CN111174993A - 密封性监测装置及本安设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种密封性监测装置及本安设备，该装置包括：中央处理单元、开关单元和密封性检测单元，中央处理单元连接密封性检测单元，中央处理单元获取密封性检测单元的检测值并将检测值与预设阈值进行比较，并根据比较结果向所述开关单元发送控制指令；开关单元的第一端连接中央处理单元，用于获取所述控制指令，开关单元的第二端用于连接供电电源端，开关单元的第三端用于连接本安电路控制器，开关单元用于根据所述控制指令接通或断开。本发明的技术方案通过检测本安设备内部的气密性，判断本安设备的安全性，当出现安全隐患时，中央处理单元控制开关单元断开，从而保证本安设备的安全使用。

Description

密封性监测装置及本安设备

技术领域

本发明涉及本安设备安全使用领域，尤其涉及一种密封性监测装置及本安设备。

背景技术

本安设备中的电路板有较高的防爆要求，防止在有瓦斯的环境中点燃可燃气体。监管机构对本安设备有严格的要求和严格的认证测试流程。但随着高速电路的大规模应用，电路密度越来越高，电气间隙越来越小，因此必须对电路板进行密封处理。传统的解决方案是对本安设备中的电路板喷涂三防漆，然后将电路板装入外壳，再注入胶状材料灌封，起到完全密封的作用。

但是，随着使用时间的推移，灌封材料可能会失去作用。比如运输过程中的震动，使用过程中的跌落，都会导致灌封的材料失去与产品外壳的粘性，导致缝隙产生，外壳失去完全的密封。而且灌封工艺的好坏，也决定着电路板密封的程度。

对于体积较大的电子设备，内部电路复杂，接线较多，无法进行灌封，只能依靠外壳进行密封。比如电液支架控制器，内部接线较多，体积也较大，无法实现灌封，因此外壳设计的非常厚重严密，但是仍然外露按键，液晶屏等可能产生气密性失效的区域，并且采用螺丝，橡胶圈等措施实现密封，难免会出现问题。一旦失效，其所处的工作区域，可能含有瓦斯等可燃气体，容易发生事故。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的实施方案提供一种密封性检测装置及本安设备。

本发明的一个实施方案提供一种密封性监测装置，该装置包括：中央处理单元、开关单元和密封性检测单元；

所述中央处理单元连接所述密封性检测单元，所述密封性检测单元将检测值上传至所述中央处理单元，所述中央处理单元将所述检测值与预设阈值进行比较，并根据比较结果向所述开关单元发送控制指令；

所述开关单元的第一端连接所述中央处理单元，用于获取所述控制指令，所述开关单元的第二端用于连接供电电源端，所述开关单元的第三端用于连接本安电路控制器，所述开关单元用于根据所述控制指令接通或断开以使所述供电电源端与所述本安电路控制器之间接通或断开。

进一步的，上述密封性监测装置，还包括：

电压转换单元，所述电压转换单元的输入端用于连接所述供电电源端，所述供电电源的输出端连接所述密封性检测单元和所述中央处理单元，将所述供电电源端的输出电压转换为密封性检测单元和所述中央处理单元适用的工作电压。

进一步的，上述密封性检测单元包括负压传感器，所述负压传感器分别连接所述中央处理单元和所述电压转换单元，所述中央处理单元接收所述负压传感器获取的负压检测值将所述负压检测值与预设负压阈值进行比较，并根据比较结果向所述开关单元发送控制指令，所述电压转换单元将所述供电电源端的输出电压转换为所述负压传感器适用的工作电压。

进一步的，上述密封性检测单元还包括温度传感器，所述温度传感器分别连接所述中央处理单元和所述电压转换单元，所述中央处理单元接收所述温度传感器获取的温度检测值，并将将所述温度检测值与预设温度阈值进行比较，根据比较结果向所述开关单元发送控制指令，所述电压转换单元将所述供电电源端的输出电压转换为温度传感器适用的工作电压。

