CN214667077U - 一种防爆低功耗数据采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防爆低功耗数据采集器，包括：隔爆箱，隔爆箱中设有本安电路板和主电路板，本安电路板上设有本安电路，本安电路通过通信线与所述的主电路板上的静电阻抗电路连接，静电阻抗电路与设置在主电路板上的处理器连接，主电路板还设有供给主电路板的电源和限压限流电路，限压限流电路通过本安电源线与本安电路连接，本安电路与设置隔爆箱面板上的输入输出接口连接。本实用新型使用了体积较小的隔爆箱，并采用本安设计。本实用新型在设计上秉持安全、易用、够用、高性价比的理念，结合本安、防静电等多项安全措施，着眼于燃气监控现场极易发生危险等问题，注重安全性和使用方便，是中小规模场站、调压箱量低成本高性价比的良好解决方案。

Description

一种防爆低功耗数据采集器

技术领域

本实用新型涉及一种防爆低功耗数据采集器，是一种数据采集设备，是一种用于燃气供应的危险场合使用的安全监测数据采集设备。

背景技术

随着天然气作为清洁能源应用范围不断的扩大，越来越多的工商业用户放弃使用煤炭转而使用天然气作为首选能源。这样的用户通常为中小用户，虽然从安全要求出发应该在具备一定用气量的用户安装用气安全监控系统，然而现有的用气安全监控系统，特别是数据采集设备体积较大，安装和应用比较复杂，对周围的环境要求较高，因此，中小型用户往往由于供电问题、空间狭小、环境恶劣等原因不具备安装传统数据采集系统的条件。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本实用新型提出了一种防爆低功耗数据采集器。所述的采集器将主要电路集成在体积紧凑的隔爆箱中，隔爆箱外全部为本安型输出，避免了安全隐患。

本实用新型的目的是这样实现的：一种防爆低功耗数据采集器，包括：隔爆箱，所述的隔爆箱中设有本安电路板和主电路板，所述的本安电路板上设有本安电路，所述的本安电路通过通信线与所述的主电路板上的静电阻抗电路连接，所述的静电阻抗电路与设置在主电路板上的处理器连接，所述的主电路板还设有供给主电路板的电源和限压限流电路，所述的限压限流电路通过本安电源线与本安电路连接，所述的本安电路与设置隔爆箱面板上的输入输出接口连接。

进一步的，所述的隔爆箱面板上设有钢化玻璃看窗，所述的钢化玻璃看窗内设置人指感应操作的液晶显示屏幕。

进一步的，所述的本安电路板与主电路板之间的连接线为4芯线，其他两根线为本安电源线，另外两根线为通信线。

进一步的，所述的输入输出接口是2-5个通讯模块，各个所述的通讯模块至少包括两路数字输入输出端和两路模拟输出输出端。

进一步的，所述的数字输入输出端是RS485。

进一步的，所述的主电路板上还设有能够连接无线通讯电路的mini-pcie接口。

进一步的，所述的无线通讯电路是GPRS/CDMA无线通讯电路或4G全网通无线通讯电路。

进一步的，所述的无线通讯电路是NB-IoT无线通讯电路或Lora无线通讯电路。

进一步的，所述的电源是电池、市电、低压输入端中的一种或结合，所述的电源还设有低功耗电源管理电路。

进一步的，所述的隔爆箱符合Exd[ia]IIBT6Ga的本安关联设备规范；安板输出的信号能够连接ExiaIIBT6Ga的本安仪表。

本实用新型的优点和有益效果是：本实用新型使用了体积较小的隔爆箱，并采用本安设计，为解决不具备稳定供电条件的燃气现场实现数据采集传输问题而设计的微功耗防爆数据采集器。本实用新型在设计上秉持安全、易用、够用、高性价比的理念，结合本安、防静电等多项安全措施，着眼于燃气监控现场极易发生危险等问题，注重安全性和使用方便，是中小规模场站、调压箱量低成本高性价比的良好解决方案。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例一所述采集器的外形示意图；

