CN114484292B - 一种可燃气体监测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可燃气体监测装置，该装置包括：体积修正仪和至少一个燃气报警器；其中，燃气报警器，用于在检测到管道当前位置发生可燃气体泄漏时，生成报警信息，并与体积修正仪开启蓝牙配对，配对成功后将报警信息发送至体积修正仪；体积修正仪，用于根据接收的报警信息，并结合自身配置的传感器检测到的数据分析出气体泄露位置和气体泄露数据，并将气体泄露位置和气体泄露数据上报至远程系统。本申请由于体积修正仪和燃气报警器采用蓝牙配对的方式进行通信，从而可实现多个燃气报警器进行多点燃气检测，同时基于多点燃气数据分析计算出的结果更加准确，进而提升了可燃气体监测的置信度。

Description

一种可燃气体监测装置和方法

技术领域

本发明涉及流体计量技术领域，特别涉及一种可燃气体监测装置和方法，可用于燃气管道的可燃气体监测。

背景技术

体积修正仪是为气体涡轮、腰轮(罗茨)、旋进、涡街、工业皮膜表等带脉冲信号输出的气体流量计配套智能化二次仪表，采用高精度温度传感器和压力传感器，带就地压力和温度检测显示，同时能根据检测的介质温度值和压力值，将流量计的工况体积流量和总量转化为标准状态下的体积流量和总量，是城市燃气、石油、化工、冶金等行业气体流量计的理想配套仪表。

但是，现有的体积修正仪因存在受燃气报警器体积大、有线连接布线繁琐、安装定位难等空间限制，单点检测易损坏易误报，及报警器功能单一无法实现多维度的扩散参数记录等因素影响，导致其不能有效监测可燃气体是否泄漏，从而增加了安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供了一种可燃气体监测装置。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

第一方面，本发明实施例提供了一种可燃气体监测装置，装置包括：

体积修正仪和至少一个燃气报警器；其中，

燃气报警器，用于在检测到管道当前位置发生可燃气体泄漏时，生成报警信息，并与体积修正仪开启蓝牙配对，配对成功后将报警信息发送至体积修正仪；

体积修正仪，用于根据接收的报警信息，并结合自身配置的传感器检测到的数据分析出气体泄露位置和气体泄露数据，并将气体泄露位置和气体泄露数据上报至远程系统。

可选的，体积修正仪包括主机模式蓝牙模块、第一微处理器、接口模块、数据处理模块、电源模块、传感器模块以及存储器；其中，

主机模式蓝牙模块、接口模块、数据处理模块、电源模块以及存储器分别与第一微处理器电连接；其中，

传感器模块与接口模块电连接；其中，

主机模式蓝牙模块，用于与燃气报警器进行蓝牙配对，配对成功后接收来自燃气报警器发送的数字信号，并将数字信号发送至第一微处理器；

第一微处理器，用于接收来自主机模式蓝牙模块发送的数字信号，并通过接口模块接收传感器模块发送的传感器数据，以及基于数字信号和传感器数据进行分析后生成气体泄露位置和气体泄露数据，并将气体泄露位置和气体泄露数据通过数据处理模块发送至远程系统；

