CN114280245B - 一种便携式隧道用气体检测仪及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式隧道用气体检测仪，包括携带部、多合一接头和多合多接头；携带部，能够通过背带被操作者穿戴，且包括负压的检测仓和信息采集发送单元，所述检测仓内部设置有可更换的传感器模块，当气流经过检测仓时，能够被传感器模块检测并将数据传输至信息采集发送单元；本便携式隧道用气体检测仪便于携带，能够更换传感器模块，对不同有害气体进行检测，且能够对隧道内不同高度层次的有害气体浓度进行检测，并且能够在检测点主动记录历次检测数据，便于进行调取比对。

Description

一种便携式隧道用气体检测仪及检测方法

技术领域

本发明涉及隧道气体检测技术领域，具体为一种便携式隧道用气体检测仪及检测方法。

背景技术

随着中国公路交通网的快速发展，越来越多的隧道被建设使用，但是由于隧道内通风效果较差，易造成有毒气体积聚，影响工作人员和通行人员的安全，因此需要定时对隧道内有毒气体浓度进行及时监测，现有的隧道监测多数采用定点监测，对于偏远公路或较长较深的隧道，定点监测成本较高，适宜人工定期对采集点的气体浓度进行定点监测，现有的便携式气体检测仪多数仅能对单一气体进行检测，且为了提升设备的便携性能，其仅能对设备本体周边近距离的气体进行检测，对隧道顶部或其他高度的气体检测难度较大，因此存在部分气体、部分区域漏检的问题，且在检测后，需要手工记录当前检测值，随后调取往期数值进行比对，工作较为繁琐。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种便携式隧道用气体检测仪及检测方法，便于携带，能够更换传感器模块，对不同有害气体进行检测，且能够对隧道内不同高度层次的有害气体浓度进行检测，并且能够在检测点主动记录历次检测数据，便于进行调取比对，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种便携式隧道用气体检测仪，包括携带部、多合一接头和多合多接头；

携带部，能够通过背带被操作者穿戴，且包括负压的检测仓和信息采集发送单元，所述检测仓内部设置有可更换的传感器模块，当气流经过检测仓时，能够被传感器模块检测并将数据传输至信息采集发送单元；

多合一接头，若干组输入口并联连通单组输出口，输出口通过导气管与检测仓连通，所述检测仓进气口处串接单向阀，且每组输入口内均设置有可单独控制的电磁阀；

多合多接头，若干组输入口一一对应连通单独的输出口，且每组输入口连通不同安装高度的进气管；

所述多合一接头内部还集成有RFID射频阅读器，所述多合多接头内部还集成有RFID电子标签，当多合一接头的输入口与多合多接头的输出口连通时，RFID射频阅读器能够对RFID电子标签进行读写。

作为本发明的一种优选技术方案，所述携带部还包括废气仓，所述废气仓连通检测仓，且中间串接有涡轮泵，所述废气仓连通设置有排气孔，所述排气孔处设置有活性炭包；

采用背负式的携带部，有效提升便携性能，通过增加涡轮泵保证检测仓内的气流速度，以保证检测的效率，且通过增加活性炭包，对气流中有害气体进行过滤吸收，避免操作者附件有害气体积聚，造成浓度过高对操作者身体的损害。

作为本发明的一种优选技术方案，所述检测仓上端设置开口，且开口处设置有第一触点，所述传感器模块内部设置有第二触点和若干组不同类型的气体传感器，当传感器模块插入检测仓的开口时，第一触点和第二触点能够导通，将检测器模块的检测值传输至信息采集发送单元；

采用可更换的传感器模块，能够根据隧道内的实际情况，选择合适对应的传感器对特定的气体进行浓度检测，保证检测结果的准确性，通过两端的触点进行信号的传输，提升传感器模块更换的便利性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述多合多接头与多合一接头的结合面分别设置相互配合的引导孔和引导柱，且引导柱的端部设置有微动开关，当引导柱插入引导孔内时，微动开关能够发送指令至携带部的控制单元；

