CN110985894B - 一种埋地式燃气检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种埋地式燃气检测仪，包括上盖、下盒、外罩、气体浓度传感器、控制器及与NB‑IOT平台无线通信连接的物联网模块。本发明其结构简单、设计巧妙，通过将燃气检测仪设计为上盖、下盒及外罩，上盖上的第一通气孔与外罩上的第二通气孔交错设置，即内外两层开孔之间错开式分布，地下管道中泄露的燃气从第二通气孔错位流入第一通气孔，这种布局可以有效地保护仪器，阻止泥土进入，同时保证气体完全扩散式地进入仪器中，便于仪器的准确检测；本检测仪可以实时检测地下管道中泄露的燃气状态，并能上传实时检测数据，确保客户可以在电脑端查看监测数据，使用十分方便，其分辨率高达0.1％LEL。

Description

一种埋地式燃气检测仪

技术领域

本发明涉及燃气管道泄露检测的技术领域，特别是涉及一种埋地式燃气检测仪。

背景技术

随着科技与经济的发展，燃气的使用越来越广泛，燃气的泄露也越来越多，人们对燃气检测仪器需求度越来越高。目前，在燃气行业中，按照检测燃气的方法进行分类，总体可分为直接检测法和间接检测法。市面上的燃气检测仪器采用的检测方法有直接巡视法、流量判断法、压力点分析法等。

目前，直接巡视法操作方便简洁，但是无法实时监测管道内的燃气泄漏情况。流量判断法对流量测试仪器的准确度要求极高，因而生产成本高。压力点分析法相应速度快，但是难以判断微量燃气泄漏的情况。目前，市面上的大多数仪器容易受到信号强度的影响，不能用于信号较弱的环境中检测燃气的浓度。

此外，现有的绝大多数仪器由于体积较大、不够耐用和容易受到信号强度的影响，一般只能对位于地面上的天然气管道泄漏进行检测。

发明内容

本发明提供了一种埋地式燃气检测仪，解决了现有技术中大多数用于检测地下管道中燃气泄漏的仪器和检测方法检测成本较高、精度较低的技术问题。

本发明解决上述技术问题的方案如下：一种埋地式燃气检测仪，所述燃气检测仪包括上盖、下盒、外罩、气体浓度传感器、控制器及与NB-IOT平台无线通信连接的物联网模块；所述上盖包括第一凸台及通气面板，所述第一凸台设置于所述通气面板的上部，所述第一凸台与所述外罩的上端固定连接，所述通气面板上设有多个第一通气孔，所述通气面板的下端与所述下盒的上端固定连接，所述上盖的内壁与所述下盒的内壁之间形成一个空腔，所述外罩上设有多个第二通气孔，所述外罩的内壁与所述通气面板的外壁之间留有间隙，所述第一通气孔与所述第二通气孔交错设置，所述气体浓度传感器、控制器及物联网模块均设置于所述空腔内，所述控制器分别与所述气体浓度传感器及物联网模块电连接，所述气体浓度传感器用于实时检测地下环境中可燃气体的浓度，所述燃气检测仪用于埋在地下管道旁边，实时检测地下管道中的燃气泄露情况，控制器收集到这一数据后通过物联网模块反馈到NB-IOT平台上。

进一步，所述第二通气孔的孔径大于所述第一通气孔的孔径。

进一步，所述燃气检测仪还包括线路板，所述线路板的上表面设有天线，所述上盖的下表面相应设有第一安装孔，当所述物联网模块线路板安装于所述上盖时，所述天线插入安装于所述上盖内，所述气体浓度传感器、控制器及物联网模块均安装于所述线路板。

进一步，所述燃气检测仪还包括供电电池，所述供电电池设置于所述空腔内，所述供电电池与所述线路板电连接。

进一步，所述燃气检测仪还包括多个螺纹紧固件，所述物联网模块线路板的靠近外周处设有多个通孔，所述上盖的下表面靠近外周处设有多个螺纹孔。

进一步，所述燃气检测仪还包括密封圈，所述下盒靠近上端的外表面上设有第二凸台，所述密封圈夹设于所述上盖的下表面与所述第二凸台的上表面之间。

进一步，所述第一通气孔的孔径范围为0.5mm-1.5mm。

进一步，所述第二通气孔的孔径范围为1.5-2.5mm。

进一步，多个所述第一通气孔在所述通气面板上呈多组阵列式对称分布，每组阵列有6行，每行11列。

进一步，多个所述第二通气孔在所述外罩上呈多组阵列式对称分布，每组阵列有18行，每行9列。

进一步，所述上盖的外壁上贴有一层防水透气膜，所述防水透气膜采用防护等级为IP67的聚四氟乙烯材料，所述上盖和外罩均采用ABS材料。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种埋地式燃气检测仪，具有以下优点：