电源模块，用于为体积修正仪提供电源；

存储器，用于保存体积修正仪的数据。

可选的，接口模块包括RS-485接口和I2C接口；其中，

RS-485接口的一端与第一微处理器电连接，另一端连接至用户设备；

I2C接口的一端与第一微处理器电连接，另一端连接至传感器模块；其中，RS-485接口，用于第一微处理器与用户设备之间进行信息传输；

I2C接口，用于第一微处理器与传感器模块之间进行信息传输。

可选的，传感器模块至少包括管道温度传感器、管道压力传感器以及环境温度传感器中的一个。

可选的，数据处理模块包括物联网模块和人机交互模块；其中，

物联网模块的一端与第一微处理器连接，另一端连接至远程系统；人机交互模块与第一微处理器连接；其中，

物联网模块，用于将气体泄露位置和气体泄露数据上报至远程系统；

人机交互模块，用于接收并保存当前环境信息。

可选的，燃气报警器包括从机模式蓝牙模块、第二微处理器、AD采样电路以及气体传感器；其中，

从机模式蓝牙模块、第二微处理器、AD采样电路以及气体传感器依次电连接；其中，

气体传感器，用于实时生成气体检测的电压信号发送至AD采样电路；

AD采样电路，用于将接收的电压信号进行放大和AD转换，得到数字信号发送至第二微处理器；

第二微处理器，用于根据接收的数字信号判断是否发生可燃气体泄漏，若发生可燃气体泄漏时，将数字信号发送至从机模式蓝牙模块；

从机模式蓝牙模块，用于与体积修正仪进行蓝牙配对，并将接收的数字信号发送至配对成功的体积修正仪。

可选的，从机模式蓝牙模块与主机模式蓝牙模块之间通过启动蓝牙配对，以使体积修正仪和燃气报警器进行通信连接。

可选的，体积修正仪，还用于接收并保存至少一个燃气报警器的配置项；其中，配置项至少包括报警器序号、检测类型和安装位置。

可选的，第一微处理器还连接至气体流量计。

第二方面，本发明实施例提供了一种可燃气体监测方法，方法包括：

燃气报警器在检测到管道当前位置发生可燃气体泄漏时，生成报警信息，并与体积修正仪开启蓝牙配对，配对成功后将报警信息发送至体积修正仪；

体积修正仪根据接收的报警信息，并结合自身配置的传感器检测到的数据分析出气体泄露位置和气体泄露数据，并将气体泄露位置和气体泄露数据上报至远程系统。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本发明实施例中，可燃气体监测装置首先通过燃气报警器在检测到管道当前位置发生可燃气体泄漏时，生成报警信息，并与体积修正仪开启蓝牙配对，配对成功后将报警信息发送至体积修正仪，然后通过体积修正仪根据接收的报警信息，并结合自身配置的传感器检测到的数据分析出气体泄露位置和气体泄露数据，并将气体泄露位置和气体泄露数据上报至远程系统。本申请由于体积修正仪和燃气报警器采用蓝牙配对的方式进行通信，从而可实现多个燃气报警器进行多点燃气检测，同时基于多点燃气数据分析计算出的结果更加准确，进而提升了可燃气体监测的置信度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例提供的一种可燃气体监测装置的装置示意图；

图2是本发明实施例提供的一种可燃气体监测方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种可燃气体监测过程的过程示意框图；

图4是本申请实施例提供的一种气体传感器典型的灵敏度对数特性曲线示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。

应当明确，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

到目前为止，对于可燃气体监测，市面上绝大多数工业燃气监测的过程中都采用了体积修正仪，通过有线方式将体积修正仪和燃气报警器进行连接。但是，现有的体积修正仪因存在受燃气报警器体积大、有线连接布线繁琐、安装定位难等空间限制，单点检测易损坏易误报，及报警器功能单一无法实现多维度的扩散参数记录等因素影响，导致其不能有效监测可燃气体是否泄漏，从而增加了安全隐患。为此，本发明提供了一种可燃气体监测装置、方法、存储介质和电子设备，以解决上述相关技术问题中存在的问题。本发明提供的技术方案中，在本发明实施例中，本申请由于体积修正仪和燃气报警器采用蓝牙配对的方式进行通信，从而可实现多个燃气报警器进行多点燃气检测，同时基于多点燃气数据分析计算出的结果更加准确，进而提升了可燃气体监测的置信度，下面采用示例性的实施例进行详细说明。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种可燃气体监测装置的装置结构示意图，该装置包括体积修正仪和至少一个燃气报警器；其中，燃气报警器，用于在检测到管道当前位置发生可燃气体泄漏时，生成报警信息，并与体积修正仪开启蓝牙配对，配对成功后将报警信息发送至体积修正仪；体积修正仪，用于根据接收的报警信息，并结合自身配置的传感器检测到的数据分析出气体泄露位置和气体泄露数据，并将气体泄露位置和气体泄露数据上报至远程系统。

在本实施例中，体积修正仪包括主机模式蓝牙模块、第一微处理器、接口模块、数据处理模块、电源模块、传感器模块以及存储器；其中，主机模式蓝牙模块、接口模块、数据处理模块、电源模块以及存储器分别与第一微处理器电连接；其中，传感器模块与接口模块电连接。

具体的，主机模式蓝牙模块用于与燃气报警器进行蓝牙配对，配对成功后接收来自燃气报警器发送的数字信号，并将数字信号发送至第一微处理器；第一微处理器用于接收来自主机模式蓝牙模块发送的数字信号，并通过接口模块接收传感器模块发送的传感器数据，以及基于数字信号和传感器数据进行分析后生成气体泄露位置和气体泄露数据，并将气体泄露位置和气体泄露数据通过数据处理模块发送至远程系统；电源模块用于为体积修正仪提供电源；存储器用于保存体积修正仪的数据。

