CN214200188U - 一种密封式气体采集管的气压检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种密封式气体采集管的气压检测系统，它主要包括密封式气体采集管、检测控制终端和移动监视与预警终端；本实用新型通过检测控制终端的传感器采集数据，并利用无线通信模块将数据传输至移动监视与预警终端，气体压强超过阈值时，检测控制终端随即驱动电机控制活塞移动，自动释放气体来维持采集管内压强稳定；而当移动监视与预警终端接收到超出阈值的压强信号时，预警终端的发光二极管闪烁，同时蜂鸣器联动报警；本系统通过检测控制终端和移动监视与预警终端的应用，实现了密封式气体采集管内气体相关参数的实时精准检测和远程智能分析与控制。

Description

一种密封式气体采集管的气压检测系统

技术领域

本实用新型涉及气压监测领域，具体来说是一种密封式气体采集管的气压检测系统。

背景技术

目前，对采集气体的气压检测一般通过气压表来进行实时检测，但是现有的气压表在气体采集管中应用往往满足不了气密性的要求，而且该种气压检测方法，只能现场实时监视，并不能实现远程监视控制，所以设计一套针对密封式气体采集管远程气压检测的系统具有重要意义。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种密封式气体采集管的气压检测系统。

本实用新型所采用的技术方案是：

1、一种密封式气体采集管的气压检测系统，包括密封式气体采集管(3)、检测控制终端 (28)和移动监视与预警终端(27)，其特征在于：所述密封式气体采集管，它主要包括进气口(1) 及进气阀(2)、采集管管腔、出气口(7)及出气孔带孔塞(8)、气压控制活塞(15)；所述检测控制终端(28)，它主要包括主控模块、无线通信模块、检测模块、执行模块、电源模块；所述主控模块包括检测控制器(30)、电机驱动控制器(12)；所属无线通信模块包括检测通信模块 (31)、控制通信模块(13)、无线传输模块(11)；所述检测模块包括温湿度传感器(4)、压力传感器(5)；所述执行模块即电动机及驱动模块(10)；所述电源模块包括检测供电模块(32)、控制供电模块(18)；所述移动监视与预警终端(27)，它主要包括主控模块、通信模块、响应模块、电源模块；所述主控模块包括STM32F103控制器(17)、开关(25)、按键(21)、显示屏(26)；所述响应模块包括发光二极管(16)和蜂鸣器(20)；所述检测控制终端(28)中温湿度传感器(4)、压力传感器(5)、检测通信模块(31)、检测供电模块(32)与检测控制器(30)相连，控制通信模块(13)、电机驱动模块(10)、控制供电模块(18)分别与电机驱动控制器(12)相连；移动监视与预警终端(27)中无线通信模块(19)、开关(25)、按键(21)、显示屏(26)、蜂鸣器(20)、发光二极管(16)、锂电池(22)分别与STM32F103控制器(17)相连。

所述密封式气体采集管主要包括进气口(1)及进气阀(2)、采集管管腔、出气口(7)及出气孔带孔塞(8)、气压控制活塞(15)；所述出气孔带孔塞(8)设有封闭性更强的橡胶螺纹(9)和出气孔，气压控制活塞采用橡胶螺纹(6)，该活塞底部通过金属连杆(14)和金属连杆外置弹簧(29) 与电机驱动模块(10)相连。

所述一种密封式气体采集管的气压检测系统的移动监视与预警终端(27)的主控模块中主控制器使用的是STM32F103控制器(17)，开关(25)和按键(21)使用的是独立按键，显示屏 (26)使用的是0.96寸的OLED显示屏。

所述一种密封式气体采集管的气压检测系统的检测控制终端(28)的检测模块、检测控制器(30)、检测通信模块(31)、检测供电模块(32)放置于气压控制活塞(15)之上；检测模块中温湿度传感器(4)使用的型号是DHT11，压力传感器(5)使用的型号是BMP280-3.3，使用的型号是PCF8591，该检测模块可以检测到环境周围的温湿度、气压，这些信息传送给检测控制器(30)，检测控制器(30)将这些数据通过检测通信模块(31)发送到控制通信模块(13)；若检测到的气压超出阈值时，电机驱动控制器(12)控制电机驱动模块(10)拖动气压控制活塞下移，气体从出气孔带孔塞(8)的小孔放出，从而维持采集管内气压稳定。

所述一种密封式气体采集管的气压检测系统的检测控制终端(28)的无线通信模块包括检测通信模块(31)、控制通信模块(13)、无线传输模块(11)；检测通信模块(31)和控制通信模块(13)采用CC2530无线射频模块，无线传输模块(11)采用ESP8266串口wifi模块；所述移动监视与预警终端(27)无线通信模块(19)采用ESP8266串口wifi模块；检测到的温湿度和气压数据经检测控制器(30)处理后，通过检测通信模块传输至控制通信模块；若检测到的气压超出阈值时，电机驱动控制器(12)控制电机驱动模块(10)拖动气压控制活塞下移，释放气体维持稳定；同时电机驱动控制器(12)将检测数据与电机驱动数据打包，通过无线传输模块(11) 发送到移动监视与预警终端(27)，移动监视与预警终端(27)的无线通信模块(19)接收数据，经STM32F103控制器(17)处理后将其显示在显示屏(26)上，若是该数据超过预设值， STM32F103控制器(17)控制发光二极管(16)闪烁，蜂鸣器(20)响应。

所述一种密封式气体采集管的气压检测系统的检测控制终端(28)的执行模块即电机驱动模块(10)，若是检测到的气压值超出阈值，电机驱动控制器(12)发出信号，电机驱动模块(10) 控制电动机运转，将气压控制活塞(15)往下拉，多余气体从排气口缓慢放出，气压恢复正常，通过活塞金属连杆(14)的金属连杆外置弹簧(29)使活塞恢复初始位置；所述移动监视与预警终端(27)的响应模块包含蜂鸣器(20)和发光二极管(16)，发光二极管(16)和蜂鸣器(20)均采用 BTL功放电路来放大声音和光照强度，若传输的气压数据超过预设值，STM32F103控制器 (17)控制发光二极管(16)闪烁，蜂鸣器(20)联动响应。

所述的一种密封式气体采集管的气压检测系统的移动监视与预警终端(27)的锂电池(22) 采用的是3.3V的；所述检测控制终端(28)的检测供电模块(32)使用的是锂电池，控制供电模块(18)采用的是锂电池。

进一步的，所述密封式气体采集管的进气口(1)设有进气阀(2)。

进一步的，所述密封式气体采集管的出气孔带孔塞(8)设有密封性更好的的橡胶螺纹(9) 和出气孔。

进一步的，所述密封式气体采集管的气压控制活塞(15)采用密封性更好的橡胶螺纹(6)，该活塞底部设有金属连杆(14)与电机驱动模块(10)相连。

进一步的，所述密封式气体采集管的气压控制活塞金属连杆外侧设有弹性较强的金属连杆外置弹簧(29)。

进一步的，所述移动监视与预警终端设有可悬挂式手提握把(23)。

与现有气体采集管的气压检测系统相比，本实用新型的优益效果是：

1、本实用新型的气压采集管进气口设有进气阀，出气口设有出气孔带孔塞、气压控制活塞，保证了气体采集管的密封性；检测与控制通过无线通信，即保证气体采集管密封性，而且在气压过高时，通过电机控制气压控制活塞，使气体从出气孔的出气孔带孔塞的小孔缓慢放出，防止气压过高；该实用新型移动监视与预警终端的终端设有可悬挂式手提握把，该终端不仅可以解决传统气压检测系统无法远程监控的缺点，而且其可移动性和易放置性在实际应用中具有十分广阔的前景。

2、本实用新型采用温湿度传感器、压力传感器实时采集气体采集管中温湿度、气压值，这些数据送到检测控制器进行处理，同时将这些信息通过无线通信模块传送到电机驱动控制器；若是检测到的气压值超过阈值，检测控制终端通过电动机驱动模块控制活塞移动，释放多余气体，若检测到压力值恢复阈值范围之内，电动机断电，弹簧自动推动活塞恢复初始位置，密封该气体采集管。移动监视与预警终端通过无线通信模块接收检测控制终端传输的温湿度、气压值、电机运行情况等数据，通过STM32F103控制器将数据显示在显示屏上，若是气压值超出阈值，移动监视与预警终端的终端发光二极管闪烁、蜂鸣器联动响应；该实用新型真正的为密封式气体采集管所设计，解决了采集管密封性、实现了远程显示警报、自动检测控制实现真正意义上密封式采集管的智能气压检测。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构示意图。

