CN108240558B - 一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置及检测方法，底座表面开有安装通孔，底板表面活动安装有太阳轮和行星轮；外壳体两端面分别固定有齿圈和蜗纹盘；隔板表面开有圆形槽；第一锥齿轮与行星轮通过连接轴连接；内壳体周侧活动安装有螺纹轴，外底面滑动安装有滑块，内底面滑动安装有弧形环，弧形环周侧开有内螺纹孔；滑块一表面固定有蜗形凸起，滑块与蜗纹盘啮合；支撑台安装于安装通孔内。本发明安全智能，通过向微控端下达检测指令后，系统能够自动完成从天然气检测到处理检测信息到报警的一系列步骤，无需人工操作，同时检测传感器在休息状态下收容在壳体内部，防止室外环境对传感器造成的腐蚀，减小检修频率。
Description
技术领域
本发明属于天然气泄漏检测技术领域，特别是涉及一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置及检测方法。
背景技术
随着城市建设和经济建设的飞速发展、人民生活水平的普遍提高和石油化学工业的发展，特别是西气东输工程投入运行以来，天然气作为优质高效的清洁能源，已逐步成为城镇燃气的主导气源，促进了社会经济的发展，且减少了对环境的污染。由于使用天然气的用户和单位越来越多，范围越来越广，一旦发生事故，就会严重危及公共安全。天然气是以甲烷为主要成分的气体混合物，同时含有少量的乙烷、丙烷、丁烷等烷烃，还含有二氧化碳、氧、氮、硫化氢、水分等。天然气成份决定它是一种火灾危险性较大的可燃气体，与空气混合后，在空气中浓度达到5％至15％时，遇到火源就可能发生火灾爆炸事故，甚至造成重大伤亡。目前，天然气的运输存储系统中普遍采用的天然气泄漏测量方法为：使用可燃气体测量仪对天然气系统的每个法兰、接口等进行测量。
为了安全起见，一般天然气输送存储系统都进行露天布置，以便于泄漏的天然气能顺利的扩散至大气中。但是这种露天布置也使得可燃气体测量仪在对露天的天然气系统法兰、接口等进行测量时其微小的泄漏量很难被测量出来，因为少量的天然气很快便被空气稀释，在有风的情况下，微漏的天然气很容易被风吹走，导致可燃气体测量仪无法准确测得天然气系统每个法兰、接口等是否存在天然气泄漏情况。同时，天然气检测仪多数长时间设置在室外，野外的输送管线和储罐上进行实时监测，长期暴露于空气环境下，也会导致设备需要频繁检修，容易老化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置及检测方法，通过向微控端下达检测指令后，系统能够自动完成从天然气检测到处理检测信息到报警的一系列步骤，无需人工操作，同时检测传感器在休息状态下收容在壳体内部，防止室外环境对传感器造成的腐蚀，减小检修频率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置，包括天然气检测传感器，所述天然气检测传感器安装于支撑座内，所述支撑座包括底座、底板、外壳体、隔板、内壳体、支撑台；
所述底座表面开有安装通孔，所述底板固定于底座表面，底板表面活动安装有太阳轮和行星轮；
所述外壳体安装于底板表面，外壳体两端面分别固定有齿圈和蜗纹盘，所述行星轮分别与太阳轮、齿圈啮合；
所述隔板活动安装于齿圈另一端面，隔板表面开有圆形槽；
所述圆形槽内安装有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与行星轮通过连接轴连接；
所述内壳体固定于隔板表面，内壳体周侧活动安装有螺纹轴，内壳体外底面滑动安装有滑块，内底面滑动安装有弧形环，所述弧形环周侧开有内螺纹孔；
所述螺纹轴周侧固定有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，螺纹轴与内螺纹孔啮合；
所述滑块一表面固定有蜗形凸起，滑块与蜗纹盘啮合；
所述支撑台安装于安装通孔内。
进一步地，所述底板表面固定有限位环，所述齿圈端面开有环形槽，所述环形槽与限位环配合。
进一步地，所述太阳轮表面开有内螺纹通孔，所述支撑台底面固定有螺纹柱，所述螺纹柱与内螺纹通孔啮合。
