CN111089849A - 一种防止ndir报警器误报警的系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防止NDIR报警器误报警的系统与方法，包括：NDIR气体传感器，用于检测被测气体的浓度，并将检测的气体浓度发送至控制器；温湿度传感器，用于检测周围环境温湿度，并将检测的温湿度发送至控制器；控制器，用于接收NDIR气体传感器、温湿度传感器发送的数据，并根据温湿度传感器发送的数据，控制NDIR气体传感器的启停状态，以及向报警模块下达报警指令；报警模块，用于根据控制器下达的报警指令进行报警。本发明在系统中外加温湿度传感器，并加入判断温湿度传感器是否发生故障的方法，来保证NDIR气体传感器能准确检测被测气体的浓度，并且当温湿度对被测气体检测浓度的影响较大或温湿度传感器发生故障时，通过报警提示用户。
Description
技术领域
本发明涉及防止误报警技术领域，特别涉及一种防止NDIR报警器误报警的系统与方法。
背景技术
NDIR(红外气体传感器)采用的是基于气体吸收理论的方法，红外光源发出的红外辐射经过一定浓度待测的气体吸收之后，与气体浓度成正比的光谱强度会发生变化，由此可求出光谱强度的变化量，就可以反演出待测气体的浓度。
然而在实际的气体测量过程中，传感器往往会受到温度、气压、湿度等因素的影响，从而导致测量精度和稳定性下降。于是现有技术在NDIR气体传感器的内部增加温湿度传感器模块来校准测量数据，但该方法响应速度慢，同时也不输出报警信号用于提醒用户，不利于报警器相关的用户体验。
发明内容
本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种防止NDIR报警器误报警的系统与方法。
为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：
一种防止NDIR报警器误报警的系统，包括：
NDIR气体传感器，与控制器电连接，用于检测被测气体的浓度，并将检测的气体浓度发送至控制器；
温湿度传感器，与控制器电连接，用于检测周围环境温湿度，并将检测的温湿度发送至控制器；
控制器，用于接收NDIR气体传感器、温湿度传感器发送的数据，并根据温湿度传感器发送的数据，控制NDIR气体传感器的启停状态，以及向报警模块下达报警指令；
报警模块，用于根据控制器下达的报警指令进行报警。
本发明将温湿度传感器作为外加的部分，与控制器电连接，用于检测周围环境的温湿度，当检测的温湿度值在设定时间段内变化量太大，那么说明本次检测的温湿度是不准确的，此时若根据温湿度传感器的检测值对NDIR气体传感器检测的气体浓度值进行补偿的话，得到的气体浓度也是不准确的。因此，此时控制器控制DNIR气体传感器停止工作，并且向报警模块下达报警指令，通过显示模块显示温湿度传感器发生故障，以提示用户更换或维修温度传感器。通过判断温湿度传感器是否发生故障的方法，来保证NDIR气体传感器能准确检测被测气体的浓度。
更进一步地，为了更好的实现本发明，还包括电源模块，用于为NDIR气体传感器、温湿度传感器、控制器、报警模块供电。
更进一步地，为了更好的实现本发明，还包括显示模块，与控制器连接，用于显示NDIR气体传感器、温湿度传感器检测的数据。
更进一步地，为了更好的实现本发明，还包括存储器，与控制器连接，用于存储控制器接收的数据以及指令程序。
更进一步地，为了更好的实现本发明，所述NDIR气体控制器的型号为TPS535G、ME2-CO、ME2-CH2O中的任一种。
一种防止NDIR报警器误报警的方法，具体包括以下步骤：
步骤S3：根据温湿度传感器发送的数据，控制NDIR气体传感器的启停状态，当控制停止NDIR气体传感器工作时，向报警模块下达报警指令。
更进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S3具体包括以下步骤：根据温湿度传感器发送的数据，判断当前接收到的温湿度值是否在预设范围值内，若在该预设范围值内，则保持启动NDIR气体传感器的工作；若不在该预设范围值内，则控制停止NDIR气体传感器的工作，并向报警模块下达报警指令，使得报警模块发起报警，以及启动NDIR气体传感器的温度补偿校准，校准完成后再启动NDIR气体传感器的工作。
更进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S3还包括以下步骤：判断在设定时间段内接收到的温湿度值变化量是否超过阈值，若没有超过阈值，则保持启动NDIR气体传感器的工作，并且启动NDIR气体传感器的温度补偿校准；若超过阈值，则控制停止NDIR气体传感器的工作，并向报警模块下达报警指令，使得报警模块发起报警。
若控制器接收到温湿度传感器发送的温湿度值在预设范围值内，则控制NDIR气体传感器启动工作，若不在预设范围值内，则控制NDIR气体传感器停止工作，并向报警模块下达报警指令；同时判断在设定时间段内接收到的温湿度值的变化量，若温湿度值变化量没有超过阈值，则控制NDIR气体传感器启动工作，若温湿度值变化量超过阈值，则控制NDIR气体传感器停止工作，并向报警欧快下达报警指令。