图2是本实用新型移动监视与预警终端可移动终端的结构示意图。

图3是本实用新型检测控制终端结构示意图。

图4是本实用新型的原理示意图。

附图中的标号为：1进气口；2进气阀；3气体采集管；4温湿度传感器；5压力传感器；6气压控制活塞橡胶螺纹；7出气口；8出气孔带孔塞；9出气孔带孔塞橡胶螺纹；10电机驱动模块；11电源模块；12电机驱动控制器；13控制通信模块；14金属连杆；15气压控制活塞；16发光二极管；17STM32F103控制器；18控制供电模块；19移动监视与预警终端无线通信模块；20蜂鸣器；21按键；22锂电池；23可悬挂式握把；24移动监视与预警终端充电接口；25开关；26显示屏；27移动监视与预警终端；28检测控制终端； 29金属连杆外置弹簧；30检测控制器；31检测通信模块；32检测供电模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细的说明：

如图1所示，一种密封式气体采集管的气压检测系统，包括密封式气体采集管(3)、检测控制终端(28)和移动监视与预警终端(27)，其特征在于：其特征在于：所述密封式气体采集管，它主要包括进气口(1)及进气阀(2)、采集管(3)、出气口(7)及出气孔带孔塞(8)、气压控制活塞(15)；所述检测控制终端(28)，它主要包括主控模块、无线通信模块、检测模块、执行模块、电源模块；所述主控模块包括检测控制器(30)、电机驱动控制器(12)；所属无线通信模块包括检测通信模块(31)、控制通信模块(13)、无线传输模块(11)；所述检测模块包括温湿度传感器(4)、压力传感器(5)；所述执行模块即电动机及驱动模块(10)；所述电源模块包括检测供电模块(32)、控制供电模块(18)；所述移动监视与预警终端(27)，它主要包括主控模块、无线通信模块(19)、响应模块、电源模块；所述主控模块包括STM32F103控制器(17)、开关(25)、按键(21)、显示屏(26)；所述响应模块包括发光二极管(16)和蜂鸣器(20)；所述电源模块包括锂电池(22)；所述检测控制终端(28)中温湿度传感器(4)、压力传感器(5)、检测通信模块(31)、检测供电模块(32)与检测控制器(30)相连，控制通信模块(13)、电机驱动模块(10)、控制供电模块(18)分别与电机驱动控制器(12)相连；移动监视与预警终端(27)中无线通信模块(19)、开关(25)、按键(21)、显示屏(26)、蜂鸣器(20)、发光二极管(16)、锂电池(22)分别与 STM32F103控制器(17)相连。

所述检测控制终端(28)包含气压控制活塞(15)及检测控制电路，温湿度传感器(4)、压力传感器(5)、检测通信模块(31)、检测控制器(30)、检测供电模块(32)置于气压控制活塞(15) 之上，气压控制活塞(15)通过金属连杆(14)与电机驱动模块(10)相连接；金属连杆(14)外侧设有弹性较好的金属连杆外置弹簧(29)，该弹簧既可以保证气压正常时，气压控制活塞(15)处于出气孔的上侧保证密封性，也可以在气压调整后自动推动气压控制活塞(15)恢复初始位置；出气孔设有出气孔带孔塞(8)，防止排出气体时候气体溢出过快，出气孔带孔塞(8)同样采用橡胶螺纹(9)。

所述检测控制终端(28)的温湿度传感器、气压传感器传感器、检测控制器、检测通信模块、检测供电模块分别安装在(4)、(5)、(30)、(31)、(32)所示的位置，传感器可以实时检测环境中的温湿度、气压大小，这些数据发送到检测控制器(30)进行处理，处理完成的信息通过检测通信模块(31)发送到控制通信模块(13)；控制通信模块(13)接收数据并上传至电机驱动控制器(12)分析，若是气压数据超出阈值，电机驱动控制器(12)控制电机驱动模块(10)工作，拉动气压控制活塞(15)下移，使得气体从出气孔散出，维持气压稳定；当气压数据恢复正常，电机断电，金属连杆外置弹簧(29)推动气压控制活塞(15)恢复初始状态，保持密封性。