通过增加引导孔和引导柱，保证多合一接头和多合多接头在结合时，能够有准确的相对应关系，即保证不同高度采集口采集气体的顺序一致。

本发明还提供如下技术方案：一种隧道气体检测方法，包括设备安装、信息采集和数据处理；

设备安装，沿隧道长度方向阵列布置若干组采集管，每组采集管包括若干组安装高度不同且相互不连通的进气采集口，且每组采集口分别与多合多接头的进气口一一连通；

信息采集，将多合一接头与其中一组采集管的多合多接头连通，多合一接头内的电磁阀单次仅导通一个，且依次导通，传感器模块对流经检测仓的气流进行检测，并将检测结果传输至信息采集发送单元；

数据处理，RFID电子标签内预录入位置标记，信息采集发送单元通过RFID射频阅读器将本次检测数据烧录入RFID电子标签，且同时读取预留的位置标记和历史烧录的检测数据，将本次和历史的检测数据与位置标记打包，通过无线或有线形式传输至外置的手持终端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本便携式隧道用气体检测仪采用背负式设计，便于操作人员进行携带，且内置可更换的传感器模块，能够根据隧道内具体有害气体的成分进行传感器的更换，以保证检测结果的准确度，且采集管的采集口分布在隧道内不同高度，能够对不同高度的气体进行浓度检测，保证监测数据更加有效，并且由于采集管处于固定布置在隧道内，而检测仪是操作员随身携带，因此采用多合一接头和多合多接头进行相结合，能有效提升检测速度，且扩大检测范围，避免操作员爬高，同时在结合位置采用无源的RFID射频技术，进行位置信息预录入，和历次检测结果的考录，便于每次检测人员对以往数据进行调取比对，适合在深远无信号的隧道内进行数据现场比对分析。

本检测方法能够检测并记录同一位置不同高度，不同时间的气体浓度，与邻近位置的数据进行比对，即可对该点气体流动性能进行判断，以确定该位置有害气体积聚情况，对隧道通风效果和行车安全具有较为重要的评价作用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明携带部示意图；

图3为本发明携带部内部示意图；

图4为本发明携带部仰视图；

图5为本发明传感器模块示意图；

图6为本发明多合多接头和多合一接头结合示意图；

图7为本发明多合多接头和多合一接头结合的剖视图；

图8为本发明多合多接头示意图；

图9为本发明多合一接头示意图；

图10为本发明采集口布置示意图；

图11为本发明隧道内采集管布置示意图；

图12为本发明工作逻辑示意图。

图中：1、携带部；101、检测仓；102、废气仓；103、涡轮泵；104、信息采集发送单元；105、电池；107、排气孔；108、活性炭包；109、单向阀；2、背带；3、传感器模块；301、气体传感器；302、第二触点；4、导气管；5、多合一接头；501、导通插头；502、电磁阀；503、引导柱；6、多合多接头；601、导气通道；602、引导孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。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。

请参阅图1-图9，本发明提供一种技术方案：一种便携式隧道用气体检测仪，包括携带部1、多合一接头5和多合多接头6；

参阅图1-图4，携带部1，能够通过背带2被操作者穿戴，且包括负压的检测仓101和信息采集发送单元，检测仓101内部设置有可更换的传感器模块3，当气流经过检测仓101时，能够被传感器模块3检测并将数据传输至信息采集发送单元；

参阅图6、图7和图9，多合一接头5，若干组输入口并联连通单组输出口，输出口通过导气管4与检测仓101连通，检测仓101进气口处串接单向阀109，且每组输入口内均设置有可单独控制的电磁阀502；

参阅图6-图8，多合多接头6，若干组输入口一一对应连通单独的输出口，且每组输入口连通不同安装高度的进气管；

多合一接头5内部还集成有RFID射频阅读器，多合多接头6内部还集成有RFID电子标签，当多合一接头5的输入口与多合多接头6的输出口连通时，RFID射频阅读器能够对RFID电子标签进行读写。

参阅图3，携带部1还包括废气仓102，废气仓102连通检测仓101，且中间串接有涡轮泵103，废气仓102连通设置有排气孔107，排气孔107处设置有活性炭包108；

