CN115063902A - 一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用，涉及燃气巡检技术领域，包括头盔和数据处理端，所述头盔的外表面集中设置有气体测量装置、摄像装置、红外装置，且气体测量装置、摄像装置、红外装置的输出端通过导线连接有无线传输装置，所述无线传输装置的输出端远程连接有数据处理端，所述数据处理端的连接有后台信息端。该气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用，在人员巡检的过程中实时记录现场数据和图像，无需人员人工记录并巡检后进行整理和报告，降低人员工作负担的同时提高工作效率，并加快处置速度与准确度，且在燃气泄漏时可以防止人员吸入甲烷并提供氧气与撤离路线，以便人员及时撤离危险区域。

Description

一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用
技术领域
本发明涉及燃气巡检技术领域，具体为一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用。
背景技术
燃气行业需要对场站、管网、阀井、运输撬车、入户安检、维修抢修、矿山作业等特定场景，针对空气中甲烷等气体的浓度进行检测，目前主要依靠人工巡检，采用传统的吸入式电化学或者红外检测设备进行巡线检测。
现有的燃气巡检方式无法实现实时、连续记录巡线过程，需巡检后通过人工记录、报告、整理，然后通过手工形式录入巡线记录，再进行后续的处置工作，导致效率低、不准确、处理延迟长的问题
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用，包括头盔和数据处理端，所述头盔的外表面集中设置有气体测量装置、摄像装置、红外装置，且气体测量装置、摄像装置、红外装置的输出端通过导线连接有无线传输装置，所述无线传输装置的输出端远程连接有数据处理端，所述数据处理端的连接有后台信息端。
进一步的，所述头盔的外表面还集中设置有测距装置，且头盔的内壁嵌入有定位装置。
进一步的，所述数据处理端还连接有建模端，且建模端包括建模单元、进口标注单元和导航单元，所述建模单元的一输入端连接有进口标注单元，且建模单元的另一输入端连接有导航单元。
进一步的，所述头盔的内部滑动连接有防护罩，且防护罩的内侧连接有供氧组件。
进一步的，所述供氧组件包括双头管、氧气瓶、转接管、第一弹簧、面罩、插塞、含头、供氧通道、竖向槽、开孔板和第二弹簧，所述双头管的两端螺纹连接有氧气瓶，且转接管的中部连接有转接管，所述转接管的内部设置有第一弹簧，且第一弹簧的一端连接有面罩，所述第一弹簧的内部穿设有插塞，所述面罩侧面连接有含头，且含头的内部开设有供氧通道，所述供氧通道的中部连通有竖向槽，且竖向槽的内部设置有开孔板，所述开孔板的底部连接有第二弹簧。
进一步的，所述供氧通道与面罩内部相连通，且面罩位于转接管内部的一端边缘处开设有进气孔。
进一步的，所述转接管的外壁两端转动连接有收卷环，且收卷环的表面缠绕有线绳，所述收卷环的表面啮合连接有微型电机。
进一步的，所述线绳的端部与面罩端部固定连接，且面罩的内部两侧嵌入有弹性片。
进一步的，所述供氧通道的底部连通有排气通道，所述面罩位于转接管外部的表面开设有出气孔，所述排气通道内部设置有单向阀。
进一步的，所述一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置应用于燃气巡检领域。
本发明提供了一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用，具备以下有益效果：
该装置在佩戴后可以在人员巡检的过程中实时记录现场数据和图像，无需人员人工记录并巡检后进行整理和报告，降低人员工作负担的同时提高工作效率，并加快处置速度与准确度，且在燃气泄漏时可以防止人员吸入甲烷并提供氧气与撤离路线，以便人员及时撤离危险区域。
1.该气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用，气体测量装置、摄像装置、红外装置实时记录巡检过程中的甲烷浓度数据、巡检过程的视频记录和温度分布以及温度参数，数据处理端基于现场数据与后台信息端内部的大数据进行比对，为巡检区域提供区域性风险预测，为故障响应提供充分的预警时间，通过上述操作实现了实时记录巡检过程并无需人工记录、报告、整理，从而提高对后续处置工作的工作效率，并提高处置准确度。