所述移动监视与预警终端(27)的STM32F103控制器安装在(17)所示位置，无线通信模块安装在(19)所示位置，通过该模块接收检测控制终端(28)无线传输模块(11)发出的温湿度、气压数据，并将数据发送到STM32F103控制器，显示屏安装在(26)所示位置用于显示检测到的温湿度、气压数据、电机驱动状态，开关、按键安装在(25)、(21)所示位置，分别用于控制移动监视与预警终端(27)的开关和气压阈值；所述的响应模块中蜂鸣器安装在(20)所示位置、发光二极管安装在(16)所示位置，用于气体气压过大超越阈值时的报警提醒作用。

所述移动监视与预警终端(27)的锂电池安装在(22)所示的位置，移动监视与预警终端充电接口在(24)所示位置；所述检测控制终端(28)的检测供电模块(32)使用的是锂电池，控制供电模块(18)采用的是锂电池。

如图2所示，本实用新型一种密封式气体采集管的气压检测系统的具体工作过程是：

本实用新型在启动时，用户通过开关按键(25)启动装置，屏幕(26)上面会显示“未连接”的字样，移动监视与预警终端会自动和检测控制终端配对，配对完成后；检测模块会实时检测环境中的温湿度、气压大小等信息并传送到检测控制器(30)，随后通过检测通信模块(31) 发送到控制通信模块(13)；控制通信模块(13)接收数据并上传至电机驱动控制器(12)进行分析控制，处理后得到温湿度、气压的大小、电机驱动状态等信息，并通过无线传输模块(11) 将数据发送到移动监视与预警终端(27)；移动监视与预警终端(27)的无线通信模块(19)接收数据，该模块接收数据送入STM32F103控制器(17)，控制器将温湿度、气压、电机运行状态等数据显示在显示屏(26)上。

本实用新型装置在工作的时候，若气压超过预设阈值时，检测控制终端(28)的电机驱动控制器(12)控制电机驱动模块(10)工作，拉动气压控制活塞(15)下移，气体从出气孔带孔塞(8) 的小孔散出，同时移动监视与预警终端(27)的发光二极管(16)闪烁，蜂鸣器(20)响应；若气体气压恢复阈值之内，检测控制终端(28)的电机驱动模块(10)停止工作，金属连杆外置弹簧 (29)会推动气压控制活塞(15)恢复初始状态，同时移动监视与预警终端(27)的发光二极管(16) 停止闪烁、蜂鸣器(20)停止响应；移动监视与预警终端(27)的按键(21)用来设定气体采集管内的气压阈值，从而适应不同环境或实验的要求。

本实用新型在使用的时候，可通过控制供电模块(18)和检测供电模块(32)对检测控制终端(28)供电，同时移动监视与预警终端(27)通过锂电池(22)给该系统可移动终端供电，通过移动监视与预警终端充电接口(24)给锂电池(22)充电；本实用新型为了适应对不同环境的需求，移动监视与预警终端(27)设置了可悬挂式手提握把(23)，用户可以通过可悬挂式手提握把(23)来移动或者放置移动监视与预警终端，适用各种环境便于携带和放置。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种密封式气体采集管的气压检测系统，包括密封式气体采集管(3)、检测控制终端(28)和移动监视与预警终端(27)，其特征在于：所述密封式气体采集管，它主要包括进气口(1)及进气阀(2)、采集管管腔、出气口(7)及出气孔带孔塞(8)、气压控制活塞(15)；所述检测控制终端(28)，它主要包括主控模块、无线通信模块、检测模块、执行模块、电源模块；所述主控模块包括检测控制器(30)、电机驱动控制器(12)；所属无线通信模块包括检测通信模块(31)、控制通信模块(13)、无线传输模块(11)；所述检测模块包括温湿度传感器(4)、压力传感器(5)；所述执行模块即电动机及驱动模块(10)；所述电源模块包括检测供电模块(32)、控制供电模块(18)；所述移动监视与预警终端(27)，它主要包括主控模块、通信模块、响应模块、电源模块；所述主控模块包括STM32F103控制器(17)、开关(25)、按键(21)、显示屏(26)；所述响应模块包括发光二极管(16)和蜂鸣器(20)；所述检测控制终端(28)中温湿度传感器(4)、压力传感器(5)、检测通信模块(31)、检测供电模块(32)与检测控制器(30)相连，控制通信模块(13)、电机驱动模块(10)、控制供电模块(18)分别与电机驱动控制器(12)相连；移动监视与预警终端(27)中无线通信模块(19)、开关(25)、按键(21)、显示屏(26)、蜂鸣器(20)、发光二极管(16)、锂电池(22)分别与STM32F103控制器(17)相连。