采用背负式的携带部1，有效提升便携性能，通过增加涡轮泵103保证检测仓101内的气流速度，以保证检测的效率，且通过增加活性炭包108，对气流中有害气体进行过滤吸收，避免操作者附件有害气体积聚，造成浓度过高对操作者身体的损害；

携带部1内集成电池105，为设备提供电源，保证设备在无外置电源的情况下能够正常工作。

参阅图2和图5，检测仓101上端设置开口，且开口处设置有第一触点，传感器模块3内部设置有第二触点302和若干组不同类型的气体传感器301，当传感器模块3插入检测仓101的开口时，第一触点和第二触点302能够导通，将检测器模块3的检测值传输至信息采集发送单元104；

采用可更换的传感器模块3，能够根据隧道内的实际情况，选择合适对应的传感器对特定的气体进行浓度检测，保证检测结果的准确性，通过两端的触点进行信号的传输，提升传感器模块3更换的便利性。

参阅图8-图9，多合多接头6与多合一接头5的结合面分别设置相互配合的引导孔602和引导柱503，且引导柱503的端部设置有微动开关，当引导柱503插入引导孔602内时，微动开关能够发送指令至携带部1的控制单元；

通过增加引导孔602和引导柱503，保证多合一接头5和多合多接头6在结合时，能够有准确的相对应关系，即保证不同高度采集口采集气体的顺序一致。

本发明还提供如下技术方案：一种隧道气体检测方法，包括设备安装、信息采集和数据处理；

设备安装，沿隧道长度方向阵列布置若干组采集管，每组采集管包括若干组安装高度不同且相互不连通的进气采集口，且每组采集口分别与多合多接头6的进气口一一连通；

信息采集，将多合一接头5与其中一组采集管的多合多接头6连通，多合一接头5内的电磁阀502单次仅导通一个，且依次导通，传感器模块3对流经检测仓101的气流进行检测，并将检测结果传输至信息采集发送单元；

数据处理，RFID电子标签内预录入位置标记，信息采集发送单元104通过RFID射频阅读器将本次检测数据烧录入RFID电子标签，且同时读取预留的位置标记和历史烧录的检测数据，将本次和历史的检测数据与位置标记打包，通过无线或有线形式传输至外置的手持终端。

参阅图10-图11，以四层检测的隧道为例，即在同一位置，不同高度设置四层采集口，即多合多接头6内有四组导气通道601，且每组导气通道601连通一组采集口，多合一接头5内有四组导通插头501，使用时，沿隧道长度方向设置N组采集管，且每组采集管设置七组采集口，选择任意一处作为测量位置，将该位置的多合多接头6与检测仪的多合一接头5插接，插接时，以两组接头表面的箭头相对为准，导通插头501插入导气通道601内部，且两者之间还设置有带阻尼的密封环，以保证接触位置的密封性，且在多合一接头5和多合多接头6结合时，引导柱503插入引导孔602内，此时引导柱503端部的微动开关被挤压，发送指令给信息采集发送单元104的中央处理器，中央处理器控制涡轮泵103工作，使检测仓101内呈负压，随后控制连通最底层的电磁阀502开启，一段时间后，检测值稳定，随后关闭该电磁阀502，开启上一层对应的电磁阀502，依次对不同高度的气体浓度进行检测，将检测数据传输至中央处理器，并通过RFID射频阅读器与RFID电子标签进行数据交互，进行本次检测结果的考录和历史数据的调取，随后将RFID电子标签内数据与本次数据一同打包，通过蓝牙模块或者2.4GHz网络传输至手持终端进行查看。

在使用时：在隧道建设过程中，隧道内会出现多种有毒气体，硫化氢、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等，一氧化碳浓度过高会引起窒息和爆炸、二氧化氮会损伤呼吸道引起肺水肿等疾病、硫化氢吸入后会在短时间内致命，因此，在隧道建设时，需要经常性的对空气中有害气体进行检测，由于建设初期，内部设施不完善，信号缺失，传统的无线传输或有线数据传输条件均不具备，只能依靠人工对各点检测数据进行检测，同样的，对于长度较长的隧道，其通车后，隧道内通信条件依旧较差，且内部随车辆增加，尾气积聚量增加，一氧化碳、二氧化碳、二氧化碳等有害气体的浓度逐渐上升，若通风系统出现故障，短时间内有害气体的浓度将会达到危险值，且隧道在使用过程中，隧道墙体内的缝隙同样会溢出有害气体，因此应当定期对隧道内不同位置的有害气体进行检测。

