CN208126616U - 一种保护装置及保护报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种保护装置及保护报警装置，属于燃气安全监测技术领域。所述保护装置包括监测模块和输出模块，所述检测模块包括用于检测泄露燃气的气体浓度的传感电路，所述输出模块包括比较电路、与所述比较电路连接的光耦合电路以及两端分别与所述光耦合电路和所述燃气表连接的输出电路，通过所述传感电路和所述比较电路确定发生燃气泄漏时，所述光耦合电路将触发信号通过所述输出电路传输至所述燃气表，以使所述燃气表在电气隔离的安全环境中检测到所述触发信号关闭阀门。

Description

一种保护装置及保护报警装置

技术领域

本实用新型涉及燃气安全监测技术领域，具体而言，涉及一种保护装置及保护报警装置。

背景技术

随着经济水平的发展，人们对生活质量的要求逐渐提高，天然气热水器和天然气灶等燃气设施成为了从农村到城市家家户户的必备品。天然气以其经济性高、转化率高、能通过管道运输方式方便快捷地运输至每家每户的屋内的特性，极大地提高了人们的生活便利性和舒适性。

同时天然气等可燃气体的可燃性使其具有一定的危险性，由于天然气没有颜色，即使加入特殊气味人们也难以察觉到燃气泄漏，因此燃气泄漏保护措施成为必须。现有的燃气通过燃气表进入用户家中进行使用，而燃气表为本质安全型装置，而往往与其连接的报警器不是本质安全型设备，使用普通市电与所述燃气表进行电信号传输的报警器会带来安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种保护装置及保护报警装置，以改善现有燃气泄漏保护装置与所述燃气表电连接，从而带来安全隐患的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型提供了一种保护装置，所述保护装置与燃气表连接，所述保护装置包括检测模块和输出模块。所述检测模块包括用于检测泄露燃气的气体浓度的传感电路。所述输出模块包括比较电路、光耦合电路以及输出电路，所述光耦合电路的两端分别与所述比较电路和所述输出电路连接，所述输出电路与所述燃气表连接。其中，所述比较电路在确定所述传感电路传输来的所述气体浓度大于预设阈值时将触发信号通过所述光耦合电路传输至所述输出电路，以使所述燃气表通过所述输出电路检测到所述触发信号后关闭阀门。

在本实用新型可选的实施例中，所述传感电路包括气体传感器、第一电容和第一电阻，所述气体传感器的第一端口、第二端口和第三端口与一电源连接，所述气体传感器的第四端口、第五端口和第六端口与第一接地点连接，所述第一电容串联在所述气体传感器的第四端口和所述第一接地点之间，所述第一电阻串联在所述气体传感器的第六端口和所述第一接地点之间。

在本实用新型可选的实施例中，所述检测模块还包括灵敏度调节电路，所述灵敏度调节电路包括第二电阻、第三电阻和第一可变电阻，所述第三电阻的一端通过所述第二电阻与所述电源连接，所述第一可变电阻的两端分别与所述第三电阻的另一端以及所述气体传感器的第五端口连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述比较电路包括比较器和第二电容，所述比较器的第一端口与所述电源连接，所述比较器的第二端口与所述气体传感器的第六端口连接，所述第二电容的一端分别与所述比较器的第三端口以及所述第三电阻的另一端连接，所述第二电容的另一端与所述比较器的第四端口以及所述第一接地点连接，所述比较器的第五端口与所述光耦合电路连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述光耦合电路包括光电耦合器和第一三极管，所述光电耦合器第一端口与所述电源连接，所述光电耦合器的第二端口与所述第一三极管的集电极连接，所述光电耦合器的第三端口和第四端口与所述输出电路连接，所述第一三极管的基极与所述比较器的第五端口连接，所述第一三极管的发射极与第二接地点连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述输出电路包括第二三极管、第一二极管和第四电阻，所述第二三极管的集电极分别与所述光电耦合器的第三端口以及所述燃气表连接，所述第二三极管的基极与所述光电耦合器的第四端口连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第二三极管的基极以及所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述燃气表连接，所述第四电阻串联在所述第二三极管的基极和发射极之间。