具体的，智能体积修正仪是集流量、温度、压力检测功能于一体，并能进行温度、压力、压缩因子自动补偿的新一代补偿式体积校正仪。能方便地与涡轮流量计，腰轮流量计配合，将机械式燃气表所计量的气体工况体积转换到指定的标准状况下的体积进行精确修正，是保证燃气管理现代化的计量器具。

在本实施例中，接口模块包括RS-485接口和I2C接口；其中，RS-485接口的一端与第一微处理器电连接，另一端连接至用户设备；I2C接口的一端与第一微处理器电连接，另一端连接至传感器模块。

具体的，RS-485接口用于第一微处理器与用户设备之间进行信息传输；I2C接口用于第一微处理器与传感器模块之间进行信息传输。

在本实施例中，传感器模块至少包括管道温度传感器、管道压力传感器以及环境温度传感器中的一个。

在本实施例中，数据处理模块包括物联网模块和人机交互模块；其中，物联网模块的一端与第一微处理器连接，另一端连接至远程系统；人机交互模块与第一微处理器连接。

具体的，物联网模块用于将气体泄露位置和气体泄露数据上报至远程系统；人机交互模块用于接收并保存当前环境信息。

在本实施例中，燃气报警器包括从机模式蓝牙模块、第二微处理器、AD采样电路以及气体传感器；其中，从机模式蓝牙模块、第二微处理器、AD采样电路以及气体传感器依次电连接。

具体的，气体传感器用于实时生成气体检测的电压信号发送至AD采样电路；AD采样电路用于将接收的电压信号进行放大和AD转换，得到数字信号发送至第二微处理器；第二微处理器用于根据接收的数字信号判断是否发生可燃气体泄漏，若发生可燃气体泄漏时，将数字信号发送至从机模式蓝牙模块；从机模式蓝牙模块用于与体积修正仪进行蓝牙配对，并将接收的数字信号发送至配对成功的体积修正仪。

在本实施例中，从机模式蓝牙模块与主机模式蓝牙模块之间通过启动蓝牙配对，以使体积修正仪和燃气报警器进行通信连接。

在本实施例中，体积修正仪，还用于接收并保存至少一个燃气报警器的配置项；其中，配置项至少包括报警器序号、检测类型和安装位置。

在本实施例中，第一微处理器还连接至气体流量计。

具体的，气体流量计通常是涡轮流量计、腰轮流量计等，它计量燃气在工作条件下(20℃,101.325kPa)的累计体积流量(即工况累计流量)，气体流量计输出的脉冲信号。

在本发明实施例中，可燃气体监测装置首先通过燃气报警器在检测到管道当前位置发生可燃气体泄漏时，生成报警信息，并与体积修正仪开启蓝牙配对，配对成功后将报警信息发送至体积修正仪，然后通过体积修正仪根据接收的报警信息，并结合自身配置的传感器检测到的数据分析出气体泄露位置和气体泄露数据，并将气体泄露位置和气体泄露数据上报至远程系统。本申请由于体积修正仪和燃气报警器采用蓝牙配对的方式进行通信，从而可实现多个燃气报警器进行多点燃气检测，同时基于多点燃气数据分析计算出的结果更加准确，进而提升了可燃气体监测的置信度。

请参见图2，为本发明实施例提供了一种应用于可燃气体监测装置的可燃气体监测方法的流程示意图。如图2所示，本发明实施例的检测方法可以包括以下步骤：

S101，燃气报警器在检测到管道当前位置发生可燃气体泄漏时，生成报警信息，并与体积修正仪开启蓝牙配对，配对成功后将报警信息发送至体积修正仪；

其中，报警信息包括燃气报警器的序号及检测到的泄露可燃气体成分、浓度等参数，具体可以是主机模式蓝牙模块发送的数字信号。

在一种可能的实现方式中，燃气报警器实时开启检测功能后，实时检测当前管道位置是否存在可燃气体泄漏；若检测到发生可燃气体泄漏，燃气报警器开启与体积修正仪的蓝牙配对，配对成功后上传序号及气体成分浓度等报警信息至体积修正仪。

具体的，若检测到发生可燃气体泄漏，燃气报警器开启与体积修正仪的蓝牙配对，配对成功后上传序号及气体成分浓度等报警信息至体积修正仪具体为：气体传感器实时生成气体检测的电压信号发送至AD采样电路；AD采样电路将接收的电压信号进行放大和AD转换，得到数字信号发送至第二微处理器；第二微处理器将接收的数字信号处理后确定是否发生可燃气体泄漏，泄漏时将该数字信息发送至从机模式蓝牙模块；从机模式蓝牙模块与体积修正仪进行蓝牙配对，并将接收的数字信号发送至配对成功的体积修正仪。