1、其结构简单、设计巧妙，通过将燃气检测仪设计为上盖、下盒及外罩，所述上盖上的第一通气孔与所述外罩上的第二通气孔交错设置，即内外两层开孔之间错开式分布，地下管道中的燃气从第二通气孔错位流入第一通气孔，这种布局可以有效地保护仪器，阻止泥土进入，同时保证气体完全扩散式地进入仪器中，便于仪器的准确检测；

2、由于NB-IOT物联网络技术具有成本低、功耗低、网络覆盖面广等优点，即覆盖到了信号难以到达的燃气地下管道中，本检测仪可以实时检测地下管道中的燃气泄露状态，并能上传实时检测数据，确保客户可以在电脑端查看监测数据，使用十分方便，其分辨率高达0.1％LEL。本仪器可以在信号微弱的环境中进行使用，且检测结果十分准确，解决了现有技术中大多数用于检测地下管道中燃气泄漏的仪器和检测方法检测成本较高、精度较低的技术问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例提供的一种埋地式燃气检测仪的爆炸视图；

图2为图1提供的一种埋地式燃气检测仪中物联网模块与外界通信的系统原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、上盖；11、第一凸台；12、通气面板；121、第一通气孔；2、线路板；21、天线；3、螺纹紧固件；4、供电电池；5、密封圈；6、下盒；7、外罩；71、第二通气孔。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-2所示，本发明提供了一种埋地式燃气检测仪，所述燃气检测仪包括上盖1、下盒6、外罩7、气体浓度传感器、控制器及与NB-IOT平台无线通信连接的物联网模块；所述上盖1包括第一凸台11及通气面板12，所述第一凸台11设置于所述通气面板12的上部，所述第一凸台11与所述外罩7的上端固定连接，所述通气面板12上设有多个第一通气孔121，所述通气面板12的下端与所述下盒6的上端固定连接，所述上盖1的内壁与所述下盒6的内壁之间形成一个空腔，所述外罩7上设有多个第二通气孔71，所述外罩7的内壁与所述通气面板12的外壁之间留有间隙，所述第一通气孔121与所述第二通气孔71交错设置，所述气体浓度传感器、控制器及物联网模块均设置于所述空腔内，所述控制器分别与所述气体浓度传感器及物联网模块电连接，所述气体浓度传感器用于实时检测地下环境中燃气的浓度，所述燃气检测仪用于埋在地下管道旁边，实时检测地下管道中的燃气泄露情况，控制器收集到这一数据后通过物联网模块反馈到NB-IOT平台上。

埋地式燃气检测仪采用低功耗的气体浓度传感器，实时监测环境中可燃气体的浓度并传送至控制器，控制器将这些数据传给物联网模块，物联网模块与外界的NB-IOT平台无线通信连接，并通过NB-IOT平台上传检测的气体的浓度至电脑端，操作人员可在电脑端查看这些检测数据。

上述实施例中提供了一种埋地式燃气检测仪，具有以下优点：

1、其结构简单、设计巧妙，通过将燃气检测仪设计为上盖1、下盒6及外罩7，所述上盖1上的第一通气孔121与所述外罩7上的第二通气孔71交错设置，即内外两层开孔之间错开式分布，下盒6处于封闭状态，地下管道中的燃气只能从第二通气孔71错位流入第一通气孔121，这种布局可以有效地保护仪器，阻止泥土进入，同时保证气体完全扩散式地进入仪器中，便于仪器的准确检测；

2、由于NB-IOT物联网络技术具有成本低、功耗低、网络覆盖面广等优点，即覆盖到了信号难以到达的燃气地下管道中，本检测仪可以实时检测地下管道中泄露的燃气状态，并能上传实时检测数据，确保客户可以在电脑端查看监测数据，使用十分方便，其分辨率高达0.1％LEL。本仪器可以在信号微弱的环境中进行使用，且检测结果十分准确。

优选的，所述第二通气孔71的孔径大于所述第一通气孔121的孔径，依次从大到小层层阻隔可保证在气流顺畅的情况下防止外部泥土尘埃进入。

优选的，所述燃气检测仪还包括线路板2，所述线路板2的上表面设有天线21，所述上盖1的下表面相应设有第一安装孔，当所述线路板2安装于所述上盖1时，所述天线21插入安装于所述上盖1内内，所述气体浓度传感器、控制器及物联网模块均安装于所述线路板2。

