CN204641546U - 天然气车辆燃气泄漏监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃气泄漏监测技术领域，尤其涉及一种天然气车辆燃气泄漏监测系统，它包括处理器模块、电源模块、显示模块、报警模块、继电器控制模块以及检测模块，所述电源模块、显示模块、报警模块以及继电器控制模块均与处理器模块电连接，且所述检测模块包括传感器检测模块以及传感器自检模块，所述传感器检测模块直接与处理器模块电连接，且所述传感器检测模块还通过传感器自检模块与处理器模块电连接，采用这种监测系统能实时监测车辆中天然气是否泄漏，提高车辆的安全性能。

Description

天然气车辆燃气泄漏监测系统

技术领域

本实用新型涉及燃气泄漏监测技术领域，尤其涉及一种天然气车辆燃气泄漏监测系统。

背景技术

随着全球气候变暖，城市大气污染日益严重，传统的机动车燃料已经不能满足日益严格的节能减排要求。为此，在城市的公交系统和出租车行业中已经出现了应用天然气作为燃料，以达到低碳、绿色的节能减排标准，并有日趋普及的趋势。

然而天然气泄漏不但会浪费宝贵的能源，更会引发火灾、爆炸等严重事故。2014年4月11日，重庆轨道交通6号线花卉园站外发生油气泄漏事件，导致花卉园站临时关闭，站外公路交通改道，附近群众被紧急疏散，当地消防部门组织10余台消防车，对下水道进行冲水稀释才没有造成严重的后果。

然气成分主要是甲烷（CH4）。同时还有少量的乙烷、丙烷、丁烷和其他少量气体。天然气本身无色无味，密度比空气小。发生泄露会向上跑。当空气中天然气泄露浓度达到5%～15%左右时，遇到明火就会爆炸。如果能对天然气应用环境进行实时的浓度检测，那么将会提高环境可控性，保证我们的安全。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种天然气车辆燃气泄漏监测系统，采用这种监测系统能实时监测车辆中天然气是否泄漏，提高车辆的安全性能。

本实用新型所采用的技术方案是：一种天然气车辆燃气泄漏监测系统，它包括处理器模块、电源模块、显示模块、报警模块、继电器控制模块以及检测模块，所述电源模块、显示模块、报警模块以及继电器控制模块均与处理器模块电连接，且所述检测模块包括传感器检测模块以及传感器自检模块，所述传感器检测模块直接与处理器模块电连接，且所述传感器检测模块还通过传感器自检模块与处理器模块电连接，

所述电源模块，用于给整个系统供电；

所述显示模块，用于显示处理器模块得到的信息；

所述传感器检测模块，用于检测车辆内的天然气是否泄漏；

所述传感器自检模块，用于检测传感器检测模块是否正常工作；

所述报警模块，当检测到天然气泄漏或者传感器损坏时进行报警；

所述继电器控制模块，当检测到天然气泄漏时关闭天然气阀门；

所述处理器模块，用于控制上述模块。

采用以上结构与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：通过传感器检测模块来检测天然气是否泄漏，这样能实时的检测车辆中天然气是否泄漏，而且通过传感器自检模块来检测传感器检测模块是否正常工作，这样就保证了传感器检测模块检测的准确性，并且在检测到天然气泄漏后立刻进行报警以及关闭天然气阀门，这样大大提高了车辆的安全性能。

作为优选，所述报警模块包括声音报警模块以及LED报警模块，所述声音报警模块与LED报警模块均与处理器模块电连接。这样设置报警效果较好，并且可靠性较高，就算其中一个损坏了，另外一个还能正常工作。

作为优选，它还包括温度检测模块，所述温度检测模块与处理器模块电连接。这样能检测天然气的温度，使得车辆的安全性能更高。

作为优选，所述传感器检测模块直接与处理器模块电连接是指：所述传感器检测模块依次通过差分放大电路以及信号比较电路再与处理器模块电连接。这样设置使得传感器检测模块检测到的信息更加准确，清楚。

附图说明

图1为本实用新型天然气车辆燃气泄漏监测系统的连接框图。

图2为本实用新型天然气车辆燃气泄漏监测系统中差分放大电路原理图。

图3为本实用新型天然气车辆燃气泄漏监测系统中信号比较电路原理图。

图4为本实用新型天然气车辆燃气泄漏监测系统中传感器自检模块的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步描述，但是本实用新型不仅限于以下具体实施方式。

如图所示：一种天然气车辆燃气泄漏监测系统，其特征在于：它包括处理器模块、电源模块、显示模块、报警模块、继电器控制模块以及检测模块，所述电源模块、显示模块、报警模块以及继电器控制模块均与处理器模块电连接，且所述检测模块包括传感器检测模块以及传感器自检模块，所述传感器检测模块直接与处理器模块电连接，且所述传感器检测模块还通过传感器自检模块与处理器模块电连接，

所述电源模块，用于给整个系统供电；

所述显示模块，用于显示处理器模块得到的信息；

所述传感器检测模块，用于检测车辆内的天然气是否泄漏；传感器检测模块中传感器的型号为MC105，MC105型催化元件根据催化燃烧效应的原理工作，由检测元件和补偿元件配对组成电桥的两个臂，遇可燃性气体时检测元件电阻升高，桥路输出电压变化，该电压变量随气体浓度增大而成正比例增大，补偿元件起参比及温湿度补偿作用。

所述传感器自检模块，用于检测传感器检测模块是否正常工作；

所述报警模块，当检测到天然气泄漏或者传感器损坏时进行报警；

所述继电器控制模块，当检测到天然气泄漏时关闭天然气阀门；

所述处理器模块，用于控制上述模块。所述处理器模块包括控制芯片以及时钟电路、复位电路以及电压转换电路。

所述报警模块包括声音报警模块以及LED报警模块，所述声音报警模块与LED报警模块均与处理器模块电连接。

它还包括温度检测模块，所述温度检测模块与处理器模块电连接。

所述传感器检测模块直接与处理器模块电连接是指：所述传感器检测模块依次通过差分放大电路以及信号比较电路再与处理器模块电连接。从传感器检测电路输出的电压差比较微弱，所以需要通过差分放大电路进一步放大才能对信号进行处理。

从传感器检测电路输出的电压差比较微弱，需要进一步放大才能对信号进行处理。本设计采用图2所示电路，用两个运放实现差分信号放大。从运放A输出的信号经过限流电阻R3进入运放B的正向输入端，然后信号经过电压跟随器输出。这里的电压跟随器有个显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低。一般来说，输入阻抗可以达到几兆欧姆，而输出阻抗低，通常只有几欧姆，甚至更低。

当检测电路检测到1%的甲烷时，会输出大概20mV～45mV的电压。假定输出30mV的电压，检测到的电压达到120mV（4%左右的甲烷浓度）时，报警模块提示使用者当前天然气浓度过高。具体电路如下图3所示，Vin = 120 mV * A ，图中的滑动变阻器分压电路，用运放比较特点，当Vin > Vr 时，运放输出0V，三极管不会导通，单片机的IO口会接收到低电平。当Vin < Vr 时（也就是正常情况），运放输出端输出5V，导通三极管，从而导通光耦，此时单片机的IO口会接收到高电平。

为了保证传感器检测模块的可靠有效，必须要对传感器检测模块进行监测，让处理模块知道传感器检测模块是否正常工作也是必须要做的事情。如图4所示为传感器自检模块的电路原理图。MC105传感器通过电桥得到的信号，经过图4中的电压跟随器隔离之后，信号进入窗口比较器。这个窗口比较器由两个运放组成，R13、R16和R20组成了分压电路，会产生两个不同的电压，分别输入到运放A的负输入端和B运放的正输入端。当传感器信号的电压值在Va和Vb之间时，窗口比较器的最后输出端会输出0V，反之会输出5V。单片机根据接收到的电压逻辑来判断传感器是否正常工作。

本实用新型的工作原理是：传感器自检模块一直检测传感器检测模块是否正常工作，传感器检测模块一直检测车辆天然气是否泄漏，当传感器自检模块或者传感器检测模块检测到异常时，处理器模块控制报警模块报警，且当是传感器检测模块检测到异常时，处理器控制继电器开关模块工作，关闭天然气阀门。

Claims (4)

1.一种天然气车辆燃气泄漏监测系统，其特征在于：它包括处理器模块、电源模块、显示模块、报警模块、继电器控制模块以及检测模块，所述电源模块、显示模块、报警模块以及继电器控制模块均与处理器模块电连接，且所述检测模块包括传感器检测模块以及传感器自检模块，所述传感器检测模块直接与处理器模块电连接，且所述传感器检测模块还通过传感器自检模块与处理器模块电连接，

所述电源模块，用于给整个系统供电；

所述显示模块，用于显示处理器模块得到的信息；

所述传感器检测模块，用于检测车辆内的天然气是否泄漏；

所述传感器自检模块，用于检测传感器检测模块是否正常工作；

所述报警模块，当检测到天然气泄漏或者传感器损坏时进行报警；

所述继电器控制模块，当检测到天然气泄漏时关闭天然气阀门；

所述处理器模块，用于控制上述模块。

2.根据权利要求1所述的天然气车辆燃气泄漏监测系统，其特征在于：所述报警模块包括声音报警模块以及LED报警模块，所述声音报警模块与LED报警模块均与处理器模块电连接。

3.根据权利要求1所述的天然气车辆燃气泄漏监测系统，其特征在于：它还包括温度检测模块，所述温度检测模块与处理器模块电连接。

4.根据权利要求1所述的天然气车辆燃气泄漏监测系统，其特征在于：所述传感器检测模块直接与处理器模块电连接是指：所述传感器检测模块依次通过差分放大电路以及信号比较电路再与处理器模块电连接。