CN214504584U - 一种家用燃气泄漏联动报警设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家用燃气泄漏联动报警设备，包括燃气报警器、物联网智能燃气表和物联网平台，燃气报警器和物联网智能燃气表控制连接，物联网平台与物联网智能燃气表通信连接。燃气报警器包括壳体、插头和串口接线，壳体内设有控制电路板，插头输出端与控制电路板连接，插头输入端与通有市电的插座连接。其中，控制电路板包括燃气检测模块、中央控制单元(MCU)、串口通信模块、温度补偿模块和电源转换模块。当中央控制单元判定待测气体浓度超过预设值时发出报警，并通过串口通信模块向物联网智能燃气表发出切阀命令。本实用新型可以降低工程难度与工程成本，减少工程质量隐患风险，提高户内燃气安全等级。

Description

一种家用燃气泄漏联动报警设备

技术领域

本实用新型涉及燃气泄漏报警技术领域，尤其涉及一种家用燃气泄漏联动报警设备。

背景技术

燃气安全即关乎城市的公共安全，也关乎每个家庭的安全与幸福，因此燃气安全也成为了近些年政府督导、公众关心的民生要事。户内厨房燃气安全隐患主要分为燃气爆炸、一氧化碳中毒或厨房火灾引发燃气二次灾害等情况，而其中造成事故的源发物质，不论是天然气、液化气还是一氧化碳都是无色无味的，虽然入户燃气添加了四氢噻吩加臭剂，有刺激性气味，但是一旦发生燃气泄漏并产生聚集，而用户发现不及时就容易引发燃气二次灾害，此时必须通过专业的燃气探测器才能检测到危险并发出提示报警。

参照说明书附图4，目前比较常见的传统户内燃气泄漏报警系统主要由两类产品构成，包括燃气报警器和紧急切断阀。其中燃气报警器用于可燃气体泄漏检测，当检测到浓度异常后发出声、光报警提醒用户注意。而紧急切断阀安装在燃气管路上，该紧急切断阀与燃气报警器通过控制线相连接，当燃气报警器报警后向紧急切断阀发出切断阀门的指令，由紧急切断阀负责切断管路供气，并达到釜底抽薪断绝危害的目的。

户内燃气工程是建筑工程的一部分，燃气管路及燃气表属于燃气工程中必不可少的部分，在建筑设计阶段肯定会进行燃气管路和燃气表的设计。而燃气报警器及紧急切断阀则并非所有燃气工程中必须的，多数建筑交付时并没有预留燃气报警器及紧急切断阀的位置。因此燃气报警器及紧急切断阀在有些工程上必须进行二次施工，特别是在老旧工程改造项目中，紧急切断阀与燃气报警器几乎都必须通过二次施工才能实现，这不但增加了工程难度与工程成本，实际上也增加了工程质量隐患风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种家用燃气泄漏联动报警设备，可以降低工程难度与工程成本，减少工程质量隐患风险，提升了安全等级。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种家用燃气泄漏联动报警设备，包括燃气报警器、物联网智能燃气表和物联网平台，所述燃气报警器和物联网智能燃气表控制连接，以控制物联网智能燃气表进行切阀操作，所述物联网平台与物联网智能燃气表通信连接，以实时监测报警信息，同时在第一时间将泄漏数据推送至用户手机；所述燃气报警器包括壳体、插头和串口接线，所述壳体内设有控制电路板，所述插头的输出端与控制电路板连接，所述插头的输入端与通有市电的插座连接；其中，所述控制电路板包括燃气检测模块、中央控制单元(MCU)、串口通信模块、温度补偿模块和电源转换模块，所述中央控制单元与燃气检测模块电性连接，并与串口通信模块通信连接，所述串口接线的一端电性连接串口通信模块，另一端电性连接物联网智能燃气表，当所述中央控制单元判定待测气体浓度超过预设值时发出报警，并通过串口通信模块向物联网智能燃气表发出切阀命令。

进一步设置为：所述燃气检测模块为CH4半导体型传感器，其感知气体素子以二氧化锡为主要材料，内置电热线圈和电极引线。

进一步设置为：所述温度补偿模块采用热敏电阻，所述中央控制单元与温度补偿模块通信连接，用于采集热敏电阻上的电压变化并计算出当前对应的温度值，从而对燃气检测模块进行温度补偿。

