CN109613872A - 一种全自动气路控制仪及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全自动气路控制仪及其运行方法，包括壳体、通讯模块、显示模块、氢气浓度声光报警检测装置、氢气防爆电磁阀、MCU主控模块和电源模块，所述MCU主控模块、所述氢气防爆电磁阀和所述电源模块均安装于所述壳体内，所述通信模块和所述氢气浓度声光报警检测装置均安装于所述MCU主控模块，所述显示模块嵌入安装于所述壳体，所述通讯模块、所述显示模块、所述氢气浓度声光报警检测置和所述氢气防爆电磁阀均与所述MCU主控模块和所述电源模块电连接，所述MCU主控模块与所述电源模块电连接，本发明的有益效果是：可手动或自动控制氢气防爆电磁阀，氢气泄漏时会发短信预警用户，设备参数可调，解决了在使用氢气时出现泄漏造成安全隐患的问题。
Description
技术领域
本发明涉及气体检测，气路智能控制报警领域，具体涉及一种全自动气路控制仪及其运行方法。
背景技术
氢气的应用领域很广，其中用量最大的是作为一种重要的石油化工原料，用于生产合成氨、甲醇以及石油炼制过程的加氢反应。此外，在电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细化工合成、航空航天工业等领域也有应用。我国氢气主要是作为化工合成的中间产品和原料。
然而氢气是一种惰性气体，仅在高浓度时，由于空气中氧分压降低才引起窒息。在很高的分压下，可呈现出麻醉作用。易燃，遇热或明火会发生爆炸，如何解决在使用氢气时出现泄漏造成安全隐患的问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动气路控制仪及其运行方法，以解决上述背景技术中在使用氢气时出现泄漏造成安全隐患的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全自动气路控制仪，包括壳体、通讯模块、显示模块、氢气检测声光报警单元、氢气防爆电磁阀、MCU主控模块和电源模块，所述通讯模块、所述氢气防爆电磁阀、所述MCU主控模块和电源模块均安装于所述壳体内，所述显示模块嵌入安装于所述壳体前置面板，所述氢气检测声光报警单元外接于所述壳体，所述通讯模块通过串口与所述MCU主控模块通讯，所述显示模块通过并行总线与所述MCU主控模块通讯，所述氢气检测声光报警单元通过MODBUS总线与所述MCU主控模块通讯，所述氢气防爆电磁阀通过导线与所述MCU主控模块电连接，所述MCU主控模块通过所述电源模块与室内交流电相连，所述氢气防爆电磁阀进气口与氢气进气接口相连，所述氢气防爆电磁阀出气口与氢气出气接口相连。
更佳地，所述通讯模块为GSM短信通讯模块。
更佳地，所述通讯模块还包括有天线和通讯端口，所述天线和所述通讯端口均安装在所述壳体后置面板表面，所述天线与所述GSM短信通讯模块信号连接，所述通讯端口与所述MCU主控模块电连接。
更佳地，所述氢气检测声光报警单元包括：采用MODBUS协议的气体检测模块和声光报警装置，所述采用MODBUS协议的气体检测模块和所述声光报警装置均外接于所述壳体氢气检测声光报警单元接口，所述采用MODBUS协议的气体检测模块和所述声光报警装置均与所述MCU主控模块电连接。
更佳地，所述壳体还包括有氢气进气接口、氢气出气接口、按键和指示灯，所述氢气进气接口和所述氢气出气接口均安装于所述壳体后置面板表面，所述按键和所述指示灯均嵌入安装于所述壳体前置面板表面，所述按键和所述指示灯均与所述MCU主控模块电连接。
更佳地，所述MCU主控模块中的微控制器芯片型号为STM32F103ZET6。
更佳地，所述全自动气路控制仪还包括有载气防爆电磁阀、载气进气接口和载气出气接口，所述载气防爆电磁阀安装于所述壳体内，所述载气进气接口和所述载气出气接口均安装于所述壳体后置面板表面，所述载气防爆电磁阀进气口与所述载气进气接口相连，所述载气防爆电磁阀出气口与所述载气出气接口相连，所述载气防爆电磁阀与所述MCU主控模块电连接。