在本实用新型可选的实施例中，所述保护装置还包括电源模块，所述电源模块包括整流滤波电路和电源转换电路，所述整流滤波电路的两端分别与市电以及所述电源转换电路连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述整流滤波电路包括变压器、整流器、第五电阻和第三电容，所述变压器的输入侧与所述市电连接，所述变压器的输出侧与所述整流器的输入端连接，所述整流器的第一输出端与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端与第三接地点连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述电源转换电路包括电源转换器，所述电源转换器的第一输入端口通过所述第五电阻与所述整流器的第一输出端连接，所述电源转换器的输出端口与所述检测模块连接，为所述检测模块提供电源。

本实用新型还提供了一种保护报警装置，所述保护报警装置与燃气表连接，所述保护报警装置包括检测模块和输出模块。所述检测模块包括用于检测泄露燃气的气体浓度的传感电路。所述输出模块包括比较电路、光耦电路、报警电路和输出电路。所述比较电路与所述报警电路连接，所述光耦合电路的两端分别与所述报警电路和所述输出电路连接，所述输出电路与所述燃气表连接。其中，所述比较电路在确定所述传感电路传输来的所述气体浓度大于预设阈值时将触发信号通过所述报警电路传输至所述光耦合电路，所述报警电路发出警报并将所述触发信号传输至所述输出电路，以使所述燃气表通过所述输出电路检测到所述触发信号后关闭阀门。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型实施例提供的一种保护装置及保护报警装置，所述保护报警装置包括电源模块、检测模块和输出模块。所述电源模块将市电降压并整流和滤波后通过电源转换电路转换为低压安全稳定电流，以为所述保护装置供电，提高了燃气保护装置的用电安全性；所述检测模块包括传感电路和灵敏度调节电路，通过所述灵敏度调节电路调节所述传感电路对可燃气体的敏感程度即生成触发信号的阈值，使所述保护装置有更好的适应性和灵活度；所述输出模块通过光耦合电路在电气隔离条件下将所述触发信号传输至输出电路，再由所述输出电路传输至所述燃气表从而使所述燃气表关闭阀门，通过电气隔离避免了外界电流对燃气表的影响，提高了燃气安全性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型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。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰，在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为本实用新型实施例提供的一种保护装置的模块示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种检测模块和输出模块的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的一种电源模块的电路图；

图4为本实用新型实施例提供的一种保护报警装置的模块图。

图标：100-保护装置；110-检测模块；112-传感电路；114-灵敏度调节电路；120-输出模块；122-比较电路；124-光耦合电路；126-输出电路；130-电源模块；132-整流滤波电路；134-电源转换电路；200-保护报警装置；202-报警电路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型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。

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种保护装置的模块示意图。

经本申请人研究发现，在住房和人口越来越密集的情况下，如果发生燃气泄漏，进而引起火灾或爆炸，将会严重威胁群众的生命和财产安全。因此，保证每家每户的燃气安全已经成为安保工作之中不可或缺的一环，市场上也随之出现了大量的燃气泄漏报警设备。同时，燃气表作为家家户户开气必安的燃气计量装置，必须符合为本质安全型装置。所谓本质安全型，其全部电路均为本质安全电路，即在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。但是，现在市场上常售的与燃气表连接的保护装置或报警装置则不一定为本质安全型装置，大多数保护装置或报警装置与燃气表直接电连接，使其存在重大安全隐患。

为了解决上述问题，本实用新型第一实施例提供了一种保护装置100，保护装置100包括检测模块110和输出模块120。检测模块110的两端分别与一低压外接电源和输出模块120的一端连接，输出模块120的另一端与燃气表连接。

