一种自动授时气体检测分析仪
技术领域
本发明涉及气体检测仪器应用领域,更具体地说,涉及一种自动授时气体检测分析仪。
背景技术
工业化普及以来,电力、矿业、化工、能源等领域事故频繁发生,电力、矿业、化工、能源的生产和其他危险作业的环境安全也变得越来越重要,于是环境监测的必要性不言而喻,方便全面安全的环境监测成为安全生产、生产环境、事故预判和环境状态研究中十分重要的环节;国内外很多研究机构致力于气体检测,气体检测的技术日趋成熟。
气体检测分析仪是一种进行气体检测采样分析的仪器,当气体浓度超标发生报警时,检测仪可以记录当前报警的时间以及状态,从而实现对环境气体分时、定时分析的目的,如果气体检测分析仪时间存在偏差,将导致记录的气体浓度与工作时间无法对应,会造成分析结果偏差,可能存在很大的安全隐患。传统的气体检测分析仪时间记录都使用控制器内部的RTC时钟,出厂时需要对检测分析仪进行手动校准,当检测分析仪关机后,需要后备电源支撑RTC时钟工作来记录准确时间。第一容易受出厂人员手动设置的误差等因素影响造成时间不准;第二:控制器内部RTC时钟存在精度误差,长时间使用会造成时间偏差;第三:容易受后备电源的影响,一旦后备电源没电,时间会恢复出厂时间,造成时间错乱。
现有的智能检测设备(如图1)在实现对时功能时,主控制器的RTC时钟模块或通讯模块内集成GPS接收机的设备,通常称GPS设备,通过通讯模块连接GPS卫星,能够得到准确的位置信息和时刻信息,GPS设备使用得到的正确的时刻信息,当检测设备具有与GPS卫星时刻的偏差时,能够修正自身时钟的时刻信息与GPS时间同步。GPS设备对得到的时刻信息等数据进行备份,用于电源接通时或时刻偏差时GPS卫星得到的位置和时刻的记录。
然而,基于气体检测分析仪的安装场景复杂,以及节能便捷等需求,当气体检测分析仪安装于无人值守的变电站(GIS间)内部、化工厂房内部、野外矿区、废物处理厂或其他根据科研需要进行气体检测的恶劣环境时,气体检测分析仪往往通过光伏板、风电机结合常规储能电源来实现电源供给,而气体检测分析仪长时间不需要工作或气体浓度环境没有外界因素导致变化的时刻,为了节省电能,可以使其处于休眠状态,此时,主控制器以及各模块不需要电能供给,导致GPS设备等其他非核心模块暂时不工作,同时,由于通讯模块、主控制器出现其他电路故障时,也会导致GPS设备无法正常工作,又或者,为了便于节省电能,多个电源或备用电源之间的切换也会导致GPS设备的短暂掉电,导致对时延时,然而,当气体浓度骤变发生报警时,检测仪可以记录当前报警的时间以及状态,从而实现对环境气体分时、定时分析的目的,由于供电暂停,会错过因突发因素导致的气体浓度记录缺失,或者无法收集到气体浓度超标时的准确时间数据。
同时近年电池储能和电源技术发展迅速,充放电的技术显著提高,在野外环境架设气体检测装置后,需要根据储能电源的寿命和技术更迭来更换新的储能电源,而储能电源一般具有自身的节电逻辑,其根据电源特性来选择何时进入休眠模式以及更高效的进行充放电,即不同的储能电源会有不同的供电和休眠逻辑,因而,如何适应和便于更换不同规格和性能的储能电源的同时,还能保证野外检测装置的准确对时以及节能,是需要解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种自动授时气体检测分析仪,用于在复杂恶劣环境中使用气体检测分析仪时,在保证节能耐用的前提下,同时实现突发因素导致的待检测气体浓度骤变的精准记录。
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种自动授时气体检测分析仪,包括:
主控制器,用于控制所述气体检测分析仪的工作逻辑和气体检测;
所述主控制器包括:
第一RTC时钟模块;
GPS模块,所述第一RTC时钟模块连接所述GPS模块;
通讯模块,所述GPS模块通过通讯模块连接GPS卫星来获取实时时刻,以向第一RTC时钟模块发送实时时刻;