通过将气体浓度传感器、控制器及物联网模块均安装于所述线路板2，使得整体结构更加规整，不必用导线杂乱无章地呈现在空腔中。

优选的，所述燃气检测仪还包括供电电池4，所述供电电池4设置于所述空腔内，所述供电电池4与所述线路板2电连接。采用供电电池4使得该燃气检测仪便于携带，以及便携式使用。

优选的，所述燃气检测仪还包括多个螺纹紧固件3，所述物联网模块线路板2的靠近外周处设有多个通孔，所述上盖1的下表面靠近外周处设有多个螺纹孔。

优选的，所述燃气检测仪还包括密封圈5，所述下盒6靠近上端的外表面上设有第二凸台，所述密封圈5夹设于所述上盖1的下表面与所述第二凸台的上表面之间。

通过在所述上盖1的下表面与所述第二凸台的上表面之间夹设有密封圈5，增强了上盖1与下盒6之间的密封性，使得燃气检测仪的检测结果更加精确。

优选的，所述第一通气孔121的孔径范围为0.5mm-1.5mm。

通过将第一通气孔121的孔径范围设计为0.5mm-1.5mm，防止泥土灰尘的PM值超出这一范围的进入上盖1内的空腔内。

优选的，所述第二通气孔71的孔径范围为1.5-2.5mm。

通过将第二通气孔71的孔径范围设计为1.5-2.5mm，第二通气孔71的孔径略大于第一通气孔121的孔径，依次从大到小层层阻隔可保证在气流顺畅的情况下防止外部泥土尘埃进入。

优选的，多个所述第一通气孔121在所述通气面板12上呈多组阵列式对称分布，每组阵列有6行，每行11列。通过将通气孔在通气面板上阵列式对称分布，保证整个装置更加美观、整齐。

优选的，多个所述第二通气孔71在所述外罩7上呈多组阵列式对称分布，每组阵列有18行，每行9列。

优选的，所述上盖1的外壁上贴有一层防水透气膜，所述防水透气膜采用防护等级为IP67的聚四氟乙烯e-PTFE材料，所述上盖1和外罩7均采用ABS材料。

通过在燃气检测仪的内层外壁如上图1的外壁上贴有一层防水透气膜，其防护等级高达IP67，可以有效地防水透气。本燃气检测仪上使用的防水透气膜采用聚四氟乙烯e-PTFE材料，这是新一代防水透气膜材料，其厚度为0.15mm，颜色为白色，透气量为2000～2500ml/cm2/min@7kPa，耐受范围为-40℃～125℃。

本燃气检测仪采用坚固耐用、体积小巧的独特外壳设计，具备IP67防尘防水性能，可在极其恶劣的环境中使用。

燃气检测仪的上盖1、外罩7采用卡扣式设计，ABS材料韧性好、强度高，正好利于卡扣式设计，便于后期多次拆卸和安装且不会损坏，同时还自带美观效果。

可以理解的是，所述控制器可采用厂商为SILICON LABS、型号为EFM32ZG210的单片机，其结构轻巧、体积非常小，且配套的电路和电源也由该厂家提供；物联网模块可采用厂商为上海移远公司的BC28模块；气体浓度传感器的型号为smb-95-10。此外，本发明中涉及到电路和电子元器件以及模块的均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

如上图2所示，本发明的具体工作原理及使用方法为：本燃气检测仪中气体浓度传感器实时监测环境中可燃气体的浓度并传送至控制器并传送给控制器MCU，通过控制器MCU控制物联网络模块BC28，将气体浓度传感器检测到的燃气浓度数据上传到平台上。本仪器将检测到的浓度数据通过物联网络模块BC28模块电路发送到NB-IOT平台上，我公司平台与NB-IOT运营商平台交互并下载该检测数据，用户可通过我公司智慧平台查看该数据，同时，手机APP也可访问我公司的智慧平台，用户也可通过手机APP查看该数据。SIM卡为存储器，通过ESD保护电路与物联网模块电连接，用于储存物联网络模块BC28模块获取的可燃气体浓度数据。

本发明采用坚固小巧的独特外壳设计(防护等级高达IP67)，埋在地下管道中检测然气泄露的情况，可实现实时监测。本仪器采用ABS材料制成，该种材料是一种强度高、韧性好、耐腐蚀、易于加工的高分子材料。该材料能满足本仪器在恶劣的环境中使用，且多次拆卸不易变形和损坏。本仪器采用圆柱状的外造型设计，圆柱状的形状设计比其他形状具有仪器手感更好、视觉效果不错、便于在地下进行安装、维修与拆卸等优势，更利于安装在地下进行燃气检测。