请参考图2，图2为本实用新型实施例提供的一种检测模块和输出模块的电路图。

检测模块110包括传感电路112,传感电路112用于检测泄露燃气的气体浓度。传感电路112包括气体传感器M1、第一电容C1和第一电阻R1，气体传感器M1的第一端口、第二端口和第三端口与所述低压外接电源连接，气体传感器M1的第四端口、第五端口和第六端口与第一接地点连接，第一电容C1串联在气体传感器M1的第四端口和所述第一接地点之间，第一电阻R1串联在所述气体传感器的第六端口和所述第一接地点之间。应当理解的是，气体传感器M1的第四端口、第五端口和第六端口通过第一接地点相互连接。可选地，气体传感器M1可以为各型号满足可燃气体浓度检测需求的烟雾传感器等气体传感器。作为一种实施方式，本实施例中的气体传感器M1可以是，但不限于是MQ-2型号的气体传感器，此时，气体传感器M1的第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第五端口和第六端口分别依次对应MQ-2气体传感器的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5和引脚6。

应当注意的是，后文所述的低压外接电源与上述低压外接电源为同一电源，即与所述低压外接电源连接的电路也互相连接。

可选地，检测模块110还包括灵敏度调节电路114，灵敏度调节电路114用于调节传感电路112中气体传感器M1对泄漏燃气的检测灵敏度，用户可根据实际情况对其进行合理调节，从而提高了保护装置100的灵活性和适用性。灵敏度调节电路114包括第二电阻R2、第三电阻R3和第一可变电阻VR1，第二电阻R2的一端与所述低压外接电源连接，第二电阻R2的另一端通过第三电阻R3和第一可变电阻VR1的一端连接，第一可变电阻VR1的另一端与气体传感器M1的第五端口连接。

输出模块120包括比较电路122、光耦合电路124和输出电路126。比较电路122的输入端与气体传感器M1连接，比较电路122的输出端通过光耦合电路124与输出电路126连接。光耦合电路124将比较电路122传输来的电信号转换为光信号传输至输出电路126，实现了电气隔离，进一步提高了保护装置100的安全性。

比较电路122包括比较器U1和第二电容C2，比较器U1的第一端口与所述低压外接电源连接，比较器U1的第二端口与气体传感器M1的第六端口连接，第二电容C2的一端分别与比较器U1的第三端口以及第三电阻R3的另一端连接，第二电容R2的另一端与比较器U1的第四端口以及所述第一接地点连接，比较器U1的第五端口与所述光耦合电路124连接。可选地，比较器U1可以是，但不限于是LM293电压比较器，此时，比较器U1的第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口依次对应LM293电压比较器的引脚8、引脚3、引脚2、引脚4和引脚1。

光耦合电路124包括光电耦合器O1和第一三极管Q1，光电耦合器O1的第一端口与所述低压外接电源连接，光电耦合器O1的第二端口与第一三极管Q1的集电极连接，光电耦合器O1的第三端口和第四端口与输出电路126连接，第一三极管Q1的基极与比较器U1的第五端口连接，第一三极管Q1的发射极通过第二接地点接地。作为一种实施方式，本实施例中的光电耦合器O1可以是，但不限于是OPTOISO1光电耦合器。光电耦合器，是以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件，由发光源和受光器两部分组成，把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离，进而在电气隔离条件下实现信号传输，大幅度提升了保护装置100对燃气表及相关装置的安全性和可靠性。

可选地，为了进行分压和保护，第一三极管Q1的基极与比较器U1的第五端口之间串联有电阻，所述电阻与比较器U1的第五端口连接的一端还通过另一电阻与所述低压外接电源连接。

输出电路126包括第二三极管Q2、第一二极管D1和第四电阻R4。第二三极管Q2的集电极分别与光电耦合器O1的第三端口以及所述燃气表连接，第二三极管Q2的基极与光电耦合器O1的第四端口连接，第二三极管Q2的发射极分别与第二三极管Q2的基极以及所述第一二极管D1的正极连接，第一二极管D1的负极与所述燃气表连接。可选地，第四电阻R4串联在第二三极管Q2的基极和发射极之间，第四电阻R4和第二三极管Q2为限流电路，实现短路保护。同时，第一二极管D1的作用是防接反。

