CN204439306U - 充气膜结构的泄漏检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充气膜结构的泄漏检测系统，其特征在于该检测系统包括泄漏信号发送模块、泄漏信号接收模块、电源模块和报警模块；泄漏信号发送模块和泄漏信号接收模块均与一个电源模块和一个报警模块相连，所述泄漏信号发送模块、泄漏信号接收模块和报警模块分别通过相应的电源模块供电；所述报警模块包括LED灯和蜂鸣器；所述泄漏信号发送模块包括气压传感器和气体流量传感器模块、发送信号调理电路和无线数据发送器，所述气压传感器和气体流量传感器模块、发送信号调理电路和无线数据发送器依次连接。

Description

充气膜结构的泄漏检测系统

技术领域

本实用新型涉及靠充气物体压力作用的信号装置的技术领域，具体地说是涉及一种充气膜结构的泄漏检测系统。

背景技术

当今，充气膜结构在建筑领域应用广泛，而对软体密闭结构泄漏的及时报警没有任何有效地措施。例如，中国国家游泳中心(水立方)采用的就是密闭充气膜结构。当充气膜结构中的某个充气膜结构内部气压发生变化，受到外力作用形状发生变化，或被尖锐物体刮破，该充气膜结构就可能会发生泄漏，影响充气膜结构的外观和使用。如果能够在充气膜结构存在泄漏危险或开始发生泄漏的初期及时发出警报信号，就可以避免或减少影响和损失。

CN1095993A公开了超薄型轮胎漏气报警装置、CN2119348U公开了轮胎漏气报警装置，这两种装置不能用于大体积的充气膜结构的漏气报警；CN203142303公开了轮胎漏气检测器，该漏气检测器无报警装置，不能及时报警；CN2419074Y公开了车轮胎漏气报警装置，该漏气报警装置无法实现户外远距离无线自动报警；CN203267678U公开了车胎漏气报警器，该漏气报警装置无法检测充气膜结构的形变程度。上述现有技术均只能在轮胎漏气报警中使用，应用范围狭窄。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种充气膜结构的泄漏检测系统，利用气压传感器、气体流量传感器、信号调理电路、无线数据发收器、单片机、LED灯、蜂鸣器和显示器实现在充气膜结构发生泄漏或严重形变时自动报警，并且实时显示充气膜结构内部气压值和气体流量值，解决了现有充气膜结构在发生泄漏或严重形变时不能及时发出警报的问题，实现了实时监视充气膜结构状态，克服了现有技术只能在轮胎泄漏报警中使用，应用范围狭窄的缺陷。

本实用新型解决所述技术问题所采用的技术方案是：提供一种充气膜结构的泄漏检测系统，其特征在于该检测系统包括泄漏信号发送模块、泄漏信号接收模块、电源模块和报警模块；泄漏信号发送模块和泄漏信号接收模块均与一个电源模块和一个报警模块相连，所述泄漏信号发送模块、泄漏信号接收模块和报警模块分别通过相应的电源模块供电；所述报警模块包括LED灯和蜂鸣器；所述泄漏信号发送模块包括气压传感器和气体流量传感器模块、发送信号调理电路和无线数据发送器，所述气压传感器和气体流量传感器模块、发送信号调理电路和无线数据发送器依次连接；所述气压传感器和气体流量传感器模块、发送信号调理电路、无线数据发送器、与泄漏信号发送模块连接的报警模块和与泄漏信号发送模块连接的电源模块中的充电电池分别被安置在充气膜结构的内面的设定位置上，与泄漏信号发送模块连接的报警模块中的LED灯和蜂鸣器被安置在充气膜结构的外表面上，在充气膜结构的外表面上还设置有泄漏信号发送模块电源开关、充电电池充电口和无线数据发送天线，该充电电池通过安置在充气膜结构的外表面上的充电电池充电口用外接充电器进行充电；