本发明采用扩散式的原理检测燃气泄露的情况，所以仪器外壳的通气空的大小和尺寸有一定的要求，既能透过气体，有能有效的防止泥土和水进入仪器中。本仪器的外壳上采用多个网孔设计，内、外两层不同孔径的设计，便于燃气透过外壳进入仪器内部，进行燃气检测。内、外两层网孔未采用对齐的方式，这对燃气扩散进入仪器影响不大，同时能有效防止泥土进入仪器内。根据气体扩散原理，气体是由高浓度像低浓度扩散，只要存在浓度差，气体就会进行扩散，孔径大小不同只影响扩散速度，并不影响气体的整体扩散。

本发明独特的外壳设计结构使仪器可埋在地下检测燃气泄露情况，且仪器便于安装拆卸与维修，检测的准确的高。

本发明的独特外壳设计，既能有效防止水和泥土进入仪器，又能确保燃气能扩散到仪器内，确保了仪器检测准确性。

本发明的材质确保仪器能在恶劣的环境中使用，且可以多次拆卸不发生损坏，同时具有美观的外形。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种埋地式燃气检测仪，其特征在于，所述燃气检测仪包括上盖(1)、下盒(6)、外罩(7)、气体浓度传感器、控制器及与NB-IOT平台无线通信连接的物联网模块；

所述上盖(1)包括第一凸台(11)及通气面板(12)，所述第一凸台(11)设置于所述通气面板(12)的上部，所述第一凸台(11)与所述外罩(7)的上端固定连接，所述通气面板(12)上设有多个第一通气孔(121)，所述通气面板(12)的下端与所述下盒(6)的上端固定连接，所述上盖(1)的内壁与所述下盒(6)的内壁之间形成一个空腔，所述外罩(7)上设有多个第二通气孔(71)，所述外罩(7)的内壁与所述通气面板(12)的外壁之间留有间隙，所述第一通气孔(121)与所述第二通气孔(71)交错设置，所述第二通气孔(71)的孔径大于所述第一通气孔(121)的孔径，所述气体浓度传感器、控制器及物联网模块均设置于所述空腔内，所述控制器分别与所述气体浓度传感器及物联网模块电连接，所述气体浓度传感器用于实时检测地下环境中燃气的浓度，所述燃气检测仪用于埋在地下管道旁边，实时检测地下管道中的燃气泄露情况；所述第一通气孔(121)的孔径范围为0.5mm-1.5mm，所述第二通气孔(71)的孔径范围为1.5-2.5mm；所述燃气检测仪还包括线路板(2)，所述线路板(2)的上表面设有天线(21)，所述上盖(1)的下表面相应设有第一安装孔，当所述线路板(2)安装于所述上盖(1)时，所述天线(21)插入安装于所述上盖(1)内，所述气体浓度传感器、控制器及物联网模块均安装于所述线路板(2)；所述燃气检测仪还包括供电电池(4)，所述供电电池(4)设置于所述空腔内，所述供电电池(4)与所述线路板(2)电连接。

2.根据权利要求1所述一种埋地式燃气检测仪，其特征在于，所述燃气检测仪还包括多个螺纹紧固件(3)，所述线路板(2)的靠近外周处设有多个通孔，所述上盖(1)的下表面靠近外周处设有多个螺纹孔。

3.根据权利要求1所述一种埋地式燃气检测仪，其特征在于，所述燃气检测仪还包括密封圈(5)，所述下盒(6)靠近上端的外表面上设有第二凸台，所述密封圈(5)夹设于所述上盖(1)的下表面与所述第二凸台的上表面之间。

4.根据权利要求1所述一种埋地式燃气检测仪，其特征在于，多个所述第一通气孔(121)在所述通气面板(12)上呈多组阵列式对称分布，每组阵列有6行，每行11列。

5.根据权利要求4所述一种埋地式燃气检测仪，其特征在于，多个所述第二通气孔(71)在所述外罩(7)上呈多组阵列式对称分布，每组阵列有18行，每行9列。

6.根据权利要求1所述一种埋地式燃气检测仪，其特征在于，所述上盖(1)的外壁上贴有一层防水透气膜，所述防水透气膜采用防护等级为IP67的聚四氟乙烯(e-PTFE)材料，所述上盖(1)和外罩(7)均采用ABS材料。

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