2.该气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用，摄像装置获取现场图像，而测距装置获取巡检空间内的各项空间尺寸，建模端进行三维建模，进口标注单元于三维模型中标注进出口，而定位装置则是定位芯片用于确定人员位置，同时人员位置也会在三维模型中反应，在发生燃气泄漏或不可避免的自然灾害时，导航单元基于人员所处位置与各进出口位置于三维模型中规划最佳路线，并通过耳麦实时知道人员移动方向，以便人员快速脱离危险区域。
3.该气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用，面罩包裹人体口鼻部位，在需要呼吸氧气时，牙齿用力使得开孔板沿竖向槽下沉，使得氧气沿供氧通道流出而供人体吸收，通过此种方式以避免燃气被人体吸入，有利于为人员撤离燃气泄漏区域的过程中提供氧气，而且牙齿松力后，开孔板的孔位在第二弹簧的复位作用下与供氧通道错位，以断开氧气供应，通过人员主观意识的选择可以节省使用氧气以避免氧气浪费。
4.该气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用，在无需吸入氧气瓶内部氧气时，线绳收卷使得第一弹簧被压缩，以使得面罩两侧被外翻，且此时由于面罩缩入转接管内部并呈外翻状态，可降低整个供氧组件的体积，防止面罩与人体接触造成不适，而在需要吸氧时，线绳放出，此时面罩在弹性片的作用下复原，同时第一弹簧复位，使得面罩伸出而贴于人体面部，以便人员吸氧。
5.该气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用，氧气被人员吸入后，人员会呼出二氧化碳气体，呼气时牙齿松力使得开孔板的孔位在第二弹簧的复位作用下与供氧通道错位，以断开氧气供应，此时二氧化碳气体进入供氧通道后被开孔板阻断而只能进入排气通道，最终二氧化碳气体穿过单向阀于出气孔处排出，而单向阀的设置可防止外界甲烷穿过排气通道被人体吸收。
附图说明
图1为本发明一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置的头盔外部立体结构示意图；
图2为本发明一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置的气体测量装置的流程示意图；
图3为本发明一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置的建模端内部流程示意图；
图4为本发明一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置的防护罩俯视结构示意图；
图5为本发明一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置的双头管侧视结构示意图；
图6为本发明一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置的双头管内部构示意图；
图7为本发明一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置的含头内部结构示意图。
图中：1、头盔；2、气体测量装置；3、摄像装置；4、红外装置；5、无线传输装置；6、数据处理端；7、后台信息端；8、测距装置；9、定位装置；10、建模端；1001、建模单元；1002、进口标注单元；1003、导航单元；11、防护罩；12、供氧组件；1201、双头管；1202、氧气瓶；1203、转接管；1204、第一弹簧；1205、面罩；1206、插塞；1207、含头；1208、供氧通道；1209、竖向槽；1210、开孔板；1211、第二弹簧；13、收卷环；14、线绳；15、弹性片；16、排气通道；17、出气孔；18、微型电机。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用，包括头盔1和数据处理端6，头盔1的外表面集中设置有气体测量装置2、摄像装置3、红外装置4，且气体测量装置2、摄像装置3、红外装置4的输出端通过导线连接有无线传输装置5，无线传输装置5的输出端远程连接有数据处理端6，数据处理端6的连接有后台信息端7；