图2是本实用新型实施例一所述采集器的内部设置示意图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种防爆低功耗数据采集器，外形如图1所示，内部设置如图2所示。本实施例包括：隔爆箱1，所述的隔爆箱中设有本安电路板2和主电路板3，所述的本安电路板上设有本安电路201，所述的本安电路通过通信线4与所述的主电路板上的静电阻抗电路301连接，所述的静电阻抗电路与设置在主电路板上的处理器302连接，所述的主电路板还设有供给主电路板的电源303和限压限流电路304，所述的限压限流电路通过本安电源线5与本安电路连接，所述的本安电路与设置隔爆箱面板上的输入输出接口6连接。

所述的隔爆箱为常规的钢质厚实的防爆壳体，通常设有盒体101和盖体102。盖体和盒体之间使用螺栓103紧固并气密，其大小在500*300*300mm以下。箱体设有固定吊耳104，以方便使用螺栓将箱体固定在墙面等便于观察和维修的位置。

箱体的顶部和侧面可以分别设置顶部面板和侧面板。顶部面板上设置防爆按钮显示屏等设施，或者设置一个看窗，在看窗内设置液晶显示屏。液晶显示屏最好为能够人指感应操作，以方便进行人机对话。侧面板可以设置输入输出接口，以便连接各种监测仪器或传感器。

隔爆箱内设置两块电路板，一块为本安电路板，一块为主电路板。各个电路板和输入输出接口之间可以使用单根本安传输线或多芯本安传输线，以保证安全。

本安电路板用于采集和处理所有本安仪器或传感器所收集的各种监测信号，并转换为处理器能够识别的数字本安信号。

主电路板上设有处理器、静电阻抗器、限压限流电路，以及电源其他辅助电路，如显示电路、无线通讯电路等。处理器可以通用的CPU及其辅助电路，或者是集成多项功能的MCU等嵌入式系统芯片和相应的辅助电路。同时处理器在必要的情况下也可以带有一定容量的存储电路，用以在本地存储必要的数据，即可以作为存储缓冲，也可以作为紧急情况的下事故记录。

本实施例可以设计为低功耗电源控制。系统初次上电，主CPU对晶振进行定时器设置，之后主CPU切断自身电源使系统进入低功耗休眠状态，在低功耗休眠状态只进行倒计时。计时结束将通过中断开启主CPU供电使系统进入唤醒状态，可以执行数据采集或数据上传等操作，系统在唤醒同时主CPU设置下一次唤醒的定时器，系统完成唤醒阶段的工作后主CPU再次切断自身电源进行休眠。这个休眠唤醒的周期不断重复，保证在尽量短的唤醒时间内完成数据采集与传输工作，降低系统功耗。在休眠状态可凭借系统中的纽扣电池供电，也可采用3.3v或锂电池直接供电，并关闭CPU，以降低功耗。

输入输出接口可以包括多个本安通讯模块，各个通讯模块至少应当包括数字和模拟输入输出端，以便能够连接各种监测仪器和传感器。

所述的电源可以是电池或转换市电变压稳压电路，或是直接连接低压电源，如USB电源的电路。

限压限流电路主要是为了将供给各种传感器或测量仪器的电源输出进行限压和限流，以保证输出的电源能力在本安要求的范围之内，确保安全。

静电阻抗电路ESD也是为了确保安全运行的设施，以确保在任何情况下都不会由于静电而产生危险的火花，避免事故产生。

实施例二：

本实施例是实施例的改进，是实施例一关于隔爆箱的细化。本实施例所述的隔爆箱面板上设有钢化玻璃看窗，所述的钢化玻璃看窗内设置人指感应操作的液晶显示屏幕。

本实施例在隔爆箱的盒盖顶部设置一块10毫米厚钢化玻璃的，并在钢化玻璃下面设置液晶显示屏，以方便观察和操作。

实施例三：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于连接线的细化。本实施例所述的本安电路板与主电路板之间的连接线为4芯线，其他两根线为本安电源线，另外两根线为通信线。

所述的4芯通讯线应当符合本安要求，即带有静电防护和屏蔽作用，确定运行安全。

实施例四：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于输入输出接口的细化。本实施例所述的输入输出接口是2-5个通讯模块，各个所述的通讯模块至少包括两路数字输入输出端和两路模拟输出输出端。

