CN212719234U - 一种气体泄漏远程监测及定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种气体泄漏远程监测及定位装置，包括箱体、显示屏、声光报警器、天线、高灵敏麦克风传感器组、蓄电池、FPGA主控板、存储器、气敏传感器、灰尘过滤网、数据采集卡和控制终端；所述蓄电池、FPGA主控板、存储器和数据采集卡设置在所述箱体的内部，所述显示屏、声光报警器、天线、高灵敏麦克风传感器组和灰尘过滤网设置在所述箱体的外侧面，所述气敏传感器设置在所述灰尘过滤网中。此技术方案可以实现对管道泄漏与否、泄漏点位置及泄漏气体浓度等参数进行监测并显示，不仅提高了对气体泄漏点的快速定位，同时能够让监控室和技术人员实时了解泄情并在第一时间内处理泄漏事故，减少事故带来的损害。

Description

一种气体泄漏远程监测及定位装置

技术领域

本实用新型涉及气体泄漏监测领域，尤其涉及一种气体泄漏远程监测及定位装置。

背景技术

化工企业安全是化工生产的第一要务，由于监管不善、人为操作不当等造成的气体泄漏事故时有发生，为了及时发现泄漏情况并进行预警，化工厂的气体泄漏监控系统显得尤为重要。可燃气体等在生产过程中对生产环境具有很高的要求，尤其是安全方面，一旦发生泄漏，将带来很严重的后果；在这些气体达到一定的浓度之前，凭人的感官很难察觉出来且不能准确感知泄漏点位置，容易造成人员伤亡和安全事故，因此研究一种可监测到气体泄漏和快速定位的监测装置极具意义。

随着监测技术的发展，越来越多的气体泄漏检测设备被生产出来，但功能较为单一，多数产品只含有单一的气体浓度监测或泄漏点定位监测功能。

发明内容

针对以上问题，本实用新型提出一种气体泄漏远程监测及定位装置。

为实现本实用新型的目的，提供一种气体泄漏远程监测及定位装置，其特征在于：包括箱体、显示屏、声光报警器、天线、高灵敏麦克风传感器组、蓄电池、FPGA主控板、存储器、气敏传感器、灰尘过滤网、数据采集卡和控制终端；

所述蓄电池、FPGA主控板、存储器和数据采集卡设置在所述箱体的内部，所述显示屏、声光报警器、天线、高灵敏麦克风传感器组和灰尘过滤网设置在所述箱体的外侧面，所述气敏传感器设置在所述灰尘过滤网中；

所述显示屏、声光报警器、天线、高灵敏麦克风传感器组、蓄电池和存储器分别与所述FPGA主控板电性连接，所述气敏传感器经所述数据采集卡与所述FPGA主控板电性连接，所述FPGA主控板通过所述天线与所述控制终端进行无线连接。

进一步地，所述高灵敏麦克风传感器组包括4个光纤式麦克风，每个光纤式麦克风包括MEMS麦克风探头、激光光源、光耦合器和光电转换器，所述激光光源提供的激光信号经所述光耦合器一分为二，其中一路激光信号作为调制光经所述MEMS麦克风探头中，当外界声波作用于MEMS麦克风头部薄膜时引起调制光的相位变化，另一路激光信号则直接与调制光再次经光耦合器形成三路干涉信号，这三路干涉信号经所述光电转换器转换为三路电压信号并传送给所述FPGA主控板。

进一步地，所述蓄电池与所述FPGA主控板之间电性连接有稳压芯片。

进一步地，所述箱体的侧面设有电源接口，所述蓄电池经该电源接口与外部电源电性连接。

进一步地，所述装置还包括设置在所述箱体外侧面的消音键、复位键和自检键，所述消音键、复位键和自检键分别与所述FPGA主控板电性连接。

进一步地，所述控制终端为PC机或者智能手机。

进一步地，所述装置还包括分布在待监测区域各个位置处的通风模块，各通风模块通过对应的继电器与所述FPGA主控板电性连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供一种可实时监测的化工企业气体泄漏保障装置，实现对管道泄漏与否、泄漏点位置及泄漏气体浓度等参数进行监测并显示，不仅提高了对气体泄漏点的快速定位，同时能够让监控室和技术人员实时了解泄情并在第一时间内处理泄漏事故，减少事故带来的损害。该系统整体数据传输为无线传输，综合成本低,性能更稳定并能提高传输速度，且从气体浓度监测和气体泄漏源定位两个方面出发，同时还能判定是否存在气体泄漏的情况，提高泄漏的准确性和可靠性，气体浓度监测系统和气体泄漏源定位系统相结合，提高危化气体泄漏处理效率，节省人力资源，保障人员生命安全。本实用新型为化工厂提供一种功能齐全、检测精确度高、安全性能高的危化气体泄漏监测定位装置，为化工企业的安全提供了强有力的保障，此技术方案综合多种功能，使在化工企业中工作安全性极大提高。