更进一步地，为了更好的实现本发明，还包括步骤S1：接收NDIR气体传感器发送的被测气体的浓度，并通过显示模块实时显示检测的被测气体的浓度。
更进一步地，为了更好的实现本发明，还包括步骤S2：接收温湿度传感器发送的周围环境的温湿度，并通过显示模块实时显示检测的温湿度。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明在系统中外加温湿度传感器，并加入判断温湿度传感器是否发生故障的方法，来保证NDIR气体传感器能准确检测被测气体的浓度，并且当温湿度对被测气体检测浓度的影响较大或温湿度传感器发生故障时，会通过报警提示用户。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明系统模块框图；
图2为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例1：
本发明通过下述技术方案实现，如图1所示，一种防止NDIR报警器误报警的系统，包括NDIR气体传感器、温湿度传感器、控制器、报警模块，所述NDIR气体传感器、温湿度传感器、报警模块分别与控制器电连接，其中：
NDIR气体传感器，用于检测被测气体的浓度，并将检测的气体浓度以电信号的形式发送至控制器。
温湿度传感器，与控制器电连接，用于检测周围环境温湿度，并将检测到的温湿度值以电信号的方式发送至控制器。
控制器，用于接收NDIR气体传感器发送的气体浓度数据，以及温湿度传感器发送温湿度数据；若接收到温湿度传感器发送的温湿度值在预设范围值内，则控制NDIR气体传感器启动工作，若不在预设范围值内，则控制NDIR气体传感器停止工作，并向报警模块下达报警指令；同时判断在设定时间段内接收到的温湿度值的变化量，若温湿度值变化量没有超过阈值，则控制NDIR气体传感器启动工作，若温湿度值变化量超过阈值，则控制NDIR气体传感器停止工作，并向报警欧快下达报警指令。
报警模块，用于进行报警功能，若接收到了控制器下达的报警指令，则进行报警。
还包括显示模块、电源模块、存储器，所述显示模块、存储器分别与控制器电连接，所述电源模块用于给系统供电。其中，所述显示模块用于显示控制器接收到的气体浓度、温湿度值等。所述存储器用于存储控制器接收的数据以及相关的指令程序，比如温湿度值的正常阈值范围、温湿度值变化量的阈值、向报警模块下达的报警指令等。
基于上述系统，如图2所示，提出一种防止NDIR报警器误报警的方法，具体包括以下步骤：
步骤S100：系统开始工作，NDIR气体传感器检测被测气体的浓度，以电信号的方式发送至控制器，控制器通过显示模块实时显示检测的被测气体浓度。
所述NDIR气体传感器用一个广谱的光源作为红外传感器的光源，光纤穿过光路中的被测气体，透过窄带滤波片，到达红外探测器。其工作原理是基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系(朗伯-比尔Lambert-Beer定律)鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感器。其主要由红外光源、红外探测器等组成的光学传感器，主要用于检测CH4、CO2、N2O、CO、SO2、NH3等气体的浓度。
由于不同被测气体物质分子内部结构不同，决定了它们对不同波长光纤的选择吸收，即物质只能吸收一定波长的光。物质对一定波长光的吸收关系服从Lambert-Beer定律。以检测的被测气体为CO2为例，红外光源发射出1～20μm的红外光，通过一定长度的气室吸收后，经过一个4.26μm波长的窄带滤光片后，由红外探测器监测透过4.26μm波长红外光的强度，并转换为电信号，以此表示CO2气体的浓度。
所述NDIR气体传感器的型号可以为TPS535G，但不对其型号行进限定。
同时作为另一种可实施方式，所述NDIR气体传感器还可以用电化学类的传感器来代替，比如型号为ME2-CO、ME2-CH2O等中的任一种，此种类型的NDIR气体传感器是通过发生化学反应对控制器输出电流信号，被测气体在电极上发生电化学反应并释放电荷形成电流，产生的电流大小与气体浓度成正比，并遵循法拉第定律，通过测定电流的大小即可判断气体的浓度。
步骤S200：温湿度传感器检测周围环境的温湿度，以电信号的方式发送至控制，控制器通过显示模块实时显示检测的温湿度值。
现有技术将温湿度传感器直接加入NDIR气体传感器中来校准测量数据，但这种方式的响应速度慢，很容易出现误报警的情况。本发明将温湿度传感器作为外加的部分，与控制器电连接，用于检测周围环境的温湿度，并将检测到的温湿度值以电信号的形式发送至控制器。
步骤S300：控制器根据温湿度传感器发送的数据，控制NDIR气体传感器的启停状态，以及向报警模块下达报警指令。