请参考图3，图3为本实用新型实施例提供的一种电源模块的电路图。

保护装置100在与所述燃气表连接时，需要外接电源，而燃气保护的特殊环境和要求对所述外接电源提出了很高的安全要求，因此，本实施例中的保护装置100还包括用于提供上述低压外接电源的电源模块130。电源模块130包括整流滤波电路132和电源转换电路134，整流滤波电路132的一端与市电连接，整流滤波电路132的另一端与电源转换电路134的一端连接，电源转换电路134的另一端为所述低压外接电源输出端。

整流滤波电路132包括变压器T1、整流器、第五电阻R5和第三电容C3，其中，第五电阻R5和第三电容C3起滤波作用。所述变压器T1的输入侧与所述市电连接，变压器T1的输出侧与所述整流器的输入端连接，所述整流器的第一输出端与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端通过第三接地点接地。作为一种实施方式，所述整流器可以是由第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和第五二极管D5组成的整流桥，所述整流器的输入端包括第二二极管D2的正极与第四二极管D4的负极之间的接点，以及所述第三二极管D3的正极与第五二极管D5的负极之间的接点；所述整流器的第一输出端为与第二二极管D2的负极、第三二极管D3的负极连接的接点，所述整流器的第二输出端即第四二极管D4和第五二极管D5的正极连接的接点通过所述第三接地点接地。

进一步地，所述变压器T1可以是，但不限于是TRANS1变压器，其将220V电压转换为9V电压。

电源转换电路134由电源转换器U2及其外围电路组成。电源转换器U2的第一输入端口通过第五电阻R5与所述整流器的第一输出端连接，电源转换器U2的输出端口与检测模块110连接，为检测模块110提供低压外接电源。作为一种实施方式，电源转换器U2的输出端口提供的低压外接电源为5V，可选地，电源转换器U2的可以为LM2674N-5.0电源转换器。

保护装置100的工作原理是：

电源模块130通过整流滤波电路132和电源转换电路134将市电从220V电流转换为安全稳定的5V低压外接电源为检测模块110和输出模块120供电，通过调节传感电路112调整好气体检测灵敏度后，检测模块110中的传感电路112中的气体传感器M1在检测到超过预设阈值浓度的泄漏气体后向比较电路122的比较器U1输入高电平电流，比较器U1检测到所述高电平电流后向光耦合电路124传输触发信号，光耦合电路124将所述触发信号经电-光-电转换方式在电气隔离基础下传输至输出电路126，防短路和防接反的输出电路126将所述触发信号传输至燃气表。

进一步地，现有的燃气保护装置没有集成报警单元，在检测到燃气发生泄漏时无法对用户进行示警，因此本实用新型实施例还提供了一种保护报警装置200。

请参考图4，图4为本实用新型实施例提供的一种保护报警装置的模块图。

保护报警装置200与上述保护装置100不同的地方在于，在光电耦合器O1的第一输入端串联有报警电路202，报警电路202包括蜂鸣器U3和发光二极管D3。所述报警电路202连接在比较电路122和光耦合电路124之间，报警电路202在接收到比较电路122输出的高电平触发信号后，通过蜂鸣器U3和发光二极管D3向用户进行气体泄漏的报警提示。

综上所述，本实用新型提供了一种保护装置及保护报警装置，所述保护报警装置包括电源模块、检测模块和输出模块。所述电源模块将市电降压并整流和滤波后通过电源转换电路转换为低压安全稳定电流，以为所述保护装置供电，提高了燃气保护装置的用电安全性；所述检测模块包括传感电路和灵敏度调节电路，通过所述灵敏度调节电路调节所述传感电路对可燃气体的敏感程度即生成触发信号的阈值，使所述保护装置有更好的适应性和灵活度；所述输出模块通过光耦合电路在电气隔离条件下将所述触发信号传输至输出电路，再由所述输出电路传输至所述燃气表从而使所述燃气表关闭阀门，通过电气隔离避免了外界电流对燃气表的影响，提高了燃气安全性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种保护装置，其特征在于，所述保护装置与燃气表连接，所述保护装置包括：