所述的通讯模块可以带有模拟和数字端，或者单独带有数字端或单独设置模拟端，

实施例五：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于数字输入输出端的细化。本实施例所述的数字输入输出端是RS485。

这个数字输入输出端也应当符合本安要求。

实施例六：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于主电路板的细化。本实施例所述的主电路板上还设有能够连接无线通讯电路的接口。

本实施例中设置了无线通讯电路的接口，这个接口可以是PCIE接口或mini-Pcie等相应的高速总线。

实施例七：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于无线通讯电路的细化。本实施例所述的无线通讯电路是GPRS/CDMA无线通讯电路或4G全网通无线通讯电路。

所述的GPRS/CDMA无线通讯电路或4G全网通无线通讯电路，是现在常用的3G、4G手机通信网络，信号覆盖广泛，通讯稳定，是可靠且通用的无线通讯网络。

实施例八：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于无线通讯电路的细化。本实施例所述的无线通讯电路是NB-IoT无线通讯电路或Lora无线通讯电路。

这是两种低功耗通讯方案，这两种通讯方案虽然使用得还不够普及，但作用低功耗无线通讯的传输方案也十分值得推荐，以在电池供给电源的情况下，能够长期使用。

实施例九：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于电源的细化。本实施例所述的电源是电池、市电、低压输入端中的一种或结合，所述的电源还设有低功耗电源管理电路。

为使采集处于长时间无人值守的工作状态，本实施例支持多种形式供电包括220V市电、太阳能电池板功能、锂电池供电。支持低功耗电源管理，在采用78AH锂电池供电正常工况的情况下连续运转12个月无需充电或更换电池。

实施例十：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于隔爆箱的细化。本实施例所述的隔爆箱符合Exd[ia]IIBT6Ga的本安关联设备规范；安板输出的信号能够连接ExiaIIBT6Ga的本安仪表。

本实施例是对隔爆箱的隔爆要求。符合这一设计规范使本实施例的安全性能更加可靠。

最后应说明的是，以上仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案（比如隔爆箱的形式、具体电路所使用的集成芯片和端口形式等）进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种防爆低功耗数据采集器，包括：隔爆箱，其特征在于，所述的隔爆箱中设有本安电路板和主电路板，所述的本安电路板上设有本安电路，所述的本安电路通过通信线与所述的主电路板上的静电阻抗电路连接，所述的静电阻抗电路与设置在主电路板上的处理器连接，所述的主电路板还设有供给主电路板的电源和限压限流电路，所述的限压限流电路通过本安电源线与本安电路连接，所述的本安电路与设置隔爆箱面板上的输入输出接口连接。

2.根据权利要求1所述的采集器，其特征在于，所述的隔爆箱面板上设有钢化玻璃看窗，所述的钢化玻璃看窗内设置人指感应操作的液晶显示屏幕。

3.根据权利要求2所述的采集器，其特征在于，所述的本安电路板与主电路板之间的连接线为4芯线，其中两根线为本安电源线，另外两根线为通信线。

4.根据权利要求3所述的采集器，其特征在于，所述的输入输出接口是2-5个通讯模块，各个所述的通讯模块至少包括两路数字输入输出端和两路模拟输出输出端。

5.根据权利要求4所述的采集器，其特征在于，所述的数字输入输出端是RS485接口。

6.根据权利要求5所述的采集器，其特征在于，所述的主电路板上还设有能够连接无线通讯电路的mini-pcie接口。

7.根据权利要求6所述的采集器，其特征在于，所述的无线通讯电路是GPRS/CDMA无线通讯电路或4G全网通无线通讯电路。

8.根据权利要求6所述的采集器，其特征在于，所述的无线通讯电路是NB-IoT无线通讯电路或Lora无线通讯电路。

9.根据权利要求7或8所述的采集器，其特征在于，所述的隔爆箱符合Exd[ia]IIBT6Ga的本安关联设备规范；安板输出的信号能够连接ExiaIIBT6Ga的本安仪表。

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