的自然数整数，表示多个，即所述数据集中器可接收至少两个监测单元输出的所述浓度信号。
优选地，所述数据集中器可同时处理255台监测单元输出的浓度信号A1。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气监测装置，其特征在于，包括监测单元、数据集中器和监控单元，
所述监测单元用于采集环境中可燃气体浓度，得到浓度信号，输出到所述数据集中器；
所述数据集中器用于接收所述浓度信号，得到浓度集中信号，输出到所述监控单元；
所述监控单元用于接收所述浓度集中信号，并根据所述浓度集中信号对所述可燃气体浓度进行监控。
2.根据权利要求1所述的燃气监测装置，其特征在于，
所述监测单元包括气体探头、主控制器、第一无线传输模块一和电池，所述气体探头用于检测环境中可燃气体浓度，得到模拟信号，输出到所述主控制器，所述主控制器用于采集所述模拟信号，得到浓度采集信号，输出到所述第一无线传输模块一，所述第一无线传输模块一用于接收所述浓度采集信号，得到所述浓度信号，输出到所述数据集中器；
所述数据集中器包括第一无线传输模块二、第二无线传输模块，所述第一无线传输模块二用于接收所述浓度信号，得到浓度传输信号，输出到所述第二无线传输模块，所述第二无线传输模块用于接收所述浓度传输信号，得到所述浓度集中信号，输出到所述监控单元。
3.根据权利要求2所述的燃气监测装置，其特征在于，所述数据集中器还包括控制器和报警模块，
所述控制器用于接收所述浓度传输信号，并根据所述浓度传输信号得到所述环境中可燃气体浓度，同时将所述可燃气体浓度与第一阈值进行比较，当所述可燃气体浓度大于所述第一阈值时，得到第一报警信号，输出到所述报警模块；
所述报警模块用于接收所述第一报警信号，并产生警示信息。
4.根据权利要求3所述燃气监测装置，其特征在于，所述监控单元包括服务器、监控上位机和监控报警模块，
所述服务器用于接收所述浓度集中信号，并根据所述浓度集中信号得到所述环境中可燃气体浓度；
所述监控上位机用于读取所述服务器上的可燃气体浓度，并将所述可燃气体浓度与第二阈值进行比较，当所述可燃气体浓度大于所述第二阈值时，得到第二报警信号，输出到所述监控报警模块；
所述监控报警模块用于接收所述第二报警信号，并产生警示信息；
所述监控上位机能够将加载的燃气管道地图和所述监测单元安装点相关联，定位所述可燃气体浓度大于所述第二阈值的所述监测单元安装点。
5.根据权利要求4任意一项所述燃气监测装置，其特征在于，所述数据集中器可接收至少两个监测单元输出的所述浓度信号。
6.根据权利要求2所述燃气监测装置，其特征在于，所述第一无线传输模块一和第一无线传输模块二的频率为433MHz。
7.根据权利要求2所述燃气监测装置，其特征在于，所述第二无线传输模块为3G或4G移动通信模块。
8.根据权利要求2所述燃气监测装置，其特征在于，所述监测单元还包括上位机，所述主控制器采集所述模拟信号的间隔时间可通过所述上位机调节。
9.根据权利要求2～8任意一项所述燃气监测装置，其特征在于，所述电池为可充电式锂电池。
10.根据权利要求2～8任意一项所述燃气监测装置，其特征在于，所述气体探头为催化燃烧式传感器。
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