CN109967926B - 一种带实时可燃气体智能监测功能的焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带实时可燃气体智能监测功能的焊接装置，包括焊箱、焊钳、报警器、记录仪和网络通讯模块，焊钳上设有可燃气体浓度传感器；开关一和开关二与焊箱和报警器分别连接；传感器的信号输出端与控制电路连接，控制电路与开关一和开关二的控制端口分别连接，开关二的信号输出端口与记录仪连接，记录仪与网络通讯模块连接。通过气体浓度传感器实时监测可燃气体浓度，并通过控制电路实现与焊接装置联动，保证焊接动火作业在非燃爆环境中进行，进而避免由于焊接动火作业导致的爆炸事故。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接装置，尤其涉及一种带实时可燃气体智能监测功能的焊接装置。
背景技术
化工园区正在朝着大型化、集约化和规模化发展，各类化工装置聚集，复杂程度高。同时，化工园区内存储和加工的物质很多具有腐蚀性或易燃易爆性等特征。因此，化工园区内的很多化工装置都需要进行定期维修或者更换。维修和更换过程中会涉及到各类动火作业，其中最典型的就是焊接动火作业。目前，虽然很多企业都制定了详细的《动火作业安全管理规定》，但是每年由于焊接动火导致的火灾爆炸事故仍然频繁发生，且造成了大量的人员伤亡。
通过对近十年焊接动火作业事故案例进行初步分析，可得由于焊接动火作业诱发的爆炸事故原因可归类分为：1)操作人员未按照动火规程进行操作；2)装置复杂，测点的可燃气体浓度测量值不能准确表示焊点位置的可燃气体浓度；3)探测器自身存在缺陷或者故障，不能准确或全面表征焊接位置附近的可燃气体浓度。
针对以上前两个原因，申请人发现：在实际工作中，很多员工安全意识薄弱，思想懈怠，完全依靠动火作业规程很难从根本上杜绝焊接动火作业所造成的各类事故；同时，由于化工园区内装置相对复杂，也会经常出现测点位置的可燃气体浓度不能准确代表焊点处的浓度，进而造成的爆炸事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种带实时可燃气体智能监测功能的焊接装置，利用可燃气体探测原理可避免焊接装置在气体爆炸极限内的空间范围启动工作。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的带实时可燃气体智能监测功能的焊接装置，包括焊箱、焊钳、智能开关、记录仪和网络通讯模块，所述焊钳上设有可燃气体浓度传感器，所述智能开关包括开关一和开关二；
所述开关一与所述焊箱和焊钳串联，所述开关二与所述报警器串联，所述焊箱、所述报警器和所述传感器并联，共同接入同一个电源接头；
所述传感器的信号输出端与控制电路连接，所述控制电路与开关一和开关二的控制端口分别连接，所述开关二的信号输出端口与记录仪连接，所述记录仪与网络通讯模块连接。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的带实时可燃气体智能监测功能的焊接装置，可利用可燃气体探测原理避免焊接工作在气体爆炸极限内的空间内启动响应。在焊接过程中，实现了实时监测焊点位置附近位置的可燃气体浓度，并能够与焊接装置实现联动，保证焊接工作在非燃爆的环境中进行，进而避免由于焊接动火作业导致的爆炸事故。
附图说明
图1为本发明实施例提供的带实时可燃气体智能监测功能的焊接装置结构示意图。
图中：
1.开关一，2.开关二，3.焊箱，4.焊钳，5.传感器，6.控制电路，7.报警器，8.记录仪，9.网络通讯模块。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的带实时可燃气体智能监测功能的焊接装置，其较佳的具体实施方式是：
包括焊箱、焊钳、智能开关、记录仪和网络通讯模块，所述焊钳上设有可燃气体浓度传感器，所述智能开关包括开关一和开关二；
所述开关一与所述焊箱和焊钳串联，所述开关二与所述报警器串联，所述焊箱、所述报警器和所述传感器并联，共同接入同一个电源接头；
所述传感器的信号输出端与控制电路连接，所述控制电路与开关一和开关二的控制端口分别连接，所述开关二的信号输出端口与记录仪连接，所述记录仪与网络通讯模块连接。
所述开关一和开关二采用电磁继电器或空气开关。
所述的控制电路采用模拟电路或者数字电路。
所述的焊钳与传感器固定在一起，所述开关一和开关二、报警器、记录仪和网络通讯模块与焊箱固定在一体，信号线和电源线布置在一条综合的电缆线内。