显示器,所述主控制器和所述显示器信号连接,用于显示气体检测仪的气体检测信息和实时时刻。
本发明中,所述自动授时气体检测分析仪还包括:
气体采集检测模块;
第二RTC时钟模块,所述气体采集检测模块连接所述第二RTC时钟模块;
储能电源模块,所述储能电源模块连接至太阳能发电模块和风电发电模块,储能电源模块包括第一电源和第二电源;
所述主控制器还包括:
时差检测计算模块,连接所述第一RTC时钟模块和所述第二RTC时钟模块,用于检测和计算所述第一RTC时钟模块和所述第二RTC时钟模块之间的时刻差;
检测装置,用于检测GPS模块和/或第一RTC时钟模块的供电是否正常;
所述第一电源为气体采集检测模块和第二RTC时钟模块供电;
所述第二电源为主控制器、通讯模块、显示器供电,所述第二电源具有休眠模式和供电模式。
进一步的,所述第二电源为可更换电源且更换后的第二电源与更换前的第二电源具有不同的休眠逻辑。
进一步的,当气体采集检测模块采集到气体浓度异常时,所述第二RTC时钟模块开始计时;所述检测装置用于:当气体采集检测模块采集到气体浓度异常时,检测GPS模块和/或第一RTC时钟模块的供电电流和电压是否正常,来判断GPS模块和/或第一RTC时钟模块的供电是否正常:
若供电正常,将所述第一RTC时钟模块的实时时刻判定为气体浓度异常初始时刻;
若供电不正常,唤醒所述第二电源的供电模式,所述时差检测计算模块检测和计算所述第一RTC时钟模块和所述第二RTC时钟模块之间的时刻差,当所述时刻差保持恒定至一预设时间时,判定该恒定的时刻差的值为气体浓度异常初始时刻。
进一步的,当所述时刻差保持恒定至一预设时间后,所述时差检测计算模块持续检测该恒定的时刻差,当该恒定的时刻差偏差一预设偏差阈值时,所述检测装置检测GPS模块和/或第一RTC时钟模块的供电是否正常:
若供电正常,则判定为第二RTC时钟模块自身偏差,复位/归零所述第二RTC时钟模块;
若供电不正常,则判定所述第二电源进入休眠模式。
相比于现有技术,本发明的优点在于:
本发明设置两个电源模块,储能电源模块包括第一电源和第二电源,第一电源为气体采集检测模块和第二RTC时钟模块供电,气体采集检测模块在待机状态下功率很小,消耗电能很小,只有在高浓度气体触发时才会接通触发其他电路工作,而第二RTC时钟模块也是本地时钟,不需要通过连接GPS卫星获取定位和时间信息,因此,自身功率极小,只有在高浓度气体触发时才会触发开始计时,因此,第一电源仅需满足较小的容量即可满足野外或复杂外部环境下的长时间使用;
本发明通过设置两个时钟模块,一个时钟用于获取GPS卫星同步时刻,另一个用于GPS宕机时的时刻记录,使得在保证节能的同时保证时刻的准确性;第二电源为可更换电源,其作为主要供电电源,为主控制器、通讯模块、显示器供电,第二电源具有休眠模式和供电模式,不受不同储能电源休眠逻辑的干扰,安装不同规格和品牌的储能电源均不会对授时的逻辑产生影响,均可实现准确授时。
附图说明
图1为背景技术中的对时功能实现方法;
图2为本发明个模块的连接框图;
图3为本发明的工作逻辑图;
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。
实施例:
基于气体检测分析仪的安装场景复杂,以及节能便捷等需求,当气体检测分析仪安装于无人值守的变电站(GIS间)内部、化工厂房内部、野外矿区、废物处理厂或其他根据科研需要进行气体检测的恶劣环境时,气体检测分析仪往往通过光伏板、风电机结合常规储能电源来实现电源供给,而气体检测分析仪长时间不需要工作或气体浓度环境没有外界因素导致变化的时刻,为了节省电能,可以使其处于不工作的休眠状态,此时,主控制器以及各模块不需要电能供给,导致GPS设备等其他非核心模块暂时不工作。
本实施例可以适用于无人值守的变电站(GIS间)内部、化工厂房内部、野外矿区、废物处理厂或其他根据科研需要进行气体检测的恶劣环境;具体为:一种自动授时气体检测分析仪,包括:
主控制器,用于控制气体检测分析仪的工作逻辑和气体检测。
主控制器包括:
第一RTC时钟模块;
GPS模块,第一RTC时钟模块连接GPS模块;
通讯模块,GPS模块通过通讯模块连接GPS卫星来获取实时时刻,以向第一RTC时钟模块发送实时时刻;
显示器,主控制器和显示器信号连接,用于显示气体检测仪的气体检测信息和实时时刻。
自动授时气体检测分析仪还包括:
气体采集检测模块;
第二RTC时钟模块,气体采集检测模块连接第二RTC时钟模块;
储能电源模块,储能电源模块连接至太阳能发电模块和风电发电模块,储能电源模块包括第一电源和第二电源。
主控制器还包括:
时差检测计算模块,连接第一RTC时钟模块和第二RTC时钟模块,用于检测和计算第一RTC时钟模块和第二RTC时钟模块之间的时刻差。
检测装置,用于检测GPS模块和/或第一RTC时钟模块的供电是否正常。
第一电源为气体采集检测模块和第二RTC时钟模块供电。
第二电源为主控制器、通讯模块、显示器供电,第二电源具有休眠模式和供电模式。
第二电源为可更换电源且更换后的第二电源与更换前的第二电源具有不同的休眠逻辑。
近年电池储能和电源技术发展迅速,充放电的技术显著提高,在野外环境架设气体检测装置后,需要根据储能电源的寿命和技术更迭来更换新的储能电源,而储能电源一般具有自身的节电逻辑,其根据电源特性来选择何时进入休眠模式以及更高效的进行充放电,即不同的储能电源会有不同的供电和休眠逻辑,因而,如何适应和便于更换不同规格和性能的储能电源的同时,还保证野外检测装置的准确对时以及节能目的,本实施例通过设置两个电源模块,第一电源仅需满足较小的容量即可满足野外或复杂外部环境下的长时间使用;第二电源具有休眠模式和供电模式,不受不同储能电源休眠逻辑的干扰,安装不同规格和品牌的储能电源均不会对授时的逻辑产生影响,均可实现准确授时。
本实施例的具体授时逻辑为:当气体采集检测模块采集到气体浓度异常时,第二RTC时钟模块开始计时;检测装置用于:当气体采集检测模块采集到气体浓度异常时,检测GPS模块和/或第一RTC时钟模块的供电电流和电压是否正常,来判断GPS模块和/或第一RTC时钟模块的供电是否正常:
若供电正常,将第一RTC时钟模块的实时时刻判定为气体浓度异常初始时刻,即逻辑认定在一定的时间区间内,GPS模块和/或第一RTC时钟模块的供电正常,可以从GPS卫星得到实时时刻,并作为认定的异常发生的初始时刻。
若供电不正常,唤醒第二电源的供电模式,时差检测计算模块检测和计算第一RTC时钟模块和第二RTC时钟模块之间的时刻差,当时刻差保持恒定至一预设时间时,判定该恒定的时刻差的值为气体浓度异常初始时刻;气体浓度异常时,第二RTC时钟模块由异常初始时刻为零开始计时,等待第一RTC时钟模块可以从被唤醒的GPS模块得到准确的GPS授时时,第一RTC时钟模块与卫星时刻同步,其减去第二RTC时钟模块由异常初始时刻为零开始计时的时间,即为准确的异常发生时间。
当时刻差保持恒定至一预设时间后,时差检测计算模块持续检测该恒定的时刻差,当该恒定的时刻差偏差一预设偏差阈值时,检测装置检测GPS模块和/或第一RTC时钟模块的供电是否正常:
若供电正常,则判定为第二RTC时钟模块自身偏差,复位/归零第二RTC时钟模块;此步骤为考虑到本地时钟的偏差不可避免,虽然没有气体异常时,本地时钟发生偏差对实际记录产生影响,在不需要继续记录且利于节电的考量,选择及时复位/归零第二RTC时钟模块,等待下次检测到气体异常时唤醒工作,用于时差计算。
若供电不正常,则判定第二电源进入休眠模式,由于不同电源的休眠模式逻辑不同,本实施例的方法不需要介入储能电源的逻辑即可判断出电源是否进入休眠模式,休眠模式一直持续,可以一直到气体异常被唤醒工作,从而节省较多的电能,更便于野外或其他无人值守环境的长年使用。
以上,仅为本发明较佳的具体实施方式;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,根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围内。