所述泄漏信号接收模块整体为一个盒体被放置在监视处，包括无线数据接收器、接收信号调理电路、接收模块单片机、键盘和显示器；无线数据接收器、接收信号调理电路和接收模块单片机依次连接，所述接收模块单片机同时与键盘和显示器连接；泄漏信号接收模块中的键盘和显示器及与泄漏信号接收模块连接的报警模块中的LED灯和蜂鸣器被安置在该泄漏信号接收盒体的正面设定的位置上，在该正面上还设置有泄漏信号接收模块电源开关和无线数据接收天线；泄漏信号接收模块中的无线数据接收器、接收信号调理电路、接收模块单片机及与泄漏信号接收模块连接的电源模块中的充电电池被安置在该泄漏信号接收模块盒体的内部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型利用气压传感器、气体流量传感器、无线数据发收器、信号调理电路、单片机、LED灯、蜂鸣器和显示器实现在充气膜结构发生泄漏或严重形变时自动报警，并且实时显示充气膜结构内部气压值和气体流量值，克服了现有充气膜结构在发生泄漏或严重形变时不能及时报警的问题，实现了实时监视充气膜结构状态。

(2)本实用新型具有两种泄漏检测措施，即气压传感器检测措施和气体流量传感器检测措施，将气压传感器与气体流量传感器结合在一起，提高了该系统的可靠性，且结构简单，实用性高。当充气膜结构存在了发生泄漏的潜在危险或在泄漏之初内部气压开始变小时，气压传感器和气体流量传感器均能检测到充气膜结构内部气压变化，立即驱动LED灯和蜂鸣器，以警示当前充气膜结构存在泄漏危险，警示相关人员，并采取相应措施，从而可避免有意或无意的破坏，减少对充气膜结构外观和功能的影响；同时本实用新型中采用显示器实时显示充气膜结构的内部气压值和气体流量值，当充气膜结构发生泄漏事故，内部气压发生变化，通过显示器显示充气膜结构当前气压值和气体流量值，工作人员可随时监视显示器数据的变化情况，及时应对泄漏事故；并且显示器可以通过键盘触发单片机，显示充气膜结构的泄漏检测系统的工作时间，方便工作人员对该系统的检修；显示器也可以显示与泄漏信号接收模块相连的电源模块中的充电电池的电量情况，及时更换与泄漏信号接收模块相连的充电电池。

(3)本实用新型可应用于各类充气膜结构和其他软体密闭器具中。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型检测系统中的总体构成示意框图。

图2为本实用新型检测系统中的被安置在充气膜结构的外表面设定位置上的元件示意图。

图3为本实用新型检测系统中的被安置在充气膜结构的内面设定位置上的元件示意图。

图4为本实用新型检测系统中的气压传感器和气体流量传感器模块11构成示意图。

图5为本实用新型检测体系中的被安置在泄漏信号接收模块盒体的正面设定位置上的元件示意图。

图中，1.泄漏信号发送模块，2.泄漏信号接收模块，3.电源模块，4.报警模块，5.充气膜结构，11.气压传感器和气体流量传感器模块，12.发送信号调理电路，13.无线数据发送器，14.泄漏信号发送模块电源开关，15.无线数据发送天线，21.接收模块单片机，22.接收信号调理电路，23.无线数据接收器，24.键盘，25.显示器，26.泄漏信号接收模块电源开关，27.无线数据接收天线，31.充电电池，32.充电电池充电口，41.LED灯，42.蜂鸣器，111.框架，112.气体流量传感器，113.气压传感器。

具体实施方式

本实用新型充气膜结构的泄漏检测系统(简称系统，参见图1-5)包括泄漏信号发送模块1、泄漏信号接收模块2、电源模块3和报警模块4；泄漏信号发送模块1和泄漏信号接收模块2均与一个电源模块3和一个报警模块4相连，所述泄漏信号发送模块1、泄漏信号接收模块2和报警模块4分别通过相应的电源模块3供电；所述报警模块4包括LED灯41和蜂鸣器42；所述泄漏信号发送模块1包括气压传感器和气体流量传感器模块11、发送信号调理电路12和无线数据发送器13，所述气压传感器和气体流量传感器模块11、发送信号调理电路12和无线数据发送器13依次连接；所述气压传感器和气体流量传感器模块11、发送信号调理电路12、无线数据发送器13、与泄漏信号发送模块1连接的报警模块4和与泄漏信号发送模块1连接的电源模块3中的充电电池31分别被安置在充气膜结构5的内面的设定位置上，与泄漏信号发送模块1连接的报警模块4中的LED灯41和蜂鸣器42被安置在充气膜结构5的外表面上，在充气膜结构5的外表面上还设置有泄漏信号发送模块电源开关14、充电电池充电口32和无线数据发送天线15，该充电电池31通过安置在充气膜结构5的外表面上的充电电池充电口32用外接充电器进行充电；