附图说明

图1是一个实施例的气体泄漏远程监测及定位装置的结构正视图；

图2是一个实施例的气体泄漏远程监测及定位装置的结构左视图；

图3是一个实施例的气体泄漏远程监测及定位装置的结构右视图；

图4是一个实施例的气体泄漏远程监测及定位装置的模块结构示意图；

图5是一个实施例的气体泄漏远程监测及定位装置的工作流程图。

附图说明：1-箱体，2-显示屏，3-声光报警器，4-天线，5-高灵敏麦克风传感器组，6-蓄电池，7-FPGA主控板，8-消音键，9-复位键，10-自检键，11-控制终端，12-存储器，13-气敏传感器，14-灰尘过滤网，15-数据采集卡。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参考图1-3所示，为一种气体泄漏远程监测及定位装置，其特征在于：包括箱体1、显示屏2、声光报警器3、天线4、高灵敏麦克风传感器组5、蓄电池6、FPGA主控板7、存储器12、气敏传感器13、灰尘过滤网14、数据采集卡15和控制终端11；

所述蓄电池6、FPGA主控板7、存储器12和数据采集卡15设置在所述箱体1的内部，所述显示屏2、声光报警器3、天线4、高灵敏麦克风传感器组5和灰尘过滤网14 设置在所述箱体1的外侧面，所述气敏传感器13设置在所述灰尘过滤网14中；

如图4所示，所述显示屏2、声光报警器3、天线4、高灵敏麦克风传感器组5、蓄电池6和存储器12分别与所述FPGA主控板7电性连接，所述气敏传感器13经所述数据采集卡15与所述FPGA主控板7电性连接，所述FPGA主控板7通过所述天线4与所述控制终端11进行无线连接。

所述FPGA主控板7对所述气敏传感器13获取的气体泄漏信息处理并转发，通过无线通信发射端传送至控制终端11。所述FPGA主控板7对高灵敏麦克风传感器组5获取的气体泄漏声波信号处理并计算出泄漏源的位置信息同时也可从另一方面判断有无泄漏，发送给控制终端11，使技术人员能够快速到达现场、精准排除危害。需要特别说明的是，上述涉及的算法均为本领域的现有技术，本实用新型并未对算法本身进行改进。

其中显示屏2采用LCD显示屏，用来显示当前化工厂中各传感器的参数信息，还可以设置一个电源开关控制该装置的启动运行，不用时可手动关闭。

气敏传感器13可对管道泄漏处气体浓度进行监测，能够满足对管道内气体浓度估计并由此判断是否存在气体泄漏。气敏传感器13被放置于装置左侧面，在待测区域内，传感器感知到危险气体的泄漏并判断气体泄漏是否存在，当监测到气体浓度值高于预设的浓度阈值时，生成报警信息，由继电器控制声光报警器3，指示灯变为红色且伴有鸣笛声以示警示。同时，FPGA主控板7连接的LCD显示屏交互显示界面一直显示泄漏处的危险气体浓度并记录信息存储在存储器12中，便于准确快速地传至控制终端11。

在一个实施例中，所述高灵敏麦克风传感器组5包括4个光纤式麦克风，每个光纤式麦克风包括MEMS麦克风探头、激光光源、光耦合器和光电转换器，所述激光光源提供的激光信号经所述光耦合器一分为二，其中一路激光信号作为调制光经所述MEMS麦克风探头中，当外界声波作用于MEMS麦克风头部薄膜时引起调制光的相位变化，另一路激光信号则直接与调制光再次经光耦合器形成三路干涉信号，这三路干涉信号经所述光电转换器转换为三路电压信号并传送给所述FPGA主控板7，得到原始的声信号，据此判断是否有气体泄漏的特征，如有则判断气体泄漏存在并进行定位运算确定泄漏位置， LCD显示屏2中显示出泄漏点坐标，声光报警器3开启报警。