进一步设置为：所述中央控制单元采用高集成8位单片机，所述高集成8位单片机包含多通道的10位高精度的A/D转换器和比较器，并具有看门狗定时器低电压复位和低电压内部检测等保护功能。

进一步设置为：所述电源转换模块采用LDO电源转换芯片并与中央控制单元、温度补偿模块和燃气检测模块电性连接。

进一步设置为：所述串口通信模块采用UART串口输出。

进一步设置为：所述控制电路板还包括与中央控制单元连接的远传通讯模块，所述远传通讯模块通信连接有移动终端，以实现远程监控。

进一步设置为：所述移动终端为手机、平板电脑或笔记本。

进一步设置为：所述远传通讯模块包括NB、LoRa、4G、5G、Cat1等通信模块。

进一步设置为：所述壳体上设有输出联动提示灯、一级报警提示灯、二级报警提示灯和电源提示灯，所述壳体内设有蜂鸣器，所述一级报警提示灯、二级报警提示灯和蜂鸣器均与中央控制单元控制连接。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

(1)当中央控制单元判定待测气体浓度超过预设值时发出报警，并通过串口通信模块向物联网智能燃气表发出关阀命令，同时将报警信息、泄漏数据传输至物联网平台。用户可以通过物联网平台实时监测报警信息，同时泄漏数据也将在第一时间以微信公众号和手机短信等形式推送至用户手机。相比于现有技术，由物联网智能燃气表代替了燃气紧急切断阀，在老旧工程改造项目中无需进行二次施工即可实现燃气的泄漏报警功能，大大降低了工程难度与工程成本，减少了工程质量隐患风险。

(2)本实用新型至少比传统户内燃气泄漏报警系统减少了在紧急切断阀两侧的两个管路接头，减少了管路连接点的数量，从而提升了户内燃气安全等级。

(3)物联网智能燃气表的内阀门通量大，拥有不同规格，能满足用户增加燃气设备导致燃气流量增大的需求，只需要更换更大流量的物联网智能燃气表，无需更改燃气管路的口径，进一步降低了工程成本。

(4)中央控制单元通过采集热敏电阻上的电压变化并计算出当前对应的温度值，从而对燃气检测模块进行温度补偿，保证了燃气检测模块在宽温度范围内具有很高的检测精度。

(5)燃气报警器除了与物联网智能燃气表可以进行本地报警关阀外，还可以通过远程监控实现联防联控、提前预警、报警推送、远程关阀等功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为燃气报警器的结构示意图；

图3为控制电路板的硬件框图；

图4为背景技术中传统户内燃气泄漏报警系统的结构示意图。

附图标记：

1、燃气报警器 2、物联网智能燃气表 21、壳体

22、插头 23、串口接线 24、控制电路板

241、燃气检测模块 242、中央控制单元 243、串口通信模块

244、温度补偿模块 245、电源转换模块 246、远传通讯模块

25、输出联动提示灯 26、一级报警提示灯 27、二级报警提示灯

28、电源提示灯 29、蜂鸣器 3、物联网平台。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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。

实施例1

参照图1，为本实用新型公开的一种家用燃气泄漏联动报警设备，包括燃气报警器1、物联网智能燃气表2和物联网平台3，燃气报警器1和物联网智能燃气表2控制连接，以控制物联网智能燃气表2进行切阀操作，物联网平台3与物联网智能燃气表2通信连接，以传输泄漏数据等信息。其中，物联网智能燃气表2为无线远传膜式燃气表，并安装于燃气管路上，燃气管路的一端连接有灶具壁挂炉等家用燃气设备。

参照图2和图3，燃气报警器1包括壳体21、插头22和串口接线23，壳体21内设有控制电路板24，插头22的输出端与控制电路板24连接，插头22的与通有市电的插座连接。其中，控制电路板24包括燃气检测模块241、中央控制单元(MCU)242、串口通信模块243、温度补偿模块244和电源转换模块245。中央控制单元242与燃气检测模块241电性连接，并与串口通信模块243通信连接。串口接线23的一端电性连接串口通信模块243，另一端电性连接物联网智能燃气表2。物联网智能燃气表2上设有与串口接线23电性连接的外部接口，物联网智能燃气表2内插有用于传输信号的NB卡。