所述泄漏信号接收模块2整体为一个盒体被放置在监视处，包括无线数据接收器23、接收信号调理电路22、接收模块单片机21、键盘24和显示器25；无线数据接收器23、接收信号调理电路22和接收模块单片机21依次连接，所述接收模块单片机21同时与键盘24和显示器25连接；泄漏信号接收模块2中的键盘24和显示器25及与泄漏信号接收模块连接的报警模块4中的LED灯41和蜂鸣器42被安置在该泄漏信号接收盒体的正面设定的位置上，在该正面上还设置有泄漏信号接收模块电源开关26和无线数据接收天线27；泄漏信号接收模块2中的无线数据接收器23、接收信号调理电路22、接收模块单片机21及与泄漏信号接收模块2连接的电源模块3中的充电电池31被安置在该泄漏信号接收模块盒体的内部。

本实用新型的进一步特征在于所述气压传感器和气体流量传感器模块11包括设计数量的气体流量传感器112和气压传感器113，单个气体流量传感器112和单个气压传感器113构成一组检测单元，每组检测单元均匀固定分布在框架111上。

本实用新型的进一步特征在于所述无线数据发送器13的型号为PT2262，无线数据接收器23的型号为PT2272，接收模块单片机21采用AT89C51单片机，气压传感器113的型号为GY-63MS5611，气体流量传感器112的型号为F1012。

本实用新型的检测原理是：由气压传感器113实时检测充气膜结构内部气压值和气体流量传感器112检测充气膜结构内部气体流量值变化导致的电压的变化量信息，然后依次经过发送信号调理电路12和无线数据发送器13将变化量信息无线发送至泄漏信号接收模块中的无线数据接收器23，再传入接收信号调理电路22和接收模块单片机21，并在接收模块单片机21和发送信号调理电路12中进行数据比较，当气压传感器和气体流量传感器模块11检测充气膜结构内部气压值小于初始时刻气压值，或者充气膜结构内部气体流量值大于初始时刻气体流量值，接收模块单片机21和发送信号调理电路12立即触发与之相连的报警模块4，以提示工作人员注意，在显示器25中实时显示充气膜结构5内部气压值和气体流量值，当充气膜结构5发生泄漏事故，内部气压发生变化，通过显示器25显示出充气膜结构当前气压值和气体流量值，工作人员可随时监视显示器25数据的变化情况，及时应对泄漏事故，显示器25可以通过键盘24触发接收模块单片机21，进而显示充气膜结构的泄漏检测系统的工作时间，方便工作人员对该系统的检修；显示器25也可以显示与泄漏信号接收模块2相连的电源模块3充电电池31的电量情况，及时更换与泄漏信号接收模块2相连的充电电池31。

本实用新型充气膜结构的泄漏检测系统的操作方法是：

(1)打开在泄漏信号接收模块盒体的正面上的泄漏信号接收模块电源开关26，启动泄漏信号接收模块2，通过键盘24触发接收模块单片机21中的计时器，开始记录充气膜结构的工作时间，显示器25显示与泄漏信号接收模块相连的电源模块3中充电电池的电量情况，无线数据接收器23开始接收数据；

(2)与上述(1)步同时打开在充气膜结构外表面上设置的泄漏信号发送模块电源开关14，泄漏信号发送模块1中的气压传感器和气体流量传感器模块11检测到充气膜结构中的初始时刻的气压值和气体流量值，并经过发送信号调理电路12转变为电信号，储存在发送信号调理电路12中，该初始时刻的气压值和气体流量值为比较值；

(3)在充气膜结构工作过程中，充气膜结构中的气压值和气体流量值的变化状况有以下两种检测措施：

A.当充气膜结构发生泄漏或结构变形严重时，此时充气膜结构内部气压会发生变化，该充气膜结构中的气压值的变化被安置在充气膜结构的内面设定位置上的气压传感器113随时检测到，并被转变成电压的变化量信息；