进一步的，上述密封性检测单元还包括湿度传感器，所述湿度传感器连接所述中央处理单元和所述电压转换单元，所述中央处理单元接收所述湿度传感器获取的湿度检测值，并将所述湿度检测值与预设湿度阈值进行比较，根据比较结果向所述开关单元发送控制指令，所述电压转换单元将所述供电电源端的输出电压转换为湿度传感器适用的工作电压。

进一步的，上述密封性检测单元还包括加速度传感器34，所述加速度传感器连接所述中央处理单元和所述电压转换单元，所述中央处理单元根据加速度检测值判断所述密封性监测装置的跌落状态并记录跌落次数，然后将所述跌落次数与预设次数阈值进行比较，根据比较结果向所述开关单元发送控制指令，所述电压转换单元将所述供电电源端的输出电压转换为加速度传感器适用的工作电压。

进一步的，上述密封性监测装置，还包括：通信单元，所述通信单元分别连接所述中央处理单元和所述电压转换单元，所述中央处理单元通过所述通信单元与所述本安电路控制器和/或终端设备进行通信，所述电压转换单元将所述供电电源端的输出电压转换为通信单元适用的工作电压。

进一步的，上述开关单元包括负载开关或功率开关管。

本发明的另一个实施方案提供一种本安设备，所述本安设备的内部安装有本安电路控制器和上述方案所述的密封性监测装置，所述密封性监测装置连接所述本安电路控制器。

进一步的，上述本安设备，还包括：

报警装置，所述报警装置连接所述密封性监测装置。

本发明的技术方案通过中央处理单元获取密封性检测单元的对设备内部密封性的检测值，并将检测值与预设阈值进行比较，并根据比较结果向所述开关单元发送控制指令，开关单元根据所述控制指令接通或断开以使所述供电电源端与所述本安电路控制器之间接通或断开。如果当前的工作状态、工作环境不安全，则开关单元执行断开操作，以使所述本安设备的供电电源端与所述本安电路控制器处于断开状态，避免发生意外事故；如果当前的工作状态、工作环境安全，则开关单元执行并保持接通操作，以使所述本安设备的供电电源端与所述本安电路控制器处于接通状态，不影响本安设备的正常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1示出了本发明第一实施例提供的一种密封性监测装置的结构示意图；

图2示出了本发明第二实施例提供的一种密封性监测装置的结构示意图；

图3示出了本发明第三实施例提供的一种本安设备的结构示意图。

主要元件符号说明：

1-密封性监测装置；10-中央处理单元；20-开关单元；30-密封性检测单元；31-负压传感器；32-温度传感器；33-湿度传感器；34-加速度传感器；40-通信单元；50-电压转换单元；90-供电电源端；91-本安电路控制器；2-本安设备；3-报警装置。

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。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

本实施例，参见图1，示出了一种用于本安设备2的密封性监测装置1。本安设备2即本质安全型设备，在其内部的所有电路都是本质安全电路的电气设备。本安设备2需要保证良好的密封性，防止可燃气体进入。在本实施例中，提供一种密封性监测装置1，用于实时监测本安设备2内部的密封性，当本安设备2的密封性不满足预设要求时，及时报警，保证本安设备2的安全使用。

如图1所示，密封性监测装置1包括：中央处理单元10、开关单元20和密封性检测单元30。

所述中央处理单元10连接所述密封性检测单元30，所述密封性检测单元30将检测值上传至所述中央处理单元10，所述中央处理单元10将所述检测值与预设阈值进行比较，并根据比较结果向所述开关单元20发送控制指令。

所述开关单元20的第一端连接所述中央处理单元10，用于获取所述控制指令，所述开关单元20的第二端用于连接本安设备2的供电电源端90，所述开关单元20的第三端用于连接本安设备2内部的本安电路控制器91，所述开关单元20用于根据所述控制指令执行接通或断开操作，以使所述本安设备2的供电电源端90与所述本安电路控制器91之间接通或断开。