所述的传感器用于测量不同种类的可燃气体浓度，并将可燃气体浓度转换为电压或者电流信号传给控制电路；
所述传感器与焊箱并联，共用接入同一个电源接头，在焊箱接入电源后传感器就开始进入工作状态，且一直持续进行实时探测，直至焊接工作结束；
所述开关一和开关二用于断开或者接通电路，并根据控制电路发出的电压或者电流信号进行闭合或者断开；
所述的控制电路用于处理传感器反馈的信号，并根据可燃气体浓度爆炸极限设定相应的动作阈值，进而控制开关一和开关二；
所述的报警器用于发出报警信号；
所述记录仪用于记录开关一和开关二启动和断开的次数；
所述网络通讯模块用于向企业监管部门或者负责领导报送记录仪记录的信息。
正常工作情况下：
所述开关一处于闭合状态，电路导通，电源与焊箱正常连接，所述开关二处于断开状态，报警器不工作；
当传感器测量可燃气体浓度值大于某一设定值后：
所述开关一断开，切断焊箱与电源的连接，焊机停止工作，且在浓度没有降低至阈值以下，人为闭合开关一后，控制电路还会自动断开开关一；控制电路启动开关二，报警器开始工作，且在可燃气体浓度不低至设定浓度值时，开关二一直闭合，警报信号将会持续发出。
所述开关一和开关二由正常状态发生改变的过程是由控制电路根据传感器测量的可燃气体浓度自动实现的，但在警报状态下，闭合开关一和断开开关二，则需要人为操作。
开关一和开关二每次状态发生改变后，记录仪会记录开关变换次数，同时通过网络通讯模块将异常情况发送至相关部门或者负责人。
本发明的带实时可燃气体智能监测功能的焊接装置，可利用可燃气体探测原理避免焊接装置在存在可燃气体爆炸风险的空间内启动作业。装置主要原理是将传感器安装在焊钳上，能够实时监测焊接位置附近处的可燃气体浓度，并使用控制电路对整个焊接电路进行控制。当传感器测量发现焊点附近可燃气体浓度超过某一阈值，控制电路即断开电源与焊箱之间的开关，焊接停止工作；同时，控制电路闭合电源与报警器之间的开关，实现报警功能。警报状态持续直至可燃气体浓度低于设定阈值一段时间后，可人为改变开关状态，继续进行焊接工作。此外，记录仪会记录每次开关状态改变的次数，并通过网络通讯模块报送至分管部门，以便进行管理和责任落实。这种带智能监测的焊接装置实现了实时监测可燃气体浓度，并能够与焊接装置实现联动，保证焊接工作在非燃爆环境中进行，进而避免由于焊接动火作业导致的爆炸事故。
具体实施例：
如图1所示，具体包括：开关一1、开关二2，焊箱3、焊钳4、传感器5、控制电路6和报警器7、记录仪8和网络通讯模块9，利用传感器5实现实时监测焊点附近位置的可燃气体浓度，并根据浓度大小实现预警和智能控制焊机的功能。
所述的传感器5主要用于测量不同种类的可燃气体浓度，并将可燃气体浓度转换为电压或者电流信号，传给控制电路；传感器5与焊箱3并联，并联后共用接入同一个电源接头，在焊箱3接入电源后传感器5就开始进入工作状态，且能够持续进行实时探测，直至焊接工作结束。
所述开关一1和开关二2主要用于断开或者接通电路，会根据控制电路6发出的电压或者电流信号进行闭合或者断开，发明中涉及的开关可采用电磁继电器、空气开关等，但不限于这几类开关。
所述的控制电路6采用模拟电路或者数字电路组成，主要用于处理传感器5反馈的信号，并根据可燃气体浓度爆炸极限设定相应的动作值，进而控制开关一1和开关二2。
所述的报警器7主要用于发出报警信号，提醒操作人员焊接场所附近可能发生爆炸，需要停止焊接动火作业。
所述记录仪8可记录开关一1和开关二2启动和断开的次数。
所述网络通讯模块9可向企业监管部门或者负责领导报送记录仪8记录的信息。
所述的焊钳4与传感器5固定在一起，以便缩短传感器5的测量位置与实际焊接位置的距离，进而保证测量位置能够更加精确地表示焊接位置处的可燃气体浓度；
所述开关一1与焊箱3相连，正常工作情况下，开关一1处于闭合状态，电路导通，保证电源和焊箱3正常连接；在传感器5测量可燃气体浓度值大于某一设定值后，开关一1断开，切断焊箱与电源的连接，焊机停止工作，且在浓度没有降低至阈值以下，人为闭合开关一1后，开关一1会自动断开，原理类似与电路中的空气开关。
所述开关二2与报警器7相连，正常工作情况下，开关二2处于断开状态，报警器7处在不工作状态；在传感器5测量可燃气体浓度值大于某一设定值后，控制电路6启动开关二2，报警器7开始工作。同时，在可燃气体浓度不低至设定浓度值时，人为断开开关二2后，开关二2还会自动闭合，警报信号会持续发出，提醒焊接工作人员。