当中央控制单元242判定待测气体浓度超过预设值时发出报警，并通过串口通信模块243向物联网智能燃气表2发出关阀命令，同时将报警信息、泄漏数据传输至物联网平台3。用户可以通过物联网平台3实时监测报警信息，同时泄漏数据也将在第一时间以微信公众号和手机短信等形式推送至用户手机。

燃气检测模块241可以采用如氧化物半导体型、催化燃烧型、热线型气体传感器等可以探测可燃气体浓度的传感器，优选地采用CH4半导体型传感器，其感知气体素子以二氧化锡为主要材料，内置电热线圈和电极引线。当中央控制单元242给传感器施加驱动时，由于传感器的气体感度特性，通过采集传感器反馈的信号即可以判断出当前环境的CH4浓度，CH4半导体型传感器具有低功耗，选择性强，依赖性高，对CH4检知的寿命长等优点。

温度补偿模块244采用热敏电阻，中央控制单元242与温度补偿模块244通信连接。当温度不同时，热敏电阻的阻值将发生变化，中央控制单元242通过采集热敏电阻上的电压变化并计算出当前对应的温度值，从而对燃气检测模块241进行温度补偿，保证了燃气检测模块241在宽温度范围内具有很高的检测精度。

中央控制单元242采用高集成8位单片机，高集成8位单片机包含多通道的10位高精度的A/D转换器和比较器，具有看门狗定时器低电压复位和低电压内部检测等保护功能，同时具有优秀的抗干扰和ESD保护定能，确保了中央控制单元242在恶劣的电磁干扰环境下可以可靠地运行。

电源转换模块245采用LDO电源转换芯片并与中央控制单元242、温度补偿模块244和燃气检测模块241电性连接。通过LDO电源转换芯片将市电电压转换成3.3V，从而给中央控制单元MCU 242、温度补偿模块244和燃气检测模块241供电。LDO电源转换芯片具有低成本，低噪声和低静态电流等优点。

串口通信模块243采用UART串口输出，操作人员可以直接通过串口读出当前模块的报警信息，温度信息，传感器故障信息等。

控制电路板24还包括与中央控制单元242连接的远传通讯模块246，远传通讯模块246通信连接有移动终端，以实现远程监控。移动终端为手机、平板电脑或笔记本，远传通讯模块246包括NB、LoRa、4G、5G、Cat1等通信模块。燃气报警器1除了与物联网智能燃气表2可以进行本地报警关阀外，还可以通过远程监控实现联防联控、提前预警、报警推送、远程关阀等功能。

参照图2，壳体21上设有输出联动提示灯25、一级报警提示灯26、二级报警提示灯27和电源提示灯28，壳体21内设有蜂鸣器29，一级报警提示灯26、二级报警提示灯27和蜂鸣器29均与中央控制单元242控制连接。预设值(即泄漏燃气浓度阈值)设有两级，分别为预设值1和预设值2，当燃气检测模块241检测到待测气体浓度超过预设值1并持续180S后发出低端报警，一级报警提示灯26亮并且蜂鸣器29发出平缓的报警声，当气体浓度超过预设值2保持30S后发出高端报警，二级报警提示灯27亮并且蜂鸣器29发出急促的报警声。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

将插头22插入通有市电的插座中，并将串口连线接入物联网智能燃气表2的外部接口中，此时电源提示灯28亮。当中央控制单元242给燃气检测模块241施加驱动时，中央控制单元242通过采集燃气检测模块241反馈的信号即可以判断出当前环境的CH4浓度。当中央控制单元242判定待测气体浓度超过预设值时发出报警，此时输出联动提示灯25亮起，并通过串口通信模块243向物联网智能燃气表2发出关阀命令，同时将报警信息、泄漏数据传输至物联网平台3。用户可以通过物联网平台3实时监测报警信息，同时泄漏数据也将在第一时间以微信公众号和手机短信等形式推送至用户手机。当燃气检测模块241检测到待测气体浓度超过预设值1并持续180S后发出低端报警，一级报警提示灯26亮并且蜂鸣器29发出平缓的报警声，当气体浓度超过预设值2保持30S后发出高端报警，二级报警提示灯27亮并且蜂鸣器29发出急促的报警声。燃气报警器1除了与物联网智能燃气表2可以进行本地报警关阀外，还可以通过远程监控实现联防联控、提前预警、报警推送、远程关阀等功能。