2.根据权利要求1所述的一种密封式气体采集管的气压检测系统，其特征在于：所述密封式气体采集管(3)主要包括进气口(1)及进气阀(2)、采集管管腔、出气口(7)及出气孔带孔塞(8)、气压控制活塞(15)。

3.根据权利要求2所述的一种密封式气体采集管的气压检测系统，其特征在于：所述出气孔带孔塞(8)设有封闭性更强的橡胶螺纹(9)和出气孔，气压控制活塞采用橡胶螺纹(6)，该活塞底部通过金属连杆(14)和金属连杆外置弹簧(29)与电机及驱动模块(10)相连。

4.根据权利要求1所述的一种密封式气体采集管的气压检测系统，其特征在于：所述移动监视与预警终端(27)的主控模块中主控制器使用的是STM32F103控制器(17)，开关(25)和按键(21)使用的是独立按键，显示屏(26)使用的是0.96寸的OLED显示屏。

5.根据权利要求1所述的一种密封式气体采集管的气压检测系统，其特征在于：所述检测控制终端(28)的检测模块、检测控制器(30)、检测通信模块(31)、检测供电模块(32)放置于气压控制活塞(15)之上；检测模块中温湿度传感器(4)使用的型号是DHT11，压力传感器(5)使用的型号是BMP280-3.3，使用的型号是PCF8591，该检测模块可以检测到环境周围的温湿度、气压，这些信息传送给检测控制器(30)，检测控制器(30)将这些数据通过检测通信模块(31)发送到控制通信模块(13)；若检测到的气压超出阈值时，电机驱动控制器(12)控制电机驱动模块(10)拖动气压控制活塞下移，气体从出气孔带孔塞(8)的小孔放出，从而维持采集管内气压稳定。

6.根据权利要求1所述的一种密封式气体采集管的气压检测系统，其特征在于：所述检测控制终端(28)的无线通信模块包括检测通信模块(31)、控制通信模块(13)、无线传输模块(11)；检测通信模块(31)和控制通信模块(13)采用CC2530无线射频模块，无线传输模块(11)采用ESP8266串口wifi模块；所述移动监视与预警终端(27)无线通信模块(19)采用ESP8266串口wifi模块；检测到的温湿度和气压数据经检测控制器(30)处理后，通过检测通信模块传输至控制通信模块；若检测到的气压超出阈值时，电机驱动控制器(12)控制电机驱动模块(10)拖动气压控制活塞下移，释放气体维持稳定；同时电机驱动控制器(12)将检测数据与电机驱动数据打包，通过无线传输模块(11)发送到移动监视与预警终端(27)，移动监视与预警终端(27)的无线通信模块(19)接收数据，经STM32F103控制器(17)处理后将其显示在显示屏(26)上，若是该数据超过预设值，STM32F103控制器(17)控制发光二极管(16)闪烁，蜂鸣器(20)响应。

7.根据权利要求1所述的一种密封式气体采集管的气压检测系统，其特征在于：所述检测控制终端(28)的执行模块即电机驱动模块(10)，若是检测到的气压值超出阈值，电机驱动控制器(12)发出信号，电机驱动模块(10)控制电动机运转，将气压控制活塞(15)往下拉，多余气体从排气口缓慢放出，气压恢复正常，通过活塞金属连杆(14)的金属连杆外置弹簧(29)使活塞恢复初始位置；所述移动监视与预警终端(27)的响应模块包含蜂鸣器(20)和发光二极管(16)，发光二极管(16)和蜂鸣器(20)均采用BTL功放电路来放大声音和光照强度，若传输的气压数据超过预设值，STM32F103控制器(17)控制发光二极管(16)闪烁，蜂鸣器(20)联动响应。

8.根据权利要求1所述的一种密封式气体采集管的气压检测系统，其特征在于：移动监视与预警终端(27)的锂电池(22)采用的是3.3V的；所述检测控制终端(28)的检测供电模块(32)使用的是锂电池，控制供电模块(18)采用的是锂电池。

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