具体的，气体传感器典型的灵敏度对数特性曲线例如图4所示。

具体的，当在管道上安装了多个燃气报警器时，多个燃气报警器可实时协同工作，本申请采用体积小巧、低功耗、同时携带蓝牙模块的燃气报警器进行可燃气体监测，该燃气报警器符合防爆要求，受空间限制小，便于现场安装。

需要说明的是，多个燃气报警器采用多位置可燃气体泄漏检测方式，比单个位置检测稳定可靠，且便于快速判断泄漏位置，排除安全隐患。

S102，体积修正仪根据接收的报警信息，并结合自身配置的传感器检测到的数据分析出气体泄露位置和气体泄露数据，并将气体泄露位置和气体泄露数据上报至远程系统。

在一种可能的实现方式中，体积修正仪在和燃气报警器之间蓝牙配对成功后，体积修正仪接收单个燃气报警器或多个位置燃气报警器上传的报警信息，并通过自身的传感器模块实时获取综合流量、环境温度、管道温度、管道压力等工况信息，并结合多个燃气报警器的报警间隔时间、距离等信息，对可燃气体成分浓度、气体扩散轨迹、气体扩散速度等进行分析，得到气体泄露位置和气体泄露数据。

进一步地，在得到气体泄露位置和气体泄露数据后，体积修正仪将气体泄露位置和气体泄露数据通过物联网上报远程系统。

需要说明的是，本申请可通过燃气报警器先后间隔和距离，记录可燃气体扩散轨迹及扩散速度，并对泄漏报警信息及仪表数据进行加密存储无线上传，便于后期数据分析及快速维护。

进一步地，通过体积修正仪的人机交互模块，可录入环境信息，如室内、室外，气体类别等信息。现场安装燃气报警器，并将燃气报警器的序号、检测类型和安装位置等信息录入体积修正仪。

例如图3所示，图3是本申请提供的一种可燃气体监测过程的过程示意框图，首先通过体积修正仪的人机交互模块录入环境信息，然后录入燃气报警器的配置项，根据安装位置信息可将燃气报警器安装在阀门前后，管段法兰前后，安装节后后可启动燃气报警器进行实时检测，确定是否存在泄漏，无泄漏时继续检测，有泄漏时开启蓝牙配对并上传序号及气体成分浓度等报警信息，体积修正仪接收单个或多个位置传感器模块上传信息，并综合流量、环境温度、管道温度、管道压力等工况信息，和传感器报警间隔时间、距离等信息，对可燃气体成分浓度、气体扩散轨迹、气体扩散速度等进行分析；体积修正仪将泄漏位置、泄漏程度等信息，通过物联网上报远程系统。

进一步地，本申请通过将体积修正仪与燃气报警器进行集成，具体采用体积小巧、低功耗的主从一体式蓝牙气体检测模块与体积修正仪集成，可以实现多点燃气检测蓝牙通信采集、燃气扩散轨迹记录和燃气扩散速度计算，并对泄漏报警信息及数据进行加密存储无线上传，从而提升了监测的准确度。

在本发明实施例中，可燃气体监测装置首先通过燃气报警器在检测到管道当前位置发生可燃气体泄漏时，生成报警信息，并与体积修正仪开启蓝牙配对，配对成功后将报警信息发送至体积修正仪，然后通过体积修正仪根据接收的报警信息，并结合自身配置的传感器检测到的数据分析出气体泄露位置和气体泄露数据，并将气体泄露位置和气体泄露数据上报至远程系统。本申请由于体积修正仪和燃气报警器采用蓝牙配对的方式进行通信，从而可实现多个燃气报警器进行多点燃气检测，同时基于多点燃气数据分析计算出的结果更加准确，进而提升了可燃气体监测的置信度。

本发明还提供一种计算机可读介质，其上存储有程序指令，该程序指令被处理器执行时实现上述各个方法实施例提供的可燃气体监测方法。

本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个方法实施例的可燃气体监测方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种可燃气体监测装置，其特征在于，所述装置包括：