具体操作如下，巡检人员穿戴防静电服后佩戴头盔1，在巡检开始时，气体测量装置2、摄像装置3、红外装置4均开始作业，气体测量装置2通过光谱吸收的测量方式实时检测巡检过程中的空气中的甲烷浓度，且为远距离测量，无需人员靠近，更可以适应对难以接近的测量位置进行检测，而摄像装置3自带补光机构可以实时记录巡检过程并以视频的方式进行储存，而红外装置4则实时对巡检过程中的空间温度进行检测，上述检测数据均通过无线传输装置5传输至数据处理端6，数据处理端6基于现场数据与后台信息端7内部的大数据进行比对，即现场甲烷浓度参数与安全浓度最高只比对，以检测现场是否产生甲烷泄露，结合现场温度参数和视频记录、以及后台信息端7中的历史数据研判，其他天气、温度、地理等其他影响因素数据集成分析，为巡检区域提供区域性风险预测，为故障响应提供充分的预警时间，通过上述操作实现了实时记录巡检过程并无需人工记录、报告、整理，从而提高对后续处置工作的工作效率，并提高处置准确度。
如图1、图3所示，头盔1的外表面还集中设置有测距装置8，且头盔1的内壁嵌入有定位装置9，数据处理端6还连接有建模端10，且建模端10包括建模单元1001、进口标注单元1002和导航单元1003，建模单元1001的一输入端连接有进口标注单元1002，且建模单元1001的另一输入端连接有导航单元1003；
具体操作如下，巡检过程中摄像装置3获取现场图像，而测距装置8是利用激光测距的方式获取巡检空间内的各项空间尺寸，建模单元1001基于各项空间尺寸与现场图像进行三维建模，而人员进入巡检空间时的部位则通过进口标注单元1002于三维模型中对该部位进行标注，以表示为进出口，且随着三维模型的完善，进口标注单元1002会标注多个进出口，而定位装置9则是定位芯片用于确定人员位置，同时人员位置也会在三维模型中反应，在发生燃气泄漏或不可避免的自然灾害时，导航单元1003基于人员所处位置与各进出口位置于三维模型中规划最佳路线，并通过耳麦实时知道人员移动方向，以便人员快速脱离危险区域。
如图1、图4-7所示，头盔1的内部滑动连接有防护罩11，且防护罩11的内侧连接有供氧组件12，供氧组件12包括双头管1201、氧气瓶1202、转接管1203、第一弹簧1204、面罩1205、插塞1206、含头1207、供氧通道1208、竖向槽1209、开孔板1210和第二弹簧1211，双头管1201的两端螺纹连接有氧气瓶1202，且转接管1203的中部连接有转接管1203，转接管1203的内部设置有第一弹簧1204，且第一弹簧1204的一端连接有面罩1205，第一弹簧1204的内部穿设有插塞1206，面罩1205侧面连接有含头1207，且含头1207的内部开设有供氧通道1208，供氧通道1208的中部连通有竖向槽1209，且竖向槽1209的内部设置有开孔板1210，开孔板1210的底部连接有第二弹簧1211，供氧通道1208与面罩1205内部相连通，且面罩1205位于转接管1203内部的一端边缘处开设有进气孔；
具体操作如下，防护罩11通过滑动遮挡在人体面部以起到防护作用，在出现燃气泄漏时，面罩1205通过第一弹簧1204弹出而包裹人体口鼻部位，此时插塞1206外移使得氧气瓶1202内部氧气穿过转接管1203、面罩1205而进入含头1207内部，同时人体含住含头1207，且牙齿抵于开孔板1210表面，在需要呼吸氧气时，牙齿用力使得开孔板1210沿竖向槽1209下沉，使得开孔板1210表面的孔位与供氧通道1208重合，使得氧气沿供氧通道1208流出而供人体吸收，通过此种方式以避免燃气被人体吸入，有利于为人员撤离燃气泄漏区域的过程中提供氧气，而且牙齿松力后，开孔板1210的孔位在第二弹簧1211的复位作用下与供氧通道1208错位，以断开氧气供应，通过人员主观意识的选择可以节省使用氧气以避免氧气浪费。
如图4-5所示，转接管1203的外壁两端转动连接有收卷环13，且收卷环13的表面缠绕有线绳14，收卷环13的表面啮合连接有微型电机18，线绳14的端部与面罩1205端部固定连接，且面罩1205的内部两侧嵌入有弹性片15；