示范性的，密封性检测单元30可以获取本安设备2内部的参数指标，参数指标可以是本安设备2内部的气压值、温度值和湿度值，中央处理器可以实时获取上述参数指标，并根据参数指标和预设的阈值判断本安设备2当前的工作状态、工作环境是否安全，如果当前的工作状态、工作环境不安全，则控制开关单元20执行断开操作，以使所述本安设备2的供电电源端90与所述本安电路控制器91处于断开状态，避免发生意外事故；如果当前的工作状态、工作环境安全，则控制开关单元20执行并保持接通操作，以使所述本安设备2的供电电源端90与所述本安电路控制器91处于接通状态，不影响本安设备2的正常使用。

进一步的，上述开关单元20包括负载开关或功率开关管。

示范性的，开关单元20可以选用负载开关，负载开关可选取型号为例如TPS2929D的负载开关芯片，中央处理单元10的一个控制引脚连接TPS2929D的ON引脚，TPS2929D的VIN引脚连接供电电源，TPS2929D的VOUT引脚连接本安电路控制器91，当ON引脚接收到高电平信号时，TPS2929D的VIN引脚与VOUT引脚导通，VOUT引脚对后端接入的负载进行供电；当ON引脚接收到低电平信号时，TPS2929D的VIN引脚与VOUT引脚处于非导通状态，VOUT引脚后端接入的负载无法接收到工作电流。

示范性的，开关单元20还可以选用功率开关管，中央处理单元10的一个控制引脚连接功率开关管对应的栅极，功率开关管对应的源极和漏极分别连接供电电源端90和本安控制器。

本实施例的技术方案通过中央处理单元10获取密封性检测单元30的对设备内部密封性的检测值，并将检测值与预设阈值进行比较，判断当前设备是否处于安全状态。如果当前的工作状态、工作环境不安全，则开关单元20执行断开操作，以使所述本安设备2的供电电源端90与所述本安电路控制器91处于断开状态，避免发生意外事故；如果当前的工作状态、工作环境安全，则开关单元20执行并保持接通操作，以使所述本安设备2的供电电源端90与所述本安电路控制器91处于接通状态，不影响本安设备2的正常使用。

实施例2

进一步的，本实施例，参见图2，示出了一种用于本安设备2的密封性监测装置1。

如图2所示，密封性监测装置1还包括：电压转换单元50，所述电压转换单元50的输入端用于连接所述供电电源端90，所述供电电源的输出端连接所述密封性检测单元30和所述中央处理单元10，将所述供电电源端90的输出电压转换为密封性检测单元30和所述中央处理单元10适用的工作电压。

进一步的，所述密封性检测单元30包括负压传感器31，所述负压传感器31分别连接所述中央处理单元10和所述电压转换单元50，所述中央处理单元10接收所述负压传感器31获取的负压检测值将所述负压检测值与预设负压阈值进行比较，并根据比较结果向所述开关单元20发送控制指令，所述电压转换单元50将所述供电电源端90的输出电压转换为所述负压传感器31适用的工作电压。

示范性的，负压传感器31可以是测量负气压的传感器，采用12v直流供电，输出0-5v或者4-20mA等信号，可以测量的范围有0至-50kpa或者0至-100kpa等。在本实施例中，预设负压阈值可以是-5kpa，当负压传感器31检测到本安设备2内部的负压检测值大于或等于-5kpa时，则当前的工作状态、工作环境不安全，开关单元20将执行断开操作，以使所述本安设备2的供电电源端90与所述本安电路控制器91处于断开状态，避免发生意外事故。

进一步的，所述密封性检测单元30还可包括温度传感器32，所述温度传感器32分别连接所述中央处理单元10和所述电压转换单元50，所述中央处理单元10接收所述温度传感器32获取的温度检测值，并将将所述温度检测值与预设温度阈值进行比较，根据比较结果向所述开关单元20发送控制指令，所述电压转换单元50将所述供电电源端90的输出电压转换为温度传感器32适用的工作电压。