所述开关一1和开关二2由正常状态发生改变，这一过程主要是由控制电路根据传感器测量的可燃气体浓度自动实现的，但在警报状态下，闭合开关一1和断开开关二2，则需要人工手动操作。每次开关一1和开关二2状态发生改变后，则记录仪8会继续记录开关变换次数，同时通过网络通讯模块9将异常发送至相关部门或者负责人。
所述开关一1和开关二2、传感器5、报警器7、记录仪8和网络通讯模块9应该尽量与焊箱3固定在一体，同时信号线和电源线尽量布置在一条综合的管线内，避免装置或者线路冗余，给现场焊接操作人员带来不便。
具体实施例的操作方法：
焊接装置的焊箱3连接电源后，传感器5开始启动工作，实时测量可燃气体浓度大小，然后将浓度值以电压信号或者电流信号传递给控制电路6，控制电路6根据设定的阈值进一步控制开关一1和开关二2。例如：装置选取可燃气体爆炸下限浓度的50％作为阈值，当可燃气体浓度低于该阈值时，整个装置接入电源后，开关一1会处在闭合状态，焊箱处在导通状态，焊接工作可正常开展；同时，开关二2处在断开状态，报警器7不发出警报信号。当测点位置的可燃气体浓度超过设定的阈值时，控制电路6控制开关一1断开，焊箱电源被切断，焊接装置停止工作，同时控制电路6控制开关二2闭合，报警器开始工作，发出警报信号。当探测的可燃气体浓度不低于设定的阈值时，人为关闭开关一1后，开关一1还会自动断开，人为断开开关2后，开关2还会自动闭合。开关一1和开关二2每次状态改变后，记录仪8就会记录开关改变的次数，并通过网络通讯模块9传给企业相关分管部门或者分管领导，以便落实安全生产责任。
具体实施例实施过程中的注意事项：
(1)电源连接后，传感器5即进入工作状态，整个焊接过程，传感器5一直保持工作状态；焊钳4与传感器5安装固定在一起，保证测量位置点与实际焊接点距离相对较近；同时，传感器5应该尽量小巧灵便，避免影响操作人员焊接。
(2)传感器5的具体选型需要根据企业生产加工过程中涉及到的易燃易爆气体决定，应尽量保证传感器5的测量种类能够涵盖企业内部涉及到的各类易燃易爆气体。
(3)控制电路6可由数字电路或者模拟电路组成，但不限于这两种原理，可设定各类信号阈值，根据传感器5返回的信号，控制开关一1和开关二2。
(4)开关一1和开关二2可采用电磁继电器、空气开关或其它类型开关，开关控制的焊接电路从正常工作变换至警报状态，可根据控制电路自动实现，但由警报状态转换为正常工作状态，需要人为操作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种带实时可燃气体智能监测功能的焊接装置，其特征在于，包括焊箱、焊钳、智能开关、记录仪和网络通讯模块，所述焊钳上设有可燃气体浓度传感器，所述智能开关包括开关一和开关二；
所述开关一与所述焊箱和焊钳串联，所述开关二与报警器连接，所述焊箱、所述报警器和所述传感器并联，共同接入同一个电源接头；
所述传感器的信号输出端与控制电路连接，所述控制电路与开关一和开关二的控制端口分别连接，所述开关二的信号输出端口与记录仪连接，所述记录仪与网络通讯模块连接；
所述开关一和开关二采用电磁继电器或空气开关；
所述的控制电路采用模拟电路或者数字电路；
所述的焊钳与传感器固定在一起，所述开关一和开关二、报警器、记录仪和网络通讯模块与焊箱固定在一体，信号线和电源线布置在一条综合的电缆线内；
所述的传感器用于测量不同种类的可燃气体浓度，并将可燃气体浓度转换为电压或者电流信号传给控制电路；
所述传感器与焊箱并联，共用接入同一个电源接头，在焊箱接入电源后传感器就开始进入工作状态，且一直持续实时进行探测，直至焊接工作结束；
所述开关一和开关二用于断开或者接通电路，并根据控制电路发出的电压或者电流信号进行闭合或者断开；
所述的控制电路用于处理传感器反馈的信号，并根据可燃气体浓度爆炸极限设定相应的动作阈值，进而控制开关一和开关二；
所述的报警器用于发出报警信号；
所述记录仪用于记录开关一和开关二启动和断开的次数；
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| 基于红外传感器的焊接环境有害气体监测系统;王春;陶跃珍;李志荣;;仪表技术与传感器(第07期);全文 * |
| 王春 ; 陶跃珍 ; 李志荣 ; .基于红外传感器的焊接环境有害气体监测系统.仪表技术与传感器.2012,(第07期),全文. * |
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