在一个实施例中，所述蓄电池6与所述FPGA主控板7之间电性连接有稳压芯片。设置稳压芯片，能更好地保护FPGA主控板7，并延长其使用寿命。

在一个实施例中，所述箱体1的侧面设有电源接口，所述蓄电池6经该电源接口与外部电源电性连接。

在一个实施例中，所述装置还包括设置在所述箱体1外侧面的消音键8、复位键9和自检键10，所述消音键8、复位键9和自检键10分别与所述FPGA主控板7电性连接。

设置自检键10是为了提高报警系统的可靠性，控制器设置了检查功能，可定期或不定期的进行模拟气体泄漏检查；复位键9是该装置在遭遇到故障或更换连接主机等问题时，需要执行复位操作。消音键8是当技术人员到达泄漏现场后，解除声光报警器3 的报警状态。该装置上方为声光报警器3和天线4，当泄漏气体浓度高于设定阈值时，声光报警器3亮起并发出鸣笛声以示警示；天线4则是用来发射无线信号至控制终端11。

在上述实施例中，所述控制终端11为PC机或者智能手机。

在一个实施例中，所述装置还包括分布在待监测区域各个位置处的通风模块，各通风模块通过对应的继电器与所述FPGA主控板7电性连接。

如图5所示，所述系统包括FPGA主控板7、声光报警器3、显示屏2、存储器12、蓄电池6、高灵敏麦克风传感器组5、气敏传感器13、继电器、通风模块、无线通信发射端等。以上所述模块均与主控芯片连接，所述FPGA主控板7用于通过高灵敏麦克风传感器组5获得当前管道内气体泄漏的声波信号，通过气敏传感器13获得当前管道泄漏处气体浓度等信息；所述无线通信发射端通过以太网将泄漏信息发送给控制终端11；继电器控制的通风模块是当气体泄漏发生时，控制管道泄漏处的通风模块启动，降低泄漏气体在室内的浓度，避免遇明火发生爆炸；蓄电池6用于发生断电状态时为各个装置及模块紧急供电。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

需要说明的是，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本申请实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种气体泄漏远程监测及定位装置，其特征在于：包括箱体(1)、显示屏(2)、声光报警器(3)、天线(4)、高灵敏麦克风传感器组(5)、蓄电池(6)、FPGA主控板(7)、存储器(12)、气敏传感器(13)、灰尘过滤网(14)、数据采集卡(15)和控制终端(11)；

所述蓄电池(6)、FPGA主控板(7)、存储器(12)和数据采集卡(15)设置在所述箱体(1)的内部，所述显示屏(2)、声光报警器(3)、天线(4)、高灵敏麦克风传感器组(5)和灰尘过滤网(14)设置在所述箱体(1)的外侧面，所述气敏传感器(13)设置在所述灰尘过滤网(14)中；

所述显示屏(2)、声光报警器(3)、天线(4)、高灵敏麦克风传感器组(5)、蓄电池(6)和存储器(12)分别与所述FPGA主控板(7)电性连接，所述气敏传感器(13)经所述数据采集卡(15)与所述FPGA主控板(7)电性连接，所述FPGA主控板(7)通过所述天线(4)与所述控制终端(11)进行无线连接。

2.根据权利要求1所述气体泄漏远程监测及定位装置，其特征在于：所述高灵敏麦克风传感器组(5)包括4个光纤式麦克风，每个光纤式麦克风包括MEMS麦克风探头、激光光源、光耦合器和光电转换器，所述激光光源提供的激光信号经所述光耦合器一分为二，其中一路激光信号作为调制光经所述MEMS麦克风探头中，当外界声波作用于MEMS麦克风头部薄膜时引起调制光的相位变化，另一路激光信号则直接与调制光再次经光耦合器形成三路干涉信号，这三路干涉信号经所述光电转换器转换为三路电压信号并传送给所述FPGA主控板(7)。

3.根据权利要求1所述气体泄漏远程监测及定位装置，其特征在于：所述蓄电池(6)与所述FPGA主控板(7)之间电性连接有稳压芯片。

4.根据权利要求1所述气体泄漏远程监测及定位装置，其特征在于：所述箱体(1)的侧面设有电源接口，所述蓄电池(6)经该电源接口与外部电源电性连接。

5.根据权利要求1所述气体泄漏远程监测及定位装置，其特征在于：所述装置还包括设置在所述箱体(1)外侧面的消音键(8)、复位键(9)和自检键(10)，所述消音键(8)、复位键(9)和自检键(10)分别与所述FPGA主控板(7)电性连接。

6.根据权利要求1所述气体泄漏远程监测及定位装置，其特征在于：所述控制终端(11)为PC机或者智能手机。

7.根据权利要求1所述气体泄漏远程监测及定位装置，其特征在于：所述装置还包括分布在待监测区域各个位置处的通风模块，各通风模块通过对应的继电器与所述FPGA主控板(7)电性连接。

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