更佳地，所述载气是氦气、氮气、氩气、氢气、空气。
全自动气路控制仪运行方法，该方法包括步骤：
步骤1上电；
步骤2初始化，具体步骤如下：
步骤2.1初始化IO；
步骤2.2初始化串口；
步骤2.3初始化GSM模块；
步骤2.4初始化24C02；
其中步骤2.3初始化GSM模块,具体步骤如下：
步骤2.3.1检测模块是否正常；
步骤2.3.2若为“是”，则置一标志位；
获得本机号码/信号强度等信息；
若为“否”，则置零标志位；
步骤3上电成功按“急停”退出；
步骤4主循环，具体步骤如下：
步骤4.1扫描按键；
步骤4.2更新系统时间；
步骤4.3更新显示；
步骤4.4发送读取氢气探测传感器数据；
步骤4.5读取氢气探测点数据；
步骤4.6接收串口配置信息
步骤4.7接收信息；
其中步骤4.5读取氢气探测点数据，处理获得氢气浓度，更新显示，判断氢气浓度值是否大于高保值，若为“是”，则断开氢气电磁阀，发送短信给管理员，提升氢气泄漏阀门关闭；
其中步骤4.6接收串口配置信息，按要求配置修改参数，并保存；
其中步骤4.7接收信息，判断是否为配置信息，若为“是”，则按要求配置修改参数，并保存。
本发明的有益效果是：采用多种控制通道方式，如：普通的按键通断控制和倒计时断开通道等；外接氢气检测声光报警单元，只要浓度超过设定值就自动断开氢气通道；采用短信报警的方式，即使用户不在现场，如果出现氢气泄漏，系统会自动断开氢气防爆电磁阀；可通过串口来设置报警阈值、倒计时时间、系统时间等，也可通过短信按照设定格式发送指令去设置各种值，基本不需要用户一直守在使用现场，解决了在使用氢气时出现泄漏造成安全隐患的问题。
附图说明
图1为本发明中一种全自动气路控制仪的立体图；
图2为本发明中一种全自动气路控制仪拆除顶壳之后的结构示意图；
图3为本发明中一种全自动气路控制仪背部的结构示意图；
图中：1、壳体，2、通讯模块，3、显示模块，4、氢气检测声光报警单元，5、氢气防爆电磁阀，6、MCU主控模块，7、电源模块，8、载气防爆电磁阀，9、载气进气接口，10、载气出气接口，11、氢气进气接口，12、氢气出气接口，13、按键，14、指示灯，21、天线，22、通讯端口，41、采用MODBUS协议的气体检测模块，42、声光报警装置。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1-3所示，本发明的一种全自动气路控制仪，包括壳体1、通讯模块2、显示模块3、氢气检测声光报警单元4、氢气防爆电磁阀5、MCU主控模块6和电源模块7，所述通讯模块2、所述氢气防爆电磁阀4、所述MCU主控模块6和电源模块7均安装于所述壳体1内，所述显示模块3嵌入安装于所述壳体1前置面板，所述氢气检测声光报警单元4外接于所述壳体1，所述通讯模块2通过串口与所述MCU主控模块6通讯，所述显示模块3通过并行总线与所述MCU主控模块6通讯，所述氢气检测声光报警单元4通过MODBUS总线与所述MCU主控模块6通讯，所述氢气防爆电磁阀5通过导线与所述MCU主控模块6电连接，所述MCU主控模块6通过所述电源模块7与室内交流电相连，所述氢气防爆电磁阀5进气口与氢气进气接口相连，所述氢气防爆电磁阀5出气口与氢气出气接口相连。
更佳地，所述通讯模块2为GSM短信通讯模块。
更佳地，所述通讯模块2还包括有天线21和通讯端口22，所述天线21和所述通讯端口22均安装在所述壳体1后置面板表面，所述天线21与所述GSM短信通讯模块2信号连接，所述通讯端口22与所述MCU主控模块6电连接。