具体操作如下，在无需吸入氧气瓶1202内部氧气时，微型电机18带动收卷环13对线绳14进行收卷，使得第一弹簧1204被压缩，以使得面罩1205两侧被外翻，此时插塞1206插入转接管1203内部，以防止氧气流出，且此时由于面罩1205缩入转接管1203内部并呈外翻状态，可降低整个供氧组件12的体积，防止面罩1205与人体接触造成不适，而在需要吸氧时，收卷环13反向转动使得线绳14放出，此时面罩1205在弹性片15的作用下复原，同时第一弹簧1204复位，使得面罩1205伸出而贴于人体面部，以便人员吸氧。
如图7所示，供氧通道1208的底部连通有排气通道16，面罩1205位于转接管1203外部的表面开设有出气孔17，排气通道16内部设置有单向阀；
具体操作如下，氧气被人员吸入后，人员会呼出二氧化碳气体，呼气时牙齿松力使得开孔板1210的孔位在第二弹簧1211的复位作用下与供氧通道1208错位，以断开氧气供应，此时二氧化碳气体进入供氧通道1208后被开孔板1210阻断而只能进入排气通道16，最终二氧化碳气体穿过单向阀于出气孔17处排出，而单向阀的设置可防止外界甲烷穿过排气通道16被人体吸收。
一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置应用于燃气巡检领域。
综上，该气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置及应用，使用时，首先在无需吸入氧气瓶1202内部氧气时，微型电机18带动收卷环13对线绳14进行收卷，使得第一弹簧1204被压缩，以使得面罩1205两侧被外翻，此时插塞1206插入转接管1203内部，以防止氧气流出，且此时由于面罩1205缩入转接管1203内部并呈外翻状态，可降低整个供氧组件12的体积，防止面罩1205与人体接触造成不适；
巡检人员穿戴防静电服后佩戴头盔1，在巡检开始时，气体测量装置2、摄像装置3、红外装置4均开始作业，气体测量装置2通过光谱吸收的测量方式实时检测巡检过程中的空气中的甲烷浓度，且为远距离测量，无需人员靠近，更可以适应对难以接近的测量位置进行检测，而摄像装置3自带补光机构可以实时记录巡检过程并以视频的方式进行储存，而红外装置4则实时对巡检过程中的空间温度进行检测，上述检测数据均通过无线传输装置5传输至数据处理端6，数据处理端6基于现场数据与后台信息端7内部的大数据进行比对，即现场甲烷浓度参数与安全浓度最高只比对，以检测现场是否产生甲烷泄露，结合现场温度参数和视频记录、以及后台信息端7中的历史数据研判，其他天气、温度、地理等其他影响因素数据集成分析，为巡检区域提供区域性风险预测，为故障响应提供充分的预警时间，通过上述操作实现了实时记录巡检过程并无需人工记录、报告、整理，从而提高对后续处置工作的工作效率，并提高处置准确度；
防护罩11通过滑动遮挡在人体面部以起到防护作用，在出现燃气泄漏时，收卷环13反向转动使得线绳14放出，此时面罩1205在弹性片15的作用下复原，同时第一弹簧1204复位，使得面罩1205伸出而贴于人体面部，以便人员吸氧；
而面罩1205通过第一弹簧1204弹出而包裹人体口鼻部位时，插塞1206外移使得氧气瓶1202内部氧气穿过转接管1203、面罩1205而进入含头1207内部，同时人体含住含头1207，且牙齿抵于开孔板1210表面，在需要呼吸氧气时，牙齿用力使得开孔板1210沿竖向槽1209下沉，使得开孔板1210表面的孔位与供氧通道1208重合，使得氧气沿供氧通道1208流出而供人体吸收，通过此种方式以避免燃气被人体吸入，有利于为人员撤离燃气泄漏区域的过程中提供氧气，而且牙齿松力后，开孔板1210的孔位在第二弹簧1211的复位作用下与供氧通道1208错位，以断开氧气供应，通过人员主观意识的选择可以节省使用氧气以避免氧气浪费；
氧气被人员吸入后，人员会呼出二氧化碳气体，呼气时牙齿松力使得开孔板1210的孔位在第二弹簧1211的复位作用下与供氧通道1208错位，以断开氧气供应，此时二氧化碳气体进入供氧通道1208后被开孔板1210阻断而只能进入排气通道16，最终二氧化碳气体穿过单向阀于出气孔17处排出，而单向阀的设置可防止外界甲烷穿过排气通道16被人体吸收。

Claims (10)