B.当充气膜结构发生泄漏或结构变形严重时，使得充气膜结构内部气体流量值发生变化，促使气体流量传感器112吸入的气体流量发生变化，转变成电压的变化量信息，由此随时检测到该充气膜结构中的气体流量的变化值；

当累积五次检测的充气膜结构内部的气压值低于该充气膜结构初始时刻的气压值时，或者充气膜结构内部气体流量值大于初始时刻气体流量值，说明该充气膜结构发生泄漏，此时，充气膜结构内面中的发送信号调理电路12立即驱动与泄漏信号发送模块1连接的报警模块4中的LED灯41闪烁和蜂鸣器42鸣叫；

(4)由上述(3)步气压传感器113实时检测到的充气膜结构内部气压数据的变化值和气体流量传感器112检测到该充气膜结构中的气体流量数据的变化被转变成的电压的变化量信息经过发送信号调理电路12和无线数据发送器13用无线数据发送天线14传输至泄漏信号接收模块2，经泄漏信号接收模块盒体正面上设置的一根无线数据接收天线27传送给无线数据接收器23，再传入接收信号调理电路22和接收模块单片机21，并在单片机中进行数据比较，每5s提取数据与上述充气膜结构初始时刻的气压值相比较，当有5个气压值小于气压初始值时，或者有5个气体流量值大于初始值，认为该充气膜结构发生泄漏，接收模块单片机21立即驱动设置在与泄漏信号接收模块2连接的报警模块4的LED灯41闪烁和蜂鸣器42鸣叫，提醒工作人员的注意，并采取措施。

图1所示实施例表明，本实用新型充气膜结构的泄漏检测系统，包括泄漏信号发送模块1、泄漏信号接收模块2、电源模块3和报警模块4；泄漏信号发送模块1和泄漏信号接收模块2均与一个电源模块3和一个报警模块4相连，所述泄漏信号发送模块1、泄漏信号接收模块2和报警模块4分别通过相应的电源模块3供电；图中，上方的虚线框内显示泄漏信号发送模块1的构成，包括气压传感器和气体流量传感器模块11、发送信号调理电路12和无线数据发送器13，下方的虚线框内显示泄漏信号接收模块2包括无线数据接收器23、接收信号调理电路22、接收模块单片机21、键盘24和显示器25；上述部件的连接方式是：泄漏信号发送模块1中的气压传感器和气体流量传感器模块11将充气膜结构内部的气压值数据变化导致的电压的变化量信息依次经过发送信号调理电路12和无线数据发送器13通过无线发送至泄漏信号接收模块2中的无线数据接器23，再传入接收信号调理电路22和接收模块单片机21，发送信号调理电路12连接一个报警模块4，接收模块单片机21连接另一个报警模块4，接收模块单片机21还与键盘24和显示器25连接，泄漏信号发送模块1、泄漏信号接收模块2和报警模块4分别通过与之相连的电源模块3进行供电。

图2所示实施例表明，本实用新型充气膜结构的泄漏检测系统中的被安置在充气膜结构5外表面设定位置上的元件有LED灯41、蜂鸣器42、充电电池充电口32、泄漏信号发送模块电源开关14和无线数据发送天线15。

图3所示实施例表明，本实用新型充气膜结构的泄漏检测系统中的被安置在充气膜结构5内面设定位置上的元件有气压传感器和气体流量传感器模块11、发送信号调理电路12、无线数据发送器13、与泄漏信号发送模块连接的报警模块4和与泄漏信号发送模块连接的充电电池31。

图4所示实施例表明，本实用新型充气膜结构的泄漏检测系统中的气压传感器和气体流量传感器模块11包括设计数量的气体流量传感器112和气压传感器113，单个气体流量传感器112和单个气压传感器113构成一组检测单元，每组检测单元均匀固定分布在框架111上。

图5所示实施例表明，本实用新型充气膜结构的泄漏检测系统中的被安置在泄漏信号接收模块盒体的正面设定位置上的元件有键盘24和显示器25、LED灯41、蜂鸣器42、泄漏信号接收模块电源开关26和一根无线数据接收天线27。