更佳地，所述氢气检测声光报警单元4包括：采用MODBUS协议的气体检测模块41和声光报警装置42，所述采用MODBUS协议的气体检测模块41和所述声光报警装置42均外接于所述壳体1氢气检测声光报警单元接口，所述采用MODBUS协议的气体检测模块41和所述声光报警装置42均与所述MCU主控模块6电连接。
更佳地，所述壳体1还包括有氢气进气接口11、氢气出气接口12、按键13和指示灯14，所述氢气进气接口11和所述氢气出气接口12均安装于所述壳体1后置面板表面，所述按键13和所述指示灯14均嵌入安装于所述壳体1前置面板表面，所述按键13和所述指示灯14均与所述MCU主控模块6电连接。
更佳地，所述MCU主控模块6中的微控制器芯片型号为STM32F103ZET6。
更佳地，所述全自动气路控制仪还包括有载气防爆电磁阀8、载气进气接口9和载气出气接口10，所述载气防爆电磁阀8安装于所述壳体1内，所述载气进气接口9和所述载气出气接口10均安装于所述壳体1后置面板表面，所述载气防爆电磁阀8进气口与所述载气进气接口9相连，所述载气防爆电磁阀8出气口与所述载气出气接口10相连，所述载气防爆电磁阀8与所述MCU主控模块6电连接。
更佳地，所述载气是氦气、氮气、氩气、氢气、空气。
全自动气路控制仪运行方法，该方法包括步骤：
步骤1上电；
步骤2初始化，具体步骤如下：
步骤2.1初始化IO；
步骤2.2初始化串口；
步骤2.3初始化GSM模块；
步骤2.4初始化24C02；
其中步骤2.3初始化GSM模块,具体步骤如下：
步骤2.3.1检测模块是否正常；
步骤2.3.2若为“是”，则置一标志位；
获得本机号码/信号强度等信息；
若为“否”，则置零标志位；
步骤3上电成功按“急停”退出；
步骤4主循环，具体步骤如下：
步骤4.1扫描按键；
步骤4.2更新系统时间；
步骤4.3更新显示；
步骤4.4发送读取氢气探测传感器数据；
步骤4.5读取氢气探测点数据；
步骤4.6接收串口配置信息
步骤4.7接收信息；
其中步骤4.5读取氢气探测点数据，处理获得氢气浓度，更新显示，判断氢气浓度值是否大于高保值，若为“是”，则断开氢气电磁阀，发送短信给管理员，提升氢气泄漏阀门关闭；
其中步骤4.6接收串口配置信息，按要求配置修改参数，并保存；
其中步骤4.7接收信息，判断是否为配置信息，若为“是”，则按要求配置修改参数，并保存。
使用时，上电、初始化、按“急停”退出、主循环，设备正常使用时，特别是刚通氢气需要调试时，免难会泄漏一些氢气，因此不能检测到一点氢气就报警，如果设定氢气浓度超过5％，当氢气检测声光报警单元监测检测到到达了5％，就断开氢气防爆电磁阀、发出声光警示并且给用户发手机短信，用户也可发送短信到本设备的手机号来实现修改系统设置的功能。例如：本机号码设置：由厂家手机号发送“Local:138xxxxyyyy”到138xxxxyyyy。138xxxxyyyy为本设备内置的SIM的号码。
短信手机号码设置：
由厂家手机号发送“Tel:1138aaaabbbb”到138xxxxyyyy即为第一个报警短信发送的手机号。
由厂家手机号发送“Tel:2138ccccdddd”到138xxxxyyyy即为第二个报警短信发送的手机号。
由厂家手机号发送“Tel:3138eeeeffff”到138xxxxyyyy即为第三个报警短信发送的手机号。
倒计时时间设置：
用添加进去的手机发送“Time:0:01”到138xxxxyyyy即可。
(说明：发送短信的内容要严格按照上面格式发送。倒计时1小时应为“Time:1:00”,最大倒计时为“Time:9:59”,即9小时59分钟。设备收到正确格式的信息后，会应答两短声“滴滴”，格式错误会应答两长声“滴------滴-------”)
低报设置：
用添加进去的手机发送“Alarm:10”到138xxxxyyyy即可。
系统时间说明：