检测模块，包括用于检测泄露燃气的气体浓度的传感电路；

输出模块，包括比较电路、与所述比较电路连接的光耦合电路以及，两端分别与所述光耦合电路和所述燃气表连接的输出电路；

其中，所述比较电路在确定所述传感电路传输来的所述气体浓度大于预设阈值时将触发信号通过所述光耦合电路传输至所述输出电路，以使所述燃气表通过所述输出电路检测到所述触发信号后关闭阀门。

2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述传感电路包括气体传感器、第一电容和第一电阻，所述气体传感器的第一端口、第二端口和第三端口与一电源连接，所述气体传感器的第四端口、第五端口和第六端口与第一接地点连接，所述第一电容串联在所述气体传感器的第四端口和所述第一接地点之间，所述第一电阻串联在所述气体传感器的第六端口和所述第一接地点之间。

3.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述检测模块还包括灵敏度调节电路，所述灵敏度调节电路包括第二电阻、第三电阻和第一可变电阻，所述第三电阻的一端通过所述第二电阻与所述电源连接，所述第一可变电阻的两端分别与所述第三电阻的另一端以及所述气体传感器的第五端口连接。

4.根据权利要求3所述的保护装置，其特征在于，所述比较电路包括比较器和第二电容，所述比较器的第一端口与所述电源连接，所述比较器的第二端口与所述气体传感器的第六端口连接，所述第二电容的一端分别与所述比较器的第三端口以及所述第三电阻的另一端连接，所述第二电容的另一端与所述比较器的第四端口以及所述第一接地点连接，所述比较器的第五端口与所述光耦合电路连接。

5.根据权利要求4所述的保护装置，其特征在于，所述光耦合电路包括光电耦合器和第一三极管，所述光电耦合器的第一端口与所述电源连接，所述光电耦合器的第二端口与所述第一三极管的集电极连接，所述光电耦合器的第三端口和第四端口与所述输出电路连接，所述第一三极管的基极与所述比较器的第五端口连接，所述第一三极管的发射极与第二接地点连接。

6.根据权利要求5所述的保护装置，其特征在于，所述输出电路包括第二三极管、第一二极管和第四电阻，所述第二三极管的集电极分别与所述光电耦合器的第三端口以及所述燃气表连接，所述第二三极管的基极与所述光电耦合器的第四端口连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第二三极管的基极以及所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述燃气表连接，所述第四电阻串联在所述第二三极管的基极和发射极之间。

7.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述保护装置还包括电源模块，所述电源模块包括整流滤波电路和电源转换电路，所述整流滤波电路的两端分别与市电以及所述电源转换电路连接。

8.根据权利要求7所述的保护装置，其特征在于，所述整流滤波电路包括变压器、整流器、第五电阻和第三电容，所述变压器的输入侧与所述市电连接，所述变压器的输出侧与所述整流器的输入端连接，所述整流器的第一输出端与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端与第三接地点连接。

9.根据权利要求8所述的保护装置，其特征在于，所述电源转换电路包括电源转换器，所述电源转换器的第一输入端口通过所述第五电阻与所述整流器的第一输出端连接，所述电源转换器的输出端口与所述检测模块连接，为所述检测模块提供电源。

10.一种保护报警装置，其特征在于，所述保护报警装置与燃气表连接，所述保护报警装置包括：

检测模块，包括用于检测泄露燃气的气体浓度的传感电路；

输出模块，包括比较电路、与所述比较电路连接的报警电路、通过所述报警电路与所述比较电路连接的光耦合电路以及，两端分别与所述光耦合电路和所述燃气表连接的输出电路；

其中，所述比较电路在确定所述传感电路传输来的所述气体浓度大于预设阈值时将触发信号通过所述报警电路传输至所述光耦合电路，所述报警电路发出警报并将所述触发信号传输至所述输出电路，以使所述燃气表通过所述输出电路检测到所述触发信号后关闭阀门。