进一步地，所述蜗纹盘底面开有第四圆形通孔，所述隔板表面开有第一圆形通孔，所述内壳体底面开有第三圆形通孔，所述支撑台穿过第一圆形通孔、第三圆形通孔、第四圆形通孔，所述第一圆形通孔设置于隔板表面圆心处。
进一步地，所述底板表面沿圆周方向均布有固定轴，所述行星轮活动安装于固定轴周侧。
进一步地，三个所述圆形槽沿圆周方向均布于隔板表面。
进一步地，所述圆形槽底面开有第二圆形通孔，所述连接轴穿过第二圆形通孔。
进一步地，所述内壳体底面沿圆周方向均布有限位条，所述弧形环底面开有方形槽，所述方形槽与限位条配合，所述支撑台周侧开有限位圆环槽，所述限位圆环槽与弧形环配合。
进一步地，所述内壳体外底面沿圆周方向均布有滑块固定座，所述滑块滑动安装于滑块固定座内，所述滑块为相互连接的长方体和三棱柱。
进一步地，一种具有联动报警功能的天然气泄露检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、微控端向转动电机和天然气检测传感器分别发送启动指令，转动电机旋转；
S2、齿圈通过电机驱动后，带动太阳轮和行星轮分别绕轴转动，同时蜗纹盘转动；
S3、第一锥齿轮随行星轮转动而转动，第一锥齿轮带动第二锥齿轮，第二锥齿轮带动螺纹轴转动；
S4、螺纹轴转动后，弧形环沿径向向圆心方向移动；
S5、蜗纹盘转动并带动滑块向外侧移动，太阳轮与螺纹柱，支撑台上升并伸出内壳体，天然气检测传感器采集天然气浓度并将浓度信息通过信号传输端发送回微控端；
S6、微控端比对天然气浓度是否超过浓度阈值，若天然气浓度超过浓度阈值，微控端向报警器发送报警信号，否则，微控端销毁浓度信息。
本发明的有益效果：
本发明公开了一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置，通过微控端向转动电机和天然气检测传感器分别发送启动指令，转动电机旋转；齿圈通过电机驱动后，带动太阳轮和行星轮分别绕轴转动，同时蜗纹盘转动；第一锥齿轮随行星轮转动而转动，第一锥齿轮带动第二锥齿轮，第二锥齿轮带动螺纹轴转动；螺纹轴转动后，弧形环沿径向向圆心方向移动；蜗纹盘转动并带动滑块向外侧移动，太阳轮与螺纹柱，支撑台上升并伸出内壳体，天然气检测传感器采集天然气浓度并将浓度信息通过信号传输端发送回微控端；微控端比对天然气浓度是否超过浓度阈值。
本发明安全智能，通过向微控端下达检测指令后，系统能够自动完成从天然气检测到处理检测信息到报警的一系列步骤，无需人工操作，同时检测传感器在休息状态下收容在壳体内部，防止室外环境对传感器造成的腐蚀，减小检修频率。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明局部示意图。
图3是本发明内壳体结构示意图。
图4是本发明底板结构示意图。
图5是本发明外壳体结构示意图。
图6是本发明剖视图。
图7是本发明局部示意图。
图8是本发明内壳体结构示意图。
具体实施方式
一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置，包括支撑座、天然气检测传感器、信号传输端、微控端和报警器；
所述微控端用于向转动电机发送启动指令，并获取传感器采集的空气中天然气浓度，微控端比对天然气浓度超过浓度阈值时，向报警器发送报警信号；
所述报警器获取报警信号后播放报警音频；
所述信号传输端为zigbee信号传输装置，信号传输端通信连接传感器和微控端；
所述天然气检测传感器安装于支撑座内，所述支撑座包括底座1、底板2、外壳体3、隔板4、内壳体5、支撑台6，如图1、6、7所示；
所述底座1表面开有安装通孔101，底板2固定于底座1表面，底板2表面固定有限位环203；
底板2表面通过轴承活动安装有太阳轮201和行星轮202，所述太阳轮201表面开有内螺纹通孔；
外壳体3安装于底板2表面，外壳体3两端面分别固定有齿圈301和蜗纹盘302，蜗纹盘302底面开有第四圆形通孔，所述齿圈301端面开有环形槽303，所述环形槽303与限位环203配合，如图4、5所示；
具体的，齿圈301通过限位环203限位仅能贴合与底板2表面转动；
行星轮202分别与太阳轮201、齿圈301啮合；
较优的，所述齿圈301通过转动电机驱动旋转；
具体的，齿圈301通过电机驱动后，带动太阳轮201和行星轮202分别绕轴转动，同时蜗纹盘302转动；