与传统燃气安全系统相比，本实用新型由物联网智能燃气表2代替了燃气紧急切断阀，相当于节省了一个燃气紧急切断阀，在老旧工程改造项目中无需进行二次施工即可实现燃气的泄漏报警功能，大大降低了工程难度与工程成本，减少了工程质量隐患风险。物联网智能燃气表2的内阀门通量大，拥有不同规格，物联网智能燃气表2规格一般为G1.6-G4.0之间，最大流量在2.5m³/h到6m³/h之间，能满足用户增加燃气设备导致燃气流量增大的需求，只需要更换更大流量的物联网智能燃气表2，无需更改燃气管路的口径，进一步降低工程成本。燃气泄漏基本上都发生在燃气释放源和管路连接点上，户内燃气也不例外，所以预防燃气泄漏的基本原则即包含减少管路连接点的数量。显而易见，本实用新型至少比传统户内燃气泄漏报警系统减少了在紧急切断阀两侧的两个管路接头，考虑到紧急切断阀自身的泄漏风险，则本实用新型更是大大提升了户内燃气安全等级。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种家用燃气泄漏联动报警设备，其特征在于：包括燃气报警器(1)、物联网智能燃气表(2)和物联网平台(3)，所述燃气报警器(1)和物联网智能燃气表(2)控制连接，以控制物联网智能燃气表(2)进行切阀操作，所述物联网平台(3)与物联网智能燃气表(2)通信连接，以实时监测报警信息，同时在第一时间将泄漏数据推送至用户手机；

所述燃气报警器(1)包括壳体(21)、插头(22)和串口接线(23)，所述壳体(21)内设有控制电路板(24)，所述插头(22)的输出端与控制电路板(24)连接，所述插头(22)的输入端与通有市电的插座连接；

其中，所述控制电路板(24)包括燃气检测模块(241)、中央控制单元(242)、串口通信模块(243)、温度补偿模块(244)和电源转换模块(245)，所述中央控制单元(242)与燃气检测模块(241)电性连接，并与串口通信模块(243)通信连接，所述串口接线(23)的一端电性连接串口通信模块(243)，另一端电性连接物联网智能燃气表(2)，当所述中央控制单元(242)判定待测气体浓度超过预设值时发出报警，并通过串口通信模块(243)向物联网智能燃气表(2)发出切阀命令。

2.根据权利要求1所述的一种家用燃气泄漏联动报警设备，其特征在于：所述燃气检测模块(241)为CH4半导体型传感器，内置电热线圈和电极引线。

3.根据权利要求1所述的一种家用燃气泄漏联动报警设备，其特征在于：所述温度补偿模块(244)采用热敏电阻，所述中央控制单元(242)与温度补偿模块(244)通信连接，用于采集热敏电阻上的电压变化并计算出当前对应的温度值，从而对燃气检测模块(241)进行温度补偿。

4.根据权利要求1所述的一种家用燃气泄漏联动报警设备，其特征在于：所述中央控制单元(242)采用高集成8位单片机，所述高集成8位单片机包含多通道的10位高精度的A/D转换器和比较器，并具有看门狗定时器低电压复位和低电压内部检测保护功能。

5.根据权利要求1所述的一种家用燃气泄漏联动报警设备，其特征在于：所述电源转换模块(245)采用LDO电源转换芯片并与中央控制单元(242)、温度补偿模块(244)和燃气检测模块(241)电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种家用燃气泄漏联动报警设备，其特征在于：所述串口通信模块(243)采用UART串口输出。

7.根据权利要求1所述的一种家用燃气泄漏联动报警设备，其特征在于：所述控制电路板(24)还包括与中央控制单元(242)连接的远传通讯模块(246)，所述远传通讯模块(246)通信连接有移动终端，以实现远程监控。

8.根据权利要求7所述的一种家用燃气泄漏联动报警设备，其特征在于：所述移动终端为手机、平板电脑或笔记本。

9.根据权利要求8所述的一种家用燃气泄漏联动报警设备，其特征在于：所述远传通讯模块(246)包括NB、LoRa、4G、5G、Cat1 通信模块。

10.根据权利要求1所述的一种家用燃气泄漏联动报警设备，其特征在于：所述壳体(21)上设有输出联动提示灯(25)、一级报警提示灯(26)、二级报警提示灯(27)和电源提示灯(28)，所述壳体(21)内设有蜂鸣器(29)，所述一级报警提示灯(26)、二级报警提示灯(27)和蜂鸣器(29)均与中央控制单元(242)控制连接。

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