控制器接收温湿度传感器发送的温湿度值，并判断当前接收到的温湿度值是否在预设范围值内，比如温度预设范围值为20℃～25℃，若温湿度值在该范围内，则保持启动NDIR气体传感器的工作；若温湿度值不在该范围内，则控制器控制NDIR气体传感器停止工作，并向报警模块下达报警指令，以及启动NDIR气体传感器的温度补偿校准，校准完成后再启动NDIR气体传感器的工作，使得NDIR气体传感器在环境温湿度变化时能通过补偿校准让检测的气体浓度值不受影响。
同时控制器判断温湿度传感器在设定时间段内接收到的温湿度值变化量是否超过阈值，比如设定的时间段为10min，温湿度值变化量阈值为±5℃，在10min内若接收到的温湿度值的变化量没有超过阈值，比如变化量为±2℃，说明没有超过阈值，那么保持启动NDIR气体传感器的工作，以及启动NDIR气体传感器的温度补偿校准；若接收到的温湿度值的变化量超过阈值，比如变化量为±7摄氏度，说明温湿度传感器出现故障或其他原因导致检测有误，此时若根据温湿度传感器的检测值对NDIR气体传感器检测的气体浓度值进行补偿的话，得到的气体浓度也是不准确的。因此，此时控制器控制DNIR气体传感器停止工作，并且向报警模块下达报警指令，通过显示模块显示温湿度传感器发生故障，以提示用户更换或维修温度传感器。
需要说明的是，所述NDIR气体传感器在环境的温湿度发生变化时，进行补偿校准为现有技术，因此不再赘述。另外，所述控制器为单片机等常用控制器即可，比如型号为STM32F106的单片机等。
本发明在系统中外加温湿度传感器，并加入判断温湿度传感器是否发生故障的方法，来保证NDIR气体传感器能准确检测被测气体的浓度，并且当温湿度对被测气体检测浓度的影响较大或温湿度传感器发生故障时，会通过报警提示用户。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种防止NDIR报警器误报警的系统，其特征在于：包括：
NDIR气体传感器，与控制器电连接，用于检测被测气体的浓度，并将检测的气体浓度发送至控制器；
温湿度传感器，与控制器电连接，用于检测周围环境温湿度，并将检测的温湿度发送至控制器；
控制器，用于接收NDIR气体传感器、温湿度传感器发送的数据，并根据温湿度传感器发送的数据，控制NDIR气体传感器的启停状态，以及向报警模块下达报警指令；
报警模块，用于根据控制器下达的报警指令进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种防止NDIR报警器误报警的系统，其特征在于：还包括电源模块，用于为NDIR气体传感器、温湿度传感器、控制器、报警模块供电。
3.根据权利要求1所述的一种防止NDIR报警器误报警的系统，其特征在于：还包括显示模块，与控制器连接，用于显示NDIR气体传感器、温湿度传感器检测的数据。
4.根据权利要求1所述的一种防止NDIR报警器误报警的系统，其特征在于：还包括存储器，与控制器连接，用于存储控制器接收的数据以及指令程序。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种防止NDIR报警器误报警的系统，其特征在于：所述NDIR气体控制器的型号为TPS535G、ME2-CO、ME2-CH2O中的任一种。
6.一种防止NDIR报警器误报警的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤S3：根据温湿度传感器发送的数据，控制NDIR气体传感器的启停状态，当控制停止NDIR气体传感器工作时，向报警模块下达报警指令。
7.根据权利要求6所述的一种防止NDIR报警器误报警的方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括以下步骤：根据温湿度传感器发送的数据，判断当前接收到的温湿度值是否在预设范围值内，若在该预设范围值内，则保持启动NDIR气体传感器的工作；若不在该预设范围值内，则控制停止NDIR气体传感器的工作，并向报警模块下达报警指令，使得报警模块发起报警，以及启动NDIR气体传感器的温度补偿校准，校准完成后再启动NDIR气体传感器的工作。
8.根据权利要求7所述的一种防止NDIR报警器误报警的方法，其特征在于：所述步骤S3还包括以下步骤：判断在设定时间段内接收到的温湿度值变化量是否超过阈值，若没有超过阈值，则保持启动NDIR气体传感器的工作，并且启动NDIR气体传感器的温度补偿校准；若超过阈值，则控制停止NDIR气体传感器的工作，并向报警模块下达报警指令，使得报警模块发起报警。
9.根据权利要求6所述的一种防止NDIR报警器误报警的方法，其特征在于：还包括步骤S1：接收NDIR气体传感器发送的被测气体的浓度，并通过显示模块实时显示检测的被测气体的浓度。
10.根据权利要求6所述的一种防止NDIR报警器误报警的方法，其特征在于：还包括步骤S2：接收温湿度传感器发送的周围环境的温湿度，并通过显示模块实时显示检测的温湿度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200501 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |