CN116013046A - 一种基于红外传感的智能气体报警器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于红外传感的智能气体报警器，包括：气体采样模块、气体浓度检测模块、处理模块、通讯模块和报警模块；气体采样模块、气体浓度检测模块、通讯模块和报警模块分别与处理模块电连接；气体浓度检测模块包括：检测腔室以及设置在检测腔室内的红外激光发生器和检测传感器，此外，还包括：主动检测模块；主动检测模块包括：标准样品气体接入口，设置在检测腔室的内壁上；标准样品气体流量检测单元，设置在标准样品气体接入口处，用于检测从标准样品气体接入口流入的标准样品气体的量；电控阀门，设置在标准样品气体接入口处，与处理模块电连接。本发明的基于红外传感的智能气体报警器，可以实现自助检测验证，保证气体报警器的准确。

Description

一种基于红外传感的智能气体报警器

技术领域

本发明涉及气体检测设备技术领域，特别涉及一种基于红外传感的智能气体报警器。

背景技术

激光甲烷传感器采用甲烷气体对红外线的吸收原理甲烷浓度、可调谐激光吸收光谱和谐波检测工作原理，被测环境中的甲烷气体以扩散方式进入传感器探头吸收气室，激光器以固定频率发射激光，激光透过气室到达光电二极管，将光信号转化为电信号，再经过滤波放大以及温度等参数补偿计算出气室中甲烷气体的浓度，并将结果显示出来，同时发送到与之相连的井下监控分站，实现甲烷监测、监控，就地数字显示和声光报警。

现有的气体报警器在安装后，无法对其是否能够正常检测以及检测是否准确进行确定，只能通过远程控制报警动作确定报警是否可以正常进行，当需要确定检测是否准确时需要进行拆卸检测，工序较为繁琐。

发明内容

本发明目的之一在于提供了一种基于红外传感的智能气体报警器，可以实现自助检测验证，保证气体报警器的准确。

本发明实施例提供的一种基于红外传感的智能气体报警器，包括：气体采样模块、气体浓度检测模块、处理模块、通讯模块和报警模块；气体采样模块、气体浓度检测模块、通讯模块和报警模块分别与处理模块电连接；气体浓度检测模块包括：检测腔室以及设置在检测腔室内的红外激光发生器和检测传感器，还包括：主动检测模块；

主动检测模块包括：

标准样品气体接入口，设置在检测腔室的内壁上；

标准样品气体流量检测单元，设置在标准样品气体接入口处，用于检测从标准样品气体接入口流入的标准样品气体的量；

电控阀门，设置在标准样品气体接入口处，与处理模块电连接。

优选的，处理模块执行如下操作：

每隔预设的时间间隔或通过通讯模块接收到服务器发送的自主检查指令时，控制电控阀门开启；

获取标准样品气体流量检测单元检测的标准样品气体的量；

当标准样品气体的量达到预设的阈值时，通过气体浓度检测模块检测标准样品气体的检测浓度；

通过通讯模块将检测浓度发送至服务器；

接收服务器的反馈信息；

解析反馈信息，确定是否需要修正以及对应的修正值；

当需要修正时，基于修正值，进行检测数据的修正。

优选的，基于红外传感的智能气体报警器，还包括：识别触发模块，与处理模块通讯连接；

处理模块还执行如下操作：

在解析反馈信息，还确定是否需要更换以及对应的触发识别验证信息；

当通过识别触发模块获取到触发信息时，将触发信息与触发识别验证信息匹配；

当匹配符合时，控制报警模块工作。

优选的，报警模块包括：声光报警器。

优选的，基于红外传感的智能气体报警器，还包括：显示模块，与处理模块电连接；

按键，与处理模块电连接。

优选的，基于红外传感的智能气体报警器，还包括：定位模块，与处理模块通讯连接；

环境检测模块，与处理模块通讯连接；

当处理模块通过按键接收到辅助安装申请时，处理模块进入辅助安装模式；

进入辅助安装模式后，处理模块执行如下操作：

通过定位模块获取定位信息；

通过环境检测模块获取环境检测信息；

通过通讯模块将定位信息和环境检测信息发送至服务器；

接收服务器发送的基于定位信息和环境检测信息，确定应移动数据；

每隔预设的第二时间，获取移动数据；

基于移动数据和应移动数据，生成提示信息；

通过显示模块显示提示信息。

优选的，服务器基于定位信息和环境检测信息，确定应移动数据，执行如下操作：

获取待安装区域的三维结构信息以及风险位置；

基于三维结构信息和风险位置，确定安装位置；

基于三维结构信息和安装位置，构建三维分析空间和安装位置对应的安装点位；

基于定位信息和环境检测信息，确定三维分析空间中对应智能气体报警器的第一对应点位；

基于第一对应点位和安装点位，确定应移动数据。

优选的，服务器基于三维结构信息和风险位置，确定安装位置，执行如下操作：

对三维结构信息进行解析，确定监测的空间区域；

基于监测的空间区域，构建空间三维模型；

确定风险位置在空间三维模型中对应的至少一个风险点位；

确定空间三维模型中各个可安装的待筛选点位；

确定各个待筛选点位至各个风险点位的距离值；

确定各个风险点位对应的风险值；

基于风险值和预设的风险值与权重对应表，确定各个风险点位的权重；

基于各个待筛选点位至各个风险点位的距离值和预设的距离与评分值对应表，确定各个待筛选点位对应各个风险点位的评分值；

基于各个待筛选点位对应各个风险点位的评分值和各个风险点位对应的权重值，确定各个待筛选点位的优先值；

基于优先值，从待筛选点位中确定安装位置。

优选的，服务器基于定位信息和环境检测信息，确定三维分析空间中对应智能气体报警器的第一对应点位，执行如下操作：

确定三维分析空间中对应定位信息的定位点位；

获取定位点位对应的第一标准环境信息；

将第一标准环境信息与环境检测信息匹配；

当匹配时，将定位点位作为第一对应点位；

当不匹配时，获取定位点位预设的范围内的其他点位对应的第二标准环境信息；

将第二标准环境信息与环境检测信息进行匹配；

确定与环境检测信息匹配的第二标准环境信息对应的其他点位为第一对应点位。

优选的，基于红外传感的智能气体报警器，还包括：震动模块，与处理模块电连接；

处理模块还执行如下操作：

基于移动数据和应移动数据，确定震动模块的工作模式；

基于工作模式，控制震动模块工作；

其中，基于移动数据和应移动数据，确定震动模块的工作模式，包括：

基于移动数据和应移动数据，确定距离安装位置的距离；

基于确定的距离和预设的距离与工作模式对应表，确定工作模式。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于红外传感的智能气体报警器的示意图；

图2为本发明实施例中一种处理模块的执行步骤的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种基于红外传感的智能气体报警器，如图1所示，包括：气体采样模块1、气体浓度检测模块2、处理模块3、通讯模块4和报警模块5；气体采样模块1、气体浓度检测模块2、通讯模块4和报警模块5分别与处理模块3电连接；气体浓度检测模块2包括：检测腔室以及设置在检测腔室内的红外激光发生器和检测传感器，还包括：主动检测模块6；

其中，主动检测模块6包括：

标准样品气体接入口62，设置在检测腔室的内壁上；

标准样品气体流量检测单元63，设置在标准样品气体接入口62处，用于检测从标准样品气体接入口62流入的标准样品气体的量；

电控阀门61，设置在标准样品气体接入口62处，与处理模块3电连接。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

智能气体报警器的主要工作原理为：气体采样模块对空气中的空气进行采样并送入气体浓度检测模块的检测腔室内，红外激光发生器(拟采用1.65μ波段的DFB激光器作为光源)发出激光穿过检测腔室内的气体后由检测传感器进行检测，处理模块获取检测传感器的信号然后将检测结果通过通讯模块发送到服务器上；通讯模块包括互联网通讯模块、蓝牙通讯模块、3/4/5G通讯模块其中一种或多种结合。此外处理模块还对检测结果进行判断，当超过预设的报警浓度时，控制报警模块工作；在此基础上，提出了主动检测模块，其中主动检测模块包括：标准样品气体接入口、标准样品气体流量检测单元和电控阀门；在智能气体报警器组网时，通过管路将标准气体存储罐内的标准气体送入每个标准样品气体接入口，标准气体为已知标准浓度的气体；该标准浓度刚好超过报警器的报警阈值，即大于报警阈值乘以105％和110％得到的两个数值之间；通过报警器对标准样品气体的检测的浓度与已知的标准浓度之间的差值，确定报警器是否正常；实现了报警器的在线自主检测。

在一个实施例中，处理模块执行如下操作：

步骤S1：每隔预设的时间间隔(1天或1个月)或通过通讯模块接收到服务器发送的自主检查指令时，控制电控阀门开启；服务器发送的自主检查指令是由用户通过移动终端请求服务器向气体报警器发送，实现人为主观的气体报警器点检；

步骤S2：获取标准样品气体流量检测单元检测的标准样品气体的量；

步骤S3：当标准样品气体的量达到预设的阈值时，通过气体浓度检测模块检测标准样品气体的检测浓度；预设的阈值要保证检测腔室内充满标准样品气体并排空原有的气体，因此需要大约2至10倍检测腔室容量的标准样品气体的量；

步骤S4：通过通讯模块将检测浓度发送至服务器；

步骤S5：接收服务器的反馈信息；

步骤S6：解析反馈信息，确定是否需要修正以及对应的修正值；

步骤S7：当需要修正时，基于修正值，进行检测数据的修正。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

通过标准样本气体的检测结果与预存的标准浓度进行比较，确定是否需要修正；例如：当差值在预设的标准浓度的容许偏差(±5％)内，无需修正；当超过预设的标准浓度的偏差(±30％)时，也无需修正，直接输出报警信息至工作人员的移动终端，通知其进行拆卸更改；在±5％到±30％之间时，通过差值确定修正值进行修正实现了自动修正。

在一个实施例中，基于红外传感的智能气体报警器，还包括：识别触发模块，与处理模块通讯连接；

处理模块还执行如下操作：

在解析反馈信息，还确定是否需要更换以及对应的触发识别验证信息；

当通过识别触发模块获取到触发信息时，将触发信息与触发识别验证信息匹配；

当匹配符合时，控制报警模块工作。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

识别触发模块包括蓝牙通讯模块或RFID读卡器；当识别触发模块为蓝牙通讯模块时，且反馈信息是需要更换时，当工作人员到达报警器附近时，移动终端与识别触发模块自动建立通讯，移动终端自动将触发信息发送出去，报警器接收到触发信息时与触发验证识别信息进行匹配验证，当验证通过时，报警模块工作；当识别触发模块为RFID读卡器时，工作人员携带可读写型RFID标签，在工作人员出发前将触发信息写入标签中，当工作人员进入报警器区域时，RFID读卡器读取标签中的触发信息，然后进行验证，验证通过报警；方便工作人员进行报警器的确定，避免工作人员更换错误。此外，只有在工作人员到达时进行报警，避免报警器一直报警影响其他人员。

为了实现报警，在一个实施例中，报警模块包括：声光报警器。

在一个实施例中，基于红外传感的智能气体报警器，还包括：显示模块，与处理模块电连接；

按键，与处理模块电连接。

通过显示模块实现本地显示，通过按键接收用户的查询操作，例如历史检测记录、内存剩余等。

在一个实施例中，基于红外传感的智能气体报警器，还包括：定位模块，与处理模块通讯连接；定位模块包括：北斗定位模块、GPRS定位模块、蓝牙定位模块、WIFI定位模块其中一种或多种结合；

环境检测模块，与处理模块通讯连接；环境检测模块包括超声波探测器，用于发出超声波探测报警器周围的空间的边界；

当处理模块通过按键接收到辅助安装申请时，处理模块进入辅助安装模式；

进入辅助安装模式后，处理模块执行如下操作：

通过定位模块获取定位信息；

通过环境检测模块获取环境检测信息；

通过通讯模块将定位信息和环境检测信息发送至服务器；

接收服务器发送的基于定位信息和环境检测信息，确定应移动数据；

每隔预设的第二时间(10秒)，获取移动数据；构建的空间坐标轴，通过三轴陀螺仪，确定其在空间坐标轴上三个轴的移动距离为移动数据；

基于移动数据和应移动数据，生成提示信息；提示信息包括方位以及距离；

通过显示模块显示提示信息。提示信息为安装人员的安装提供合适的指引，使报警器安装在最佳位置；

其中，服务器基于定位信息和环境检测信息，确定应移动数据，执行如下操作：

获取待安装区域的三维结构信息以及风险位置；风险位置通过人员进行评估确定，例如：管道的区域、可能发生泄漏的方向区域等；三维结构信息包括：空间的长度、宽度、高度以及空间内的物体的形状等；

基于三维结构信息和风险位置，确定安装位置；

基于三维结构信息和安装位置，构建三维分析空间和安装位置对应的安装点位；

基于定位信息和环境检测信息，确定三维分析空间中对应智能气体报警器的第一对应点位；综合定位信息以及环境检测信息实现三维分析空间中智能气体报警器的精准定位；

基于第一对应点位和安装点位，确定应移动数据。

其中，服务器基于三维结构信息和风险位置，确定安装位置，执行如下操作：

对三维结构信息进行解析，确定监测的空间区域；监控的空间区域为三维结构信息中对应的可以正常活动且容纳空气的区域；

基于监测的空间区域，构建空间三维模型；

确定风险位置在空间三维模型中对应的至少一个风险点位；将空间三维模型进行点阵化，例如以10cm*10cm*10cm的空间为一个点位，确定管道等风险位置所在的点位为风险点位；

确定空间三维模型中各个可安装的待筛选点位；例如：以天花板或墙壁等可安装的位置对应的点位作为待筛选点位；

确定各个待筛选点位至各个风险点位的距离值；

确定各个风险点位对应的风险值；

基于风险值和预设的风险值与权重对应表，确定各个风险点位的权重；

基于各个待筛选点位至各个风险点位的距离值和预设的距离与评分值对应表，确定各个待筛选点位对应各个风险点位的评分值；

基于各个待筛选点位对应各个风险点位的评分值和各个风险点位对应的权重值，确定各个待筛选点位的优先值；优先值为评分值与权重值的积的和；

基于优先值，从待筛选点位中确定安装位置。提取优先值最大的待筛选点位为安装位置对应的安装点位；

其中，服务器基于定位信息和环境检测信息，确定三维分析空间中对应智能气体报警器的第一对应点位，执行如下操作：

确定三维分析空间中对应定位信息的定位点位；

获取定位点位对应的第一标准环境信息；

将第一标准环境信息与环境检测信息匹配；

当匹配时，将定位点位作为第一对应点位；

当不匹配时，获取定位点位预设的范围内的其他点位对应的第二标准环境信息；

将第二标准环境信息与环境检测信息进行匹配；环境检测信息为距离各个边界的距离值，例如分别距离天花板和地面的距离、四周墙壁的距离等；

确定与环境检测信息匹配的第二标准环境信息对应的其他点位为第一对应点位。

在一个实施例中，基于红外传感的智能气体报警器，还包括：震动模块，与处理模块电连接；

处理模块还执行如下操作：

基于移动数据和应移动数据，确定震动模块的工作模式；

基于工作模式，控制震动模块工作；

其中，基于移动数据和应移动数据，确定震动模块的工作模式，包括：

基于移动数据和应移动数据，确定距离安装位置的距离；

基于确定的距离和预设的距离与工作模式对应表，确定工作模式。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

通过震动模式的改变，用户无需时刻关注显示屏，即可知道是否到达安装位置，更便于用户对安装位置的确定。例如：与安装位置距离越接近震动频率越低，当位于安装位置时，无振动。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于红外传感的智能气体报警器，包括：气体采样模块、气体浓度检测模块、处理模块、通讯模块和报警模块；所述气体采样模块、所述气体浓度检测模块、所述通讯模块和所述报警模块分别与所述处理模块电连接；所述气体浓度检测模块包括：检测腔室以及设置在所述检测腔室内的红外激光发生器和检测传感器，其特征在于，还包括：主动检测模块；

