CN110793714A - 车载高压氢气储罐用在线监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车载高压氢气储罐用在线监测系统，包括压力传感器、温度传感器、MCU处理器和无线数据通讯单元，所述压力传感器和温度传感器设置氢气储罐中，所述压力传感器和温度传感器的信号输出端经运算放大器、模数转换器接入所述MCU处理器的输入端，所述MCU处理器的输出端与用于通信连接服务器的所述无线数据通讯单元相连。本发明解决了高压氢气储罐的实时监测问题，便于远程进行监控和安全控制，同时适应于外部温度自动适应储罐内气压的变化值，从而对储罐异常情况进行更为安全可靠的检测。

Description

车载高压氢气储罐用在线监测系统
技术领域
本发明涉及高压储罐安全监控技术系统，特别是涉及一种车载高压氢气储罐用在线监测系统。
背景技术
高压氢气储罐在其进行运输时，可能受到各种外部情况的影响，尤其是温度、碰撞等影响，但究其整体表现而言，直观体现在储罐的温度和压力变化两个方面，如能对其进行实时的压力检测及温度检测，就能够实现对于氢气储罐的安全状况的检测。
发明内容
本发明的目的是要提供一种车载高压氢气储罐用在线监测系统，解决了高压氢气储罐的实时监测问题，便于远程进行监控和安全控制，同时适应于外部温度自动适应储罐内气压的变化值，从而对储罐异常情况进行更为安全可靠的检测。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供了一种车载高压氢气储罐用在线监测系统，包括压力传感器、温度传感器、MCU处理器和无线数据通讯单元，所述压力传感器和温度传感器设置氢气储罐中，所述压力传感器和温度传感器的信号输出端经运算放大器、模数转换器接入所述MCU处理器的输入端，所述MCU处理器的输出端与用于通信连接服务器的所述无线数据通讯单元相连。
对于上述技术方案，申请人还有进一步的优化措施。
进一步地，还包括数据显示单元，所述数据显示单元与所述MCU的输出端相连，用于显示接收到的压力及温度信号，在所述数据显示单元上还设置有告警灯。
进一步地，所述MCU处理器根据返回的压力及温度信号现场分等级状况发出预警提示和处理指令。
更进一步地，所述MCU处理器中配置有罐内压力的变化阈值，系统通过总线调用外部环境中的温度数据，结合所述氢气储罐中初始气压在所述MCU处理器中实现当前环境温度下的罐内气压的运算，将计算得出的罐内气压再与压力传感器所检测到的当前压力进行比较，当两者之间的差值超出设定的变化阈值，则发出现场告警并通过所述无线数据通讯单元向远端的服务器反馈数据并预警。
进一步地，所述MCU处理器中配置有罐内温度的最大阈值，所述温度传感器检测到的当前温度与最大阈值温度进行比较，如超过所述最大阈值温度则所述MCU处理器发出现场告警并通过所述无线数据通讯单元向远端的服务器反馈数据并预警。
进一步地，所述MCU处理器中配置有罐内压力的最大阈值，所述压力传感器检测到的当前压力与最大阈值压力进行比较，如超过所述最大阈值压力则所述MCU处理器发出现场告警并通过所述无线数据通讯单元向远端的服务器反馈数据并预警。
进一步地，还包括定位单元，所述定位单元与所述MCU处理器相连，用于定位氢气储罐的具体位置并经所述无线通信单元上传至远端服务器，所述定位单元采用GPS定位模块和/或北斗定位模块。
进一步地，所述MCU处理器为基于ARM7内核架构的微处理器。
进一步地，无线数据通信单元为2G、3G、4G、5G、NB数据通讯模块或者WLAN模块中的一种。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的车载高压氢气储罐用在线监测系统，通过对氢气储罐内的气压温度等进行实时监测，能够解决氢气环境下的电气本质安全防爆问题，通过电子数字显示气体压力、温度数值，数据精度高，无人为读数误差。再有，通过无线信号将采集数据传输到服务器平台，自动记录数据、生成报表，同时结合外部的环境温度变化，检测压力变化是否过大，作为监测安全数据的补充，进一步提高安全性和可靠性。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的车载高压氢气储罐用在线监测系统的系统框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实施例描述了一种车载高压氢气储罐用在线监测系统，如图1所示，包括压力传感器、温度传感器、MCU处理器和无线数据通讯单元，所述压力传感器和温度传感器设置氢气储罐中，所述压力传感器和温度传感器的信号输出端经运算放大器、模数转换器接入所述MCU处理器的输入端，所述MCU处理器的输出端与用于通信连接服务器的所述无线数据通讯单元相连，无线数据通信单元为2G、3G、4G、5G、NB数据通讯模块或者WLAN模块中的一种。所述MCU处理器为基于ARM7内核架构的微处理器。