1.一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置，包括头盔(1)和数据处理端(6)，其特征在于：所述头盔(1)的外表面集中设置有气体测量装置(2)、摄像装置(3)、红外装置(4)，且气体测量装置(2)、摄像装置(3)、红外装置(4)的输出端通过导线连接有无线传输装置(5)，所述无线传输装置(5)的输出端远程连接有数据处理端(6)，所述数据处理端(6)的连接有后台信息端(7)。
2.根据权利要求1所述的一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置，其特征在于：所述头盔(1)的外表面还集中设置有测距装置(8)，且头盔(1)的内壁嵌入有定位装置(9)。
3.根据权利要求1所述的一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置，其特征在于：所述数据处理端(6)还连接有建模端(10)，且建模端(10)包括建模单元(1001)、进口标注单元(1002)和导航单元(1003)，所述建模单元(1001)的一输入端连接有进口标注单元(1002)，且建模单元(1001)的另一输入端连接有导航单元(1003)。
4.根据权利要求1所述的一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置，其特征在于：所述头盔(1)的内部滑动连接有防护罩(11)，且防护罩(11)的内侧连接有供氧组件(12)。
5.根据权利要求4所述的一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置，其特征在于：所述供氧组件(12)包括双头管(1201)、氧气瓶(1202)、转接管(1203)、第一弹簧(1204)、面罩(1205)、插塞(1206)、含头(1207)、供氧通道(1208)、竖向槽(1209)、开孔板(1210)和第二弹簧(1211)，所述双头管(1201)的两端螺纹连接有氧气瓶(1202)，且转接管(1203)的中部连接有转接管(1203)，所述转接管(1203)的内部设置有第一弹簧(1204)，且第一弹簧(1204)的一端连接有面罩(1205)，所述第一弹簧(1204)的内部穿设有插塞(1206)，所述面罩(1205)侧面连接有含头(1207)，且含头(1207)的内部开设有供氧通道(1208)，所述供氧通道(1208)的中部连通有竖向槽(1209)，且竖向槽(1209)的内部设置有开孔板(1210)，所述开孔板(1210)的底部连接有第二弹簧(1211)。
6.根据权利要求5所述的一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置，其特征在于：所述供氧通道(1208)与面罩(1205)内部相连通，且面罩(1205)位于转接管(1203)内部的一端边缘处开设有进气孔。
7.根据权利要求5所述的一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置，其特征在于：所述转接管(1203)的外壁两端转动连接有收卷环(13)，且收卷环(13)的表面缠绕有线绳(14)，所述收卷环(13)的表面啮合连接有微型电机(18)。
8.根据权利要求7所述的一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置，其特征在于：所述线绳(14)的端部与面罩(1205)端部固定连接，且面罩(1205)的内部两侧嵌入有弹性片(15)。
9.根据权利要求1所述的一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置，其特征在于：所述供氧通道(1208)的底部连通有排气通道(16)，所述面罩(1205)位于转接管(1203)外部的表面开设有出气孔(17)，所述排气通道(16)内部设置有单向阀。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置，其特征在于：所述一种气体浓度检测用燃气巡检智慧穿戴装置应用于燃气巡检领域。
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