示范性的，温度传感器32，可以选用精度较高的数字式温度传感器32，采用IIC接口通信方式，温度测量误差±0.3℃，由于本安设备2主要工作在高温环境中，因此温度测量范围为0到100℃。在本实施例中，预设温度阈值可以是85℃，当温度传感器32检测到本安设备2内部的温度检测值的大于或等于85℃时，则当前的工作状态、工作环境不安全，开关单元20将执行断开操作，以使所述本安设备2的供电电源端90与所述本安电路控制器91处于断开状态，避免发生意外事故。

进一步的，所述密封性检测单元30还可包括湿度传感器33，所述湿度传感器33连接所述中央处理单元10和所述电压转换单元50，所述中央处理单元10接收所述湿度传感器33获取的湿度检测值，并将所述湿度检测值与预设湿度阈值进行比较，根据比较结果向所述开关单元20发送控制指令，所述电压转换单元50将所述供电电源端90的输出电压转换为湿度传感器33适用的工作电压。

示范性的，湿度传感器33可以选用精度较高的数字式湿度传感器33，采用IIC接口通信方式，湿度测量误差±5％，由于本安设备2主要工作在高湿环境中，因此湿度测量范围为0-99％RH。在本实施例中，预设温度阈值可以是70％RH，当温度传感器32检测到本安设备2内部的温度检测值的大于或等于70％RH时，则当前的工作状态、工作环境不安全，开关单元20将执行断开操作，以使所述本安设备2的供电电源端90与所述本安电路控制器91处于断开状态，避免发生意外事故。

进一步的，所述密封性检测单元30还可包括加速度传感器34，所述加速度传感器34连接所述中央处理单元10和所述电压转换单元50，所述中央处理单元10根据加速度检测值判断所述密封性监测装置1的跌落状态并记录跌落次数，然后将所述跌落次数与预设次数阈值进行比较，根据比较结果向所述开关单元20发送控制指令，所述电压转换单元50将所述供电电源端90的输出电压转换为加速度传感器34适用的工作电压。

示范性的，对于任意型号的本安设备2，选取一定数量的本安设备2进行跌落试验，当本安设备2密封失效时，记录跌落次数，对获取的实验数据进行评估分析得到对应型号的本安设备2的对应次数阈值。当本安设备2使用过程中，加速度传感器34根据获取的加速度检测值可以获取本安设备2的跌落状态，中央处理单元10可以记录记录跌落次数，然后将跌落次数与预设次数阈值进行比较，如果跌落次数大于预设次数阈值，则当前的工作状态、工作环境不安全，开关单元20将执行断开操作，以使所述本安设备2的供电电源端90与所述本安电路控制器91处于断开状态，避免发生意外事故。应当理解，不同类型的本安设备2对应不同的预设次数阈值。

进一步的，密封性监测装置1还包括：通信单元40，所述通信单元40分别连接所述中央处理单元10和所述电压转换单元50，所述中央处理单元10通过所述通信单元40与所述本安电路控制器91和/或终端设备进行通信，所述电压转换单元50将所述供电电源端90的输出电压转换为通信单元40适用的工作电压。

示范性的，通信单元40可以是有线通信方式，比如UART，IIC，SPI，RS232，RS485，CAN等，主要用于与本安电液控制器电路板通信。另外，本通信单元40还可以是对外的通信方式，比如有线以太网网络，或者是Wi-Fi，4G/5G，NB-IOT，LORA，ZIBGEE，433M，2.4G等无线通信方式，直接接入上位机，通过上位机实时监测本安设备2内部的压力、温湿度和安装状态，一旦发生异常，可及时进行检查，甚至远程控制本安设备2断电，防止意外发生。

实施例3

本实施例，参见图3，示出了一种本安设备2的结构示意图。

本安设备2的内部安装有本安电路控制器91和上述实施例所述的密封性监测装置1，所述密封性监测装置1连接所述本安电路控制器91。

上述本安设备2，还包括：报警装置3，所述报警装置3连接所述密封性监测装置1。报警装置3可以是报警指示灯或者蜂鸣器，通过声音或者光照发出警报信号。报警装置3一般固定在电液支架控制器外壳上，或者通过引线接入到外部。