本实用新型适用于各类充气膜结构和其他软体密闭器具中，气压传感器113和气体流量传感器112的个数与充气膜结构5的形状有关，是根据生产需要发生相应的变化。本实用新型中每个电源模块3均为数个充电电池31组成，与泄漏信号发送模块1连接的电源模块3中的充电电池31通过充电电池充电口32与外接电源进行供电，与泄漏信号接收模块2连接的电源模块3中的充电电池31为可拆卸的充电电池，定期将该充电电池拆下充电，然后再安装上备用的充电电池。

实施例1

本实施例采用上述连接方式，其中气压传感器113的型号为GY-63MS5611，气体流量传感器112的型号为F1012，无线数据发送器13的型号为PT2262，无线数据接收器23的型号为PT2272，接收模块单片机21选用AT89C51单片机，电源模块3电压为12V。所述气压传感器和气体流量传感器模块11包括设计数量的气体流量传感器112和气压传感器113，单个气体流量传感器112和单个气压传感器113构成一组检测单元，每组检测单元均匀固定分布在可弯曲的塑料框架上，本实施例中选择气体流量传感器112和气压传感器113的数量均为4个，用于10m³体积的充气膜结构5的检测中。AT89C51单片机接收来自接收信号调理电路22的信号，经过在接收模块单片机21的计算，将充气膜结构内部的气压值和气体流量值在显示器25中显示出来，在接收模块单片机21和发送信号调理电路12中进行数据分析，当充气膜结构5泄漏，立即触发与泄漏信号发送模块1连接的和与泄漏信号接收模块2连接的报警模块4，通过键盘24触发充气膜结构泄漏检测系统工作时间。

Claims (3)

1.一种充气膜结构的泄漏检测系统，其特征在于该检测系统包括泄漏信号发送模块、泄漏信号接收模块、电源模块和报警模块；泄漏信号发送模块和泄漏信号接收模块均与一个电源模块和一个报警模块相连，所述泄漏信号发送模块、泄漏信号接收模块和报警模块分别通过相应的电源模块供电；所述报警模块包括LED灯和蜂鸣器；所述泄漏信号发送模块包括气压传感器和气体流量传感器模块、发送信号调理电路和无线数据发送器，所述气压传感器和气体流量传感器模块、发送信号调理电路和无线数据发送器依次连接；所述气压传感器和气体流量传感器模块、发送信号调理电路、无线数据发送器、与泄漏信号发送模块连接的报警模块和与泄漏信号发送模块连接的电源模块中的充电电池分别被安置在充气膜结构的内面的设定位置上，与泄漏信号发送模块连接的报警模块中的LED灯和蜂鸣器被安置在充气膜结构的外表面上，在充气膜结构的外表面上还设置有泄漏信号发送模块电源开关、充电电池充电口和无线数据发送天线，该充电电池通过安置在充气膜结构的外表面上的充电电池充电口用外接充电器进行充电；

所述泄漏信号接收模块整体为一个盒体被放置在监视处，包括无线数据接收器、接收信号调理电路、接收模块单片机、键盘和显示器；无线数据接收器、接收信号调理电路和接收模块单片机依次连接，所述接收模块单片机同时与键盘和显示器连接；泄漏信号接收模块中的键盘和显示器及与泄漏信号接收模块连接的报警模块中的LED灯和蜂鸣器被安置在该泄漏信号接收盒体的正面设定的位置上，在该正面上还设置有泄漏信号接收模块电源开关和无线数据接收天线；泄漏信号接收模块中的无线数据接收器、接收信号调理电路、接收模块单片机及与泄漏信号接收模块连接的电源模块中的充电电池被安置在该泄漏信号接收模块盒体的内部。

2.根据权利要求1所述的充气膜结构的泄漏检测系统，其特征在于所述气压传感器和气体流量传感器模块包括设计数量的气体流量传感器和气压传感器，单个气体流量传感器和单个气压传感器构成一组检测单元，每组检测单元均匀固定分布在框架上。

3.根据权利要求1或2所述的充气膜结构的泄漏检测系统，其特征在于所述无线数据发送器的型号为PT2262，无线数据接收器的型号为PT2272，接收模块单片机采用AT89C51单片机，气压传感器的型号为GY-63MS5611，气体流量传感器的型号为F1012。