较优的，底板2表面沿圆周方向均布有固定轴，所述行星轮202通过轴承活动安装于固定轴周侧；
隔板4活动安装于齿圈301另一端面，隔板4表面开有第一圆形通孔和圆形槽401，较优的，所述第一圆形通孔设置于隔板4表面圆心处，三个圆形槽401沿圆周方向均布于隔板4表面，所述圆形槽401底面开有第二圆形通孔；
较优的，隔板4安装于齿圈301内端面，底板2安装于齿圈301外端面，隔板4不随齿圈301转动；
圆形槽401内安装有第一锥齿轮402，所述第一锥齿轮402与行星轮202通过连接轴连接，连接轴穿过第二圆形通孔，具体的，第一锥齿轮402随行星轮202转动而转动；
内壳体5固定于隔板4表面，内壳体5周侧活动安装有螺纹轴501，螺纹轴501周侧固定有第二锥齿轮502，所述第二锥齿轮502与第一锥齿轮402啮合，如图2、3、8所示；
具体的，第一锥齿轮402带动第二锥齿轮502，第二锥齿轮502带动螺纹轴501转动；
内壳体5底面开有第三圆形通孔并沿圆周方向均布有限位条503，内壳体5外底面沿圆周方向均布有滑块固定座504；
内壳体5内底面滑动安装有弧形环505，所述弧形环505周侧开有内螺纹孔，螺纹轴501与内螺纹孔啮合，弧形环505底面开有方形槽，所述方形槽与限位条503配合；
具体的，由于弧形环505通过方形槽与限位条503配合仅能沿圆周径向移动，螺纹轴501转动后，弧形环505沿径向向圆心方向移动或倒退；
内壳体5外底面滑动安装有滑块506，所述滑块506为相互连接的长方体和三棱柱，三棱柱顶角为120°，滑块506滑动安装于滑块固定座504内；
滑块506一表面固定有蜗形凸起，滑块506与蜗纹盘302啮合；
具体的，蜗纹盘302转动并带动滑块506向中心方向滑动，当支撑台6缩入内壳体5内时，滑块506闭合并挡住圆形通孔，为传感器提供防护作用；
支撑台6穿过第一圆形通孔、第三圆形通孔、第四圆形通孔，支撑台6周侧开有限位圆环槽，所述限位圆环槽与弧形环505配合，支撑台6底面固定有螺纹柱，所述螺纹柱与内螺纹通孔啮合；
具体的，太阳轮201与螺纹柱，支撑台6上升并伸出内壳体5；
具体的，支撑台6伸出内壳体5时，弧形环505闭合通过夹紧限位圆环槽使得支撑台6不会下落；
支撑台6安装于安装通孔101内；
较优的，支撑台6表面安装有天然气检测传感器。
本发明的一个具体实施方式包括如下步骤：
S1、微控端向转动电机和天然气检测传感器分别发送启动指令，转动电机旋转；
S2、齿圈301通过电机驱动后，带动太阳轮201和行星轮202分别绕轴转动，同时蜗纹盘302转动；
S3、第一锥齿轮402随行星轮202转动而转动，第一锥齿轮402带动第二锥齿轮502，第二锥齿轮502带动螺纹轴501转动；
S4、螺纹轴501转动后，弧形环505沿径向向圆心方向移动；
S5、蜗纹盘302转动并带动滑块506向外侧移动，太阳轮201与螺纹柱，支撑台6上升并伸出内壳体5，天然气检测传感器采集天然气浓度并将浓度信息通过信号传输端发送回微控端；
S6、微控端比对天然气浓度是否超过浓度阈值，若天然气浓度超过浓度阈值，微控端向报警器发送报警信号，否则，微控端销毁浓度信息。
本发明安全智能，通过向微控端下达检测指令后，系统能够自动完成从天然气检测到处理检测信息到报警的一系列步骤，无需人工操作，同时检测传感器在休息状态下收容在壳体内部，防止室外环境对传感器造成的腐蚀，减小检修频率。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置，包括天然气检测传感器，其特征在于，所述天然气检测传感器安装于支撑座内，所述支撑座包括底座(1)、底板(2)、外壳体(3)、隔板(4)、内壳体(5)、支撑台(6)；
所述底座(1)表面开有安装通孔(101)，所述底板(2)固定于底座(1)表面，底板(2)表面活动安装有太阳轮(201)和行星轮(202)；
所述外壳体(3)安装于底板(2)表面，外壳体(3)两端面分别固定有齿圈(301)和蜗纹盘(302)，所述行星轮(202)分别与太阳轮(201)、齿圈(301)啮合；
所述隔板(4)活动安装于齿圈(301)另一端面，隔板(4)表面开有圆形槽(401)；
所述圆形槽(401)内安装有第一锥齿轮(402)，所述第一锥齿轮(402)与行星轮(202)通过连接轴连接；