示范性的，本安设备2可以是电液支架控制器，密封性监测装置1与本安电液控制器电路板连接，密封性监测装置1安装于本安电液控制器内部，串联在电源正极和本安控制器之间。当电液控制器密封装置老化，或者固定装置失效，或者被外力破坏冲击时，压力监测装置可直接进行报警，或者严重时可直接切断电液支架控制器的电源，起到保护的作用。密封性监测装置1的预设阈值还可根据实际情况调整。

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。

Claims (10)

1.一种密封性监测装置，其特征在于，该装置包括：中央处理单元、开关单元和密封性检测单元，

所述中央处理单元连接所述密封性检测单元，所述密封性检测单元将检测值上传至所述中央处理单元，所述中央处理单元将所述检测值与预设阈值进行比较，并根据比较结果向所述开关单元发送控制指令；

所述开关单元的第一端连接所述中央处理单元，用于获取所述控制指令，所述开关单元的第二端用于连接供电电源端，所述开关单元的第三端用于连接本安电路控制器，所述开关单元用于根据所述控制指令接通或断开以使所述供电电源端与所述本安电路控制器之间接通或断开。

2.根据权利要求1所述的密封性监测装置，其特征在于，还包括：

电压转换单元，所述电压转换单元的输入端用于连接所述供电电源端，所述供电电源的输出端连接所述密封性检测单元和所述中央处理单元，将所述供电电源端的输出电压转换为密封性检测单元和所述中央处理单元适用的工作电压。

3.根据权利要求2所述的密封性监测装置，其特征在于，所述密封性检测单元包括负压传感器，

所述负压传感器分别连接所述中央处理单元和所述电压转换单元，所述中央处理单元接收所述负压传感器获取的负压检测值将所述负压检测值与预设负压阈值进行比较，并根据比较结果向所述开关单元发送控制指令，所述电压转换单元将所述供电电源端的输出电压转换为所述负压传感器适用的工作电压。

4.根据权利要求2所述的密封性监测装置，其特征在于，所述密封性检测单元还包括温度传感器，

所述温度传感器分别连接所述中央处理单元和所述电压转换单元，所述中央处理单元接收所述温度传感器获取的温度检测值，并将将所述温度检测值与预设温度阈值进行比较，根据比较结果向所述开关单元发送控制指令，所述电压转换单元将所述供电电源端的输出电压转换为温度传感器适用的工作电压。

5.根据权利要求2所述的密封性监测装置，其特征在于，所述密封性检测单元还包括湿度传感器，

所述湿度传感器连接所述中央处理单元和所述电压转换单元，所述中央处理单元接收所述湿度传感器获取的湿度检测值，并将所述湿度检测值与预设湿度阈值进行比较，根据比较结果向所述开关单元发送控制指令，所述电压转换单元将所述供电电源端的输出电压转换为湿度传感器适用的工作电压。

6.根据权利要求2所述的密封性监测装置，其特征在于，所述密封性检测单元还包括加速度传感器，

所述加速度传感器连接所述中央处理单元和所述电压转换单元，所述中央处理单元根据加速度检测值判断所述密封性监测装置的跌落状态并记录跌落次数，然后将所述跌落次数与预设次数阈值进行比较，根据比较结果向所述开关单元发送控制指令，所述电压转换单元将所述供电电源端的输出电压转换为加速度传感器适用的工作电压。

7.根据权利要求2所述的密封性监测装置，其特征在于，还包括：

通信单元，所述通信单元分别连接所述中央处理单元和所述电压转换单元，所述中央处理单元通过所述通信单元与所述本安电路控制器和/或终端设备进行通信，所述电压转换单元将所述供电电源端的输出电压转换为通信单元适用的工作电压。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的密封性监测装置，其特征在于，所述开关单元包括负载开关或功率开关管。

9.一种本安设备，其特征在于，所述本安设备的内部安装有本安电路控制器和上述权利要求1-7任一项所述的密封性监测装置，所述密封性监测装置连接所述本安电路控制器。

10.根据权利要求9所述的本安设备，其特征在于，还包括：

报警装置，所述报警装置连接所述密封性监测装置。

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