体积修正仪和至少一个燃气报警器；其中，

所述燃气报警器，用于在检测到管道当前位置发生可燃气体泄漏时，生成报警信息，并与所述体积修正仪开启蓝牙配对，配对成功后将所述报警信息发送至所述体积修正仪；

所述体积修正仪，用于根据接收的报警信息，并结合自身配置的传感器检测到的数据分析出气体泄漏位置和气体泄漏数据，并将所述气体泄漏位置和气体泄漏数据上报至远程系统；其中，

所述体积修正仪包括主机模式蓝牙模块、第一微处理器、接口模块、数据处理模块、电源模块、传感器模块以及存储器；其中，

所述主机模式蓝牙模块、接口模块、数据处理模块、电源模块以及存储器分别与所述第一微处理器电连接；其中，

所述传感器模块与所述接口模块电连接；其中，

所述主机模式蓝牙模块，用于与所述燃气报警器进行蓝牙配对，配对成功后接收来自所述燃气报警器发送的数字信号，并将所述数字信号发送至所述第一微处理器；

所述第一微处理器，用于接收来自所述主机模式蓝牙模块发送的数字信号，并通过所述接口模块接收所述传感器模块发送的传感器数据，以及基于所述数字信号和所述传感器数据进行分析后生成气体泄漏位置和气体泄漏数据，并将所述气体泄漏位置和气体泄漏数据通过所述数据处理模块发送至远程系统；

所述电源模块，用于为所述体积修正仪提供电源；

所述存储器，用于保存所述体积修正仪的数据。

2.根据权利要求1所述的一种可燃气体监测装置，其特征在于，

所述接口模块包括RS-485接口和I2C接口；其中，

所述RS-485接口的一端与所述第一微处理器电连接，另一端连接至用户设备；

所述I2C接口的一端与所述第一微处理器电连接，另一端连接至所述传感器模块；其中，

所述RS-485接口，用于所述第一微处理器与所述用户设备之间进行信息传输；

所述I2C接口，用于所述第一微处理器与所述传感器模块之间进行信息传输。

3.根据权利要求2所述的一种可燃气体监测装置，其特征在于，

所述传感器模块至少包括管道温度传感器、管道压力传感器以及环境温度传感器中的一个。

4.根据权利要求1所述的一种可燃气体监测装置，其特征在于，

所述数据处理模块包括物联网模块和人机交互模块；其中，

所述物联网模块的一端与所述第一微处理器连接，另一端连接至远程系统；所述人机交互模块与所述第一微处理器连接；其中，

所述物联网模块，用于将所述气体泄漏位置和气体泄漏数据上报至远程系统；

所述人机交互模块，用于接收并保存当前环境信息。

5.根据权利要求1所述的一种可燃气体监测装置，其特征在于，

所述燃气报警器包括从机模式蓝牙模块、第二微处理器、AD采样电路以及气体传感器；其中，

所述从机模式蓝牙模块、第二微处理器、AD采样电路以及气体传感器依次电连接；其中，

所述气体传感器，用于实时生成气体检测的电压信号发送至所述AD采样电路；

所述AD采样电路，用于将接收的电压信号进行放大和AD转换，得到数字信号发送至所述第二微处理器；

所述第二微处理器，用于根据接收的数字信号判断是否发生可燃气体泄漏，若发生可燃气体泄漏时，将所述数字信号发送至所述从机模式蓝牙模块；

所述从机模式蓝牙模块，用于与所述体积修正仪进行蓝牙配对，并将接收的数字信号发送至配对成功的所述体积修正仪。

6.根据权利要求5所述的一种可燃气体监测装置，其特征在于，

所述从机模式蓝牙模块与所述主机模式蓝牙模块之间通过启动蓝牙配对，以使所述体积修正仪和所述燃气报警器进行通信连接。

7.根据权利要求1所述的一种可燃气体监测装置，其特征在于，

所述体积修正仪，还用于接收并保存至少一个所述燃气报警器的配置项；其中，所述配置项至少包括报警器序号、检测类型和安装位置。

8.根据权利要求1所述的一种可燃气体监测装置，其特征在于，

所述第一微处理器还连接至气体流量计。

9.一种可燃气体监测方法，其特征在于，所述方法包括：

燃气报警器在检测到管道当前位置发生可燃气体泄漏时，生成报警信息，并与体积修正仪开启蓝牙配对，配对成功后将所述报警信息发送至所述体积修正仪；

体积修正仪根据接收的报警信息，并结合自身配置的传感器检测到的数据分析出气体泄漏位置和气体泄漏数据，并将所述气体泄漏位置和气体泄漏数据上报至远程系统；其中，体积修正仪和燃气报警器集成在一起协同使用。