为了能够数显压力数据和温度信息，在系统中还设置有数据显示单元，所述数据显示单元与所述MCU的输出端相连，用于显示接收到的压力及温度信号，在所述数据显示单元上还设置有告警灯。所述MCU处理器根据返回的压力及温度信号现场分等级状况发出预警提示和处理指令。
所述MCU处理器中配置有罐内温度的最大阈值，所述温度传感器检测到的当前温度与最大阈值温度进行比较，如超过所述最大阈值温度则所述MCU处理器发出现场告警并通过所述无线数据通讯单元向远端的服务器反馈数据并预警。
相对应地，所述MCU处理器中还配置有罐内压力的最大阈值，所述压力传感器检测到的当前压力与最大阈值压力进行比较，如超过所述最大阈值压力则所述MCU处理器发出现场告警并通过所述无线数据通讯单元向远端的服务器反馈数据并预警。
对于外部环境之于储罐内部的压力影响，所述MCU处理器中配置有罐内压力的变化阈值，系统通过总线调用外部环境中的温度数据，结合所述氢气储罐中初始气压在所述MCU处理器中实现当前环境温度下的罐内气压的运算，将计算得出的罐内气压再与压力传感器所检测到的当前压力进行比较，当两者之间的差值超出设定的变化阈值，则发出现场告警并通过所述无线数据通讯单元向远端的服务器反馈数据并预警。正常情况下，因为外部环境的温度变化影响，应该是允许氢气储罐内的气压发生一定变化的，但如果变化过大，通常就是因为环境温度异常而产生的，因此对压力变化值进行监控能够作为安全检测数据的补充，更好地保护系统工作安全性。
在本系统中还包括定位单元（也可以采用北斗定位单元），所述定位单元与所述MCU处理器相连，用于定位氢气储罐的具体位置并经所述无线通信单元上传至远端服务器。便于远端对于氢气储罐位置的实时获知，可对异常情况进行快速响应处理，所述定位单元采用GPS定位模块和/或北斗定位模块。
综上可知，本发明的车载高压氢气储罐用在线监测系统，通过对氢气储罐内的气压温度等进行实时监测，能够解决氢气环境下的电气本质安全防爆问题，通过电子数字显示气体压力、温度数值，数据精度高，无人为读数误差。再有，通过无线信号将采集数据传输到服务器平台，自动记录数据、生成报表，同时结合外部的环境温度变化，检测压力变化是否过大，作为监测安全数据的补充，进一步提高安全性和可靠性。
进一步地，采用轻量化设计，应用PA66+石墨烯作为仪器壳体增加导电率，从而符合氢气环境的防爆电气外壳要求，同时重量比传统金属外壳大幅度减轻。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车载高压氢气储罐用在线监测系统，其特征在于，包括压力传感器、温度传感器、MCU处理器和无线数据通讯单元，所述压力传感器和温度传感器设置氢气储罐中，所述压力传感器和温度传感器的信号输出端经运算放大器、模数转换器接入所述MCU处理器的输入端，所述MCU处理器的输出端与用于通信连接服务器的所述无线数据通讯单元相连。
2.根据权利要求1所述的车载高压氢气储罐用在线监测系统，其特征在于，还包括数据显示单元，所述数据显示单元与所述MCU的输出端相连，用于显示接收到的压力及温度信号，在所述数据显示单元上还设置有告警灯。
3.根据权利要求1或2所述的车载高压氢气储罐用在线监测系统，其特征在于，所述MCU处理器根据返回的压力及温度信号现场分等级状况发出预警提示和处理指令。
4.根据权利要求3所述的车载高压氢气储罐用在线监测系统，其特征在于，所述MCU处理器中配置有罐内压力的变化阈值，系统通过总线调用外部环境中的温度数据，结合所述氢气储罐中初始气压在所述MCU处理器中实现当前环境温度下的罐内气压的运算，将计算得出的罐内气压再与压力传感器所检测到的当前压力进行比较，当两者之间的差值超出设定的变化阈值，则发出现场告警并通过所述无线数据通讯单元向远端的服务器反馈数据并预警。
5.根据权利要求3所述的车载高压氢气储罐用在线监测系统，其特征在于，所述MCU处理器中配置有罐内温度的最大阈值，所述温度传感器检测到的当前温度与最大阈值温度进行比较，如超过所述最大阈值温度则所述MCU处理器发出现场告警并通过所述无线数据通讯单元向远端的服务器反馈数据并预警。
6.根据权利要求3所述的车载高压氢气储罐用在线监测系统，其特征在于，所述MCU处理器中配置有罐内压力的最大阈值，所述压力传感器检测到的当前压力与最大阈值压力进行比较，如超过所述最大阈值压力则所述MCU处理器发出现场告警并通过所述无线数据通讯单元向远端的服务器反馈数据并预警。
7.根据权利要求1所述的车载高压氢气储罐用在线监测系统，其特征在于，还包括定位单元，所述定位单元与所述MCU处理器相连，用于定位氢气储罐的具体位置并经所述无线通信单元上传至远端服务器，所述定位单元采用GPS定位模块和/或北斗定位模块。
8.根据权利要求1所述的车载高压氢气储罐用在线监测系统，其特征在于，所述MCU处理器为基于ARM7内核架构的微处理器。
9.根据权利要求1所述的车载高压氢气储罐用在线监测系统，其特征在于，无线数据通信单元为2G、3G、4G、5G、NB数据通讯模块或者WLAN模块中的一种。
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