LCD屏显示的时间是从GSM通讯中获取，在上电开始，系统是默认的时间，触发“急停”按钮后，最慢大概8分钟即可获取系统时间。如果任然获取不到系统时间，用添加进去的手机发送任意短信，设备即可获取系统正确时间。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种全自动气路控制仪，其特征在于，包括：壳体、通讯模块、显示模块、氢气检测声光报警单元、氢气防爆电磁阀、MCU主控模块和电源模块，所述通讯模块、所述氢气防爆电磁阀、所述MCU主控模块和电源模块均安装于所述壳体内，所述显示模块嵌入安装于所述壳体前置面板，所述氢气检测声光报警单元外接于所述壳体，所述通讯模块通过串口与所述MCU主控模块通讯，所述显示模块通过并行总线与所述MCU主控模块通讯，所述氢气检测声光报警单元通过MODBUS总线与所述MCU主控模块通讯，所述氢气防爆电磁阀通过导线与所述MCU主控模块电连接，所述MCU主控模块通过所述电源模块与室内交流电相连，所述氢气防爆电磁阀进气口与氢气进气接口相连，所述氢气防爆电磁阀出气口与氢气出气接口相连。
2.根据权利要求1所述的全自动气路控制仪，其特征在于，所述通讯模块为GSM短信通讯模块。
3.根据权利要求1所述的全自动气路控制仪，其特征在于，所述通讯模块还包括有天线和通讯端口，所述天线和所述通讯端口均安装在所述壳体后置面板表面，所述天线与所述GSM短信通讯模块信号连接，所述通讯端口与所述MCU主控模块电连接。
4.根据权利要求1所述的全自动气路控制仪，其特征在于，所述氢气检测声光报警单元包括：采用MODBUS协议的气体检测模块和声光报警装置，所述采用MODBUS协议的气体检测模块和所述声光报警装置均外接于所述壳体氢气检测声光报警单元接口，所述采用MODBUS协议的气体检测模块和所述声光报警装置均与所述MCU主控模块电连接。
5.根据权利要求1所述的全自动气路控制仪，其特征在于，所述壳体还包括有氢气进气接口、氢气出气接口、按键和指示灯，所述氢气进气接口和所述氢气出气接口均安装于所述壳体后置面板表面，所述按键和所述指示灯均嵌入安装于所述壳体前置面板表面，所述按键和所述指示灯均与所述MCU主控模块电连接。
6.根据权利要求1所述的全自动气路控制仪，其特征在于，所述MCU主控模块中的微控制器芯片型号为STM32F103ZET6。
7.根据权利要求1所述的全自动气路控制仪，其特征在于，所述全自动气路控制仪还包括有载气防爆电磁阀、载气进气接口和载气出气接口，所述载气防爆电磁阀安装于所述壳体内，所述载气进气接口和所述载气出气接口均安装于所述壳体后置面板表面，所述载气防爆电磁阀进气口与所述载气进气接口相连，所述载气防爆电磁阀出气口与所述载气出气接口相连，所述载气防爆电磁阀与所述MCU主控模块电连接。
8.根据权利要求7所述的全自动气路控制仪，其特征在于，所述载气是氦气、氮气、氩气、氢气、空气。
9.全自动气路控制仪运行方法，其特征在于，该方法包括步骤：
步骤1上电；
步骤2初始化，具体步骤如下：
步骤2.1初始化IO；
步骤2.2初始化串口；
步骤2.3初始化GSM模块；
步骤2.4初始化24C02；
其中步骤2.3初始化GSM模块,具体步骤如下：
步骤2.3.1检测模块是否正常；
步骤2.3.2若为“是”，则置一标志位；
获得本机号码/信号强度等信息；
若为“否”，则置零标志位；
步骤3上电成功按“急停”退出；
步骤4主循环，具体步骤如下：
步骤4.1扫描按键；
步骤4.2更新系统时间；
步骤4.3更新显示；
步骤4.4发送读取氢气探测传感器数据；
步骤4.5读取氢气探测点数据；
步骤4.6接收串口配置信息
步骤4.7接收信息；
其中步骤4.5读取氢气探测点数据，处理获得氢气浓度，更新显示，判断氢气浓度值是否大于高保值，若为“是”，则断开氢气电磁阀，发送短信给管理员，提升氢气泄漏阀门关闭；
其中步骤4.6接收串口配置信息，按要求配置修改参数，并保存；
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