参阅图12，采用本检测仪能够根据隧道内有害气体成分，进行传感器模块的选择，有针对性的进行检测，且检测过程中，能够根据需要对不同高度内的气体进行检测，且对检测结果进行记录，留存在对应的RFID电子标签内，且采用无源的RFID电子标签，基本不需要进行维护，具有较高的稳定性，能够长久存储数据，供每次检测时查阅比对，通过对历次数据的比对，直观展示该位置气体浓度的变化趋势，为隧道排风设施的调整提供数据支撑。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种便携式隧道用气体检测仪，其特征在于：包括携带部（1）、多合一接头（5）和多合多接头（6）；

携带部（1），能够通过背带（2）被操作者穿戴，且包括负压的检测仓（101）和信息采集发送单元（104），所述检测仓（101）内部设置有可更换的传感器模块（3），当气流经过检测仓（101）时，能够被传感器模块（3）检测并将数据传输至信息采集发送单元（104）；

多合一接头（5），若干组输入口并联连通单组输出口，输出口通过导气管（4）与检测仓（101）连通，所述检测仓（101）进气口处串接单向阀（109），且每组输入口内均设置有可单独控制的电磁阀（502）；

多合多接头（6），若干组输入口一一对应连通单独的输出口，且每组输入口连通不同安装高度的进气管；

所述多合一接头（5）内部还集成有RFID射频阅读器，所述多合多接头（6）内部还集成有RFID电子标签，当多合一接头（5）的输入口与多合多接头（6）的输出口连通时，RFID射频阅读器能够对RFID电子标签进行读写。

2.根据权利要求1所述的便携式隧道用气体检测仪，其特征在于：所述携带部（1）还包括废气仓（102），所述废气仓（102）连通检测仓（101），且中间串接有涡轮泵（103），所述废气仓（102）连通设置有排气孔（107），所述排气孔（107）处设置有活性炭包（108）。

3.根据权利要求1所述的便携式隧道用气体检测仪，其特征在于：所述检测仓（101）上端设置开口，且开口处设置有第一触点，所述传感器模块（3）内部设置有第二触点（302）和若干组不同类型的气体传感器（301），当传感器模块（3）插入检测仓（101）的开口时，第一触点和第二触点（302）能够导通，将检测器模块（3）的检测值传输至信息采集发送单元（104）。

4.根据权利要求1所述的便携式隧道用气体检测仪，其特征在于：所述多合多接头（6）与多合一接头（5）的结合面分别设置相互配合的引导孔（602）和引导柱（503），且引导柱（503）的端部设置有微动开关，当引导柱（503）插入引导孔（602）内时，微动开关能够发送指令至携带部（1）的控制单元。

5.一种基于权利要求1-4中任意一项所述便携式隧道用气体检测仪的检测方法，其特征在于：包括设备安装、信息采集和数据处理；

设备安装，沿隧道长度方向阵列布置若干组采集管，每组采集管包括若干组安装高度不同且相互不连通的进气采集口，且每组采集口分别与多合多接头（6）的进气口一一连通；

信息采集，将多合一接头（5）与其中一组采集管的多合多接头（6）连通，多合一接头（5）内的电磁阀（502）单次仅导通一个，且依次导通，传感器模块（3）对流经检测仓（101）的气流进行检测，并将检测结果传输至信息采集发送单元（104）；

数据处理，RFID电子标签内预录入位置标记，信息采集发送单元（104）通过RFID射频阅读器将本次检测数据烧录入RFID电子标签，且同时读取预留的位置标记和历史烧录的检测数据，将本次和历史的检测数据与位置标记打包，通过无线或有线形式传输至外置的手持终端。