所述主动检测模块包括：

标准样品气体接入口，设置在所述检测腔室的内壁上；

标准样品气体流量检测单元，设置在所述标准样品气体接入口处，用于检测从所述标准样品气体接入口流入的标准样品气体的量；

电控阀门，设置在所述标准样品气体接入口处，与所述处理模块电连接。

2.如权利要求1所述的基于红外传感的智能气体报警器，其特征在于，所述处理模块执行如下操作：

每隔预设的时间间隔或通过通讯模块接收到服务器发送的自主检查指令时，控制所述电控阀门开启；

获取所述标准样品气体流量检测单元检测的标准样品气体的量；

当标准样品气体的量达到预设的阈值时，通过所述气体浓度检测模块检测标准样品气体的检测浓度；

通过所述通讯模块将所述检测浓度发送至所述服务器；

接收所述服务器的反馈信息；

解析所述反馈信息，确定是否需要修正以及对应的修正值；

当需要修正时，基于所述修正值，进行检测数据的修正。

3.如权利要求2所述的基于红外传感的智能气体报警器，其特征在于，还包括：识别触发模块，与所述处理模块通讯连接；

所述处理模块还执行如下操作：

在解析所述反馈信息，还确定是否需要更换以及对应的触发识别验证信息；

当通过所述识别触发模块获取到触发信息时，将所述触发信息与所述触发识别验证信息匹配；

当匹配符合时，控制所述报警模块工作。

4.如权利要求1所述的基于红外传感的智能气体报警器，其特征在于，所述报警模块包括：声光报警器。

5.如权利要求1所述的基于红外传感的智能气体报警器，其特征在于，还包括：显示模块，与所述处理模块电连接；

按键，与所述处理模块电连接。

6.如权利要求5所述的基于红外传感的智能气体报警器，其特征在于，还包括：定位模块，与所述处理模块通讯连接；

环境检测模块，与所述处理模块通讯连接；

当所述处理模块通过所述按键接收到辅助安装申请时，所述处理模块进入辅助安装模式；

进入所述辅助安装模式后，所述处理模块执行如下操作：

通过所述定位模块获取定位信息；

通过所述环境检测模块获取环境检测信息；

通过所述通讯模块将所述定位信息和所述环境检测信息发送至服务器；

接收所述服务器发送的基于所述定位信息和所述环境检测信息，确定应移动数据；

每隔预设的第二时间，获取移动数据；

基于所述移动数据和所述应移动数据，生成提示信息；

通过所述显示模块显示所述提示信息。

7.如权利要求6所述的基于红外传感的智能气体报警器，其特征在于，所述服务器基于所述定位信息和所述环境检测信息，确定应移动数据，执行如下操作：

获取待安装区域的三维结构信息以及风险位置；

基于所述三维结构信息和所述风险位置，确定安装位置；

基于所述三维结构信息和所述安装位置，构建三维分析空间和所述安装位置对应的安装点位；

基于所述定位信息和所述环境检测信息，确定所述三维分析空间中对应智能气体报警器的第一对应点位；

基于所述第一对应点位和所述安装点位，确定所述应移动数据。

8.如权利要求7所述的基于红外传感的智能气体报警器，其特征在于，所述服务器基于所述三维结构信息和所述风险位置，确定安装位置，执行如下操作：

对所述三维结构信息进行解析，确定监测的空间区域；

基于监测的空间区域，构建空间三维模型；

确定所述风险位置在所述空间三维模型中对应的至少一个风险点位；

确定所述空间三维模型中各个可安装的待筛选点位；

确定各个待筛选点位至各个风险点位的距离值；

确定各个风险点位对应的风险值；

基于所述风险值和预设的风险值与权重对应表，确定各个风险点位的权重；

基于各个待筛选点位至各个风险点位的距离值和预设的距离与评分值对应表，确定各个待筛选点位对应各个风险点位的评分值；

基于各个待筛选点位对应各个风险点位的评分值和各个风险点位对应的权重值，确定各个待筛选点位的优先值；

基于所述优先值，从所述待筛选点位中确定所述安装位置。

9.如权利要求7所述的基于红外传感的智能气体报警器，其特征在于，所述服务器基于所述定位信息和所述环境检测信息，确定所述三维分析空间中对应智能气体报警器的第一对应点位，执行如下操作：

确定所述三维分析空间中对应所述定位信息的定位点位；

获取所述定位点位对应的第一标准环境信息；

将第一标准环境信息与所述环境检测信息匹配；

当匹配时，将所述定位点位作为所述第一对应点位；

当不匹配时，获取所述定位点位预设的范围内的其他点位对应的第二标准环境信息；

将第二标准环境信息与所述环境检测信息进行匹配；

确定与所述环境检测信息匹配的所述第二标准环境信息对应的其他点位为所述第一对应点位。

10.如权利要求6所述的基于红外传感的智能气体报警器，其特征在于，还包括：震动模块，与所述处理模块电连接；

所述处理模块还执行如下操作：

基于所述移动数据和所述应移动数据，确定震动模块的工作模式；

基于所述工作模式，控制所述震动模块工作；

其中，基于所述移动数据和所述应移动数据，确定震动模块的工作模式，包括：

基于所述移动数据和所述应移动数据，确定距离安装位置的距离；

基于确定的距离和预设的距离与工作模式对应表，确定所述工作模式。

Images