所述内壳体(5)固定于隔板(4)表面，内壳体(5)周侧活动安装有螺纹轴(501)，内壳体(5)外底面滑动安装有滑块(506)，内底面滑动安装有弧形环(505)，所述弧形环(505)周侧开有内螺纹孔；
所述螺纹轴(501)周侧固定有第二锥齿轮(502)，所述第二锥齿轮(502)与第一锥齿轮(402)啮合，螺纹轴(501)与内螺纹孔啮合；
所述滑块(506)一表面固定有蜗形凸起，滑块(506)与蜗纹盘(302)啮合；
所述支撑台(6)安装于安装通孔(101)内。
2.根据权利要求1所述的一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置，其特征在于：所述底板(2)表面固定有限位环(203)，所述齿圈(301)端面开有环形槽(303)，所述环形槽(303)与限位环(203)配合。
3.根据权利要求1所述的一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置，其特征在于：所述太阳轮(201)表面开有内螺纹通孔，所述支撑台(6)底面固定有螺纹柱，所述螺纹柱与内螺纹通孔啮合。
4.根据权利要求1所述的一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置，其特征在于：所述蜗纹盘(302)底面开有第四圆形通孔，所述隔板(4)表面开有第一圆形通孔，所述内壳体(5)底面开有第三圆形通孔，所述支撑台(6)穿过第一圆形通孔、第三圆形通孔、第四圆形通孔，所述第一圆形通孔设置于隔板(4)表面圆心处。
5.根据权利要求1所述的一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置，其特征在于：所述底板(2)表面沿圆周方向均布有固定轴，所述行星轮(202)活动安装于固定轴周侧。
6.根据权利要求1所述的一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置，其特征在于：三个所述圆形槽(401)沿圆周方向均布于隔板(4)表面。
7.根据权利要求1所述的一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置，其特征在于：所述圆形槽(401)底面开有第二圆形通孔，所述连接轴穿过第二圆形通孔。
8.根据权利要求1所述的一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置，其特征在于：所述内壳体(5)底面沿圆周方向均布有限位条(503)，所述弧形环(505)底面开有方形槽，所述方形槽与限位条(503)配合，所述支撑台(6)周侧开有限位圆环槽，所述限位圆环槽与弧形环(505)配合。
9.根据权利要求1所述的一种具有联动报警功能的天然气泄露检测装置，其特征在于：所述内壳体(5)外底面沿圆周方向均布有滑块固定座(504)，所述滑块(506)滑动安装于滑块固定座(504)内，所述滑块(506)为相互连接的长方体和三棱柱。
10.一种根据权利要求1所述的具有联动报警功能的天然气泄露检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、微控端向转动电机和天然气检测传感器分别发送启动指令，转动电机旋转；
S2、齿圈(301)通过电机驱动后，带动太阳轮(201)和行星轮(202)分别绕轴转动，同时蜗纹盘(302)转动；
S3、第一锥齿轮(402)随行星轮(202)转动而转动，第一锥齿轮(402)带动第二锥齿轮(502)，第二锥齿轮(502)带动螺纹轴(501)转动；
S4、螺纹轴(501)转动后，弧形环(505)沿径向向圆心方向移动；
S5、蜗纹盘(302)转动并带动滑块(506)向外侧移动，太阳轮(201)与螺纹柱，支撑台(6)上升并伸出内壳体(5)，天然气检测传感器采集天然气浓度并将浓度信息通过信号传输端发送回微控端；
S6、微控端比对天然气浓度是否超过浓度阈值，若天然气浓度超过浓度阈值，微控端向报警器发送报警信号，否则，微控端销毁浓度信息。
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