CN220932097U - 一种管廊环境检测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于检测设备技术领域，公开了一种管廊环境检测仪，包括：底座，一端面为开口，侧面预留有安装口，所述安装口安装有探头；顶盖，与底座连接，用于封闭底座的开口；探头，用于采集氧气含量、温度及湿度数据。本实用新型采用螺纹配合和密封圈相结合，提高了底座与顶盖的密封性，同时在顶盖的防爆玻璃处采用了硅胶垫片和螺纹连接的金属压圈，能够有效防止灰尘进入顶盖内部，从而优化了传感器及芯片的运行环境，有利于延长使用寿命；本实用新型通过采用stm芯片、LuminOxO2氧气传感器和SHT20数字温、湿度传感器，根据检测仪的运行环境优化了产品的零件选型，对比传统产品提高了使用周期。
Description
技术领域
本实用新型属于检测设备技术领域，特别涉及一种管廊环境检测仪。
背景技术
城市综合管廊指的是城市建设在地下打造的一个隧道空间，电力、通信、照明、排水等各种工程与一体的设计，对于城市建设统一规划管理有重要的意义。
综合管廊在通风效果不佳或长期半封闭的状态下，内部环境不确定安全因素很多，为了充分保障管廊内环境安全，采用现代传感技术对管廊状态进行实时监测、发现潜在安全隐患，非常重要，主要涉及到管廊内的温湿度、氧气检测等。环境检测的应用一方面在建设施工期间可以确保施工人员安全；另外在建设完毕运营期间可随时搜集管廊环境状况信息，方便维护检修，同时保障巡检人员和检修人员的安全。
目前管廊内分别设置温、湿度传感器和氧气传感器，在使用过程中由与装置密封性不好，导致氧气传感器使用寿命较短，更换较为频繁，增加了管廊的后期运维成本。为降低管廊运维成本，开发一种质量可靠，使用寿命长，便捷式的多功能环境检测仪，具有重要意义。
实用新型内容
为了解决背景技术中至少一个问题，本实用新型提出一种管廊环境检测仪。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种管廊环境检测仪，包括：
底座，一端面为开口，侧面预留有安装口，所述安装口安装有探头；
顶盖，与底座连接，用于封闭底座的开口；
探头，用于采集氧气含量、温度及湿度数据；
传感器，用于接收探头采集到的氧气含量、温度及湿度数据；
采集板，位于底座内腔，所述传感器安装在采集板上；
芯片，安装在所述采集板上，用于分析氧气含量、温度及湿度数据，并进行数据放大及降噪处理。
优选地，所述传感器为LuminOxO2氧气传感器。
优选地，所述探头以3.3VRS232的TTL信号输出。
优选地，所述芯片为STM32芯片。
优选地，所述顶盖为回转体结构，内部沿轴向设置有内径依次减小的第一密封腔、配合腔和第二密封腔。
优选地，所述第一密封腔内安装有第一密封圈。
优选地，所述配合腔内壁设置有内螺纹，所述底座与顶盖配合的一端设置有外螺纹，所述顶盖的配合腔与底座的端部螺纹连接。
优选地，所述第二密封腔沿轴向依次螺纹连接有金属压圈和防爆玻璃，所述防爆玻璃与所述第二密封腔的端部内壁之间设置有硅胶垫片。
优选地，所述底座远离安装口的一端还开设有两个螺纹孔；
所述两个螺纹孔对称设置，且所述安装口位于所述两个螺纹孔的对称中心线上。
优选地，一个所述螺纹孔沿轴向依次安装有堵头和第一个密封垫，所述第一个密封垫位于堵头底部；
另一个所述螺纹孔沿轴向依次安装有压紧螺母和第二个密封垫，所述第二个密封垫位于压紧螺母底部；
两个所述螺纹孔开口处还设置有第二密封圈；
所述压紧螺母和两个密封垫均为中空结构，与底座内腔连通。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型采用螺纹配合和密封圈相结合，提高了底座与顶盖的密封性，同时在顶盖的防爆玻璃处采用了硅胶垫片和螺纹连接的金属压圈，能够有效防止灰尘进入顶盖内部，从而优化了传感器及芯片的运行环境，有利于延长使用寿命；
2、本实用新型通过采用stm芯片、LuminOxO2氧气传感器和SHT20数字温、湿度传感器，根据检测仪的运行环境优化了产品的零件选型，对比传统产品提高了使用周期；
3、本实用新型通过预留安装口连接探头，使得探头可以根据需要替换，探头和检测仪本体可以单独携带，更加便携。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，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而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所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或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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示出了本实用新型的一种管廊环境检测仪的剖面结构示意图；
图2示出了本实用新型的顶盖的剖面结构图；
图3示出了本实用新型的底座的局部剖视图；
图4示出了本实用新型的采集板的电路原理框图；
图5示出了本实用新型的功能框图。
图中：1、底座；101、安装口；102、螺纹孔；2、第一密封圈；3、顶盖；301、第一密封腔；302、配合腔；303、第二密封腔；4、金属压圈；5、防爆玻璃；6、硅胶垫片；7、堵头；8、第二密封圈；9、密封垫；10、压紧螺母；11、探头；12、传感器；13、采集板。
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、完整地说明，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。
一种管廊环境检测仪，如图1所示，包括底座1和顶盖3。其中底座1一端面为开口，侧面预留有安装口101，安装口101连接有探头11，探头11可以采集氧气含量、温度以及湿度数据。顶盖3与底座1连接，用于封闭底座1的开口。
另外，如图2所示，顶盖3为回转体结构，内部沿轴向设置有内径依次减小的第一密封腔301、配合腔302和第二密封腔303。再结合图1可知，其中第一密封腔301内安装有第一密封圈2，第一密封圈2可以提高底座1和顶盖3之间的密封性。另外配合腔302内壁设置有内螺纹，底座1与顶盖3配合的一端设置有外螺纹，顶盖3的配合腔302与底座1的端部螺纹连接。同时第二密封腔303沿轴向依次螺纹连接有金属压圈4和防爆玻璃5，防爆玻璃5与第二密封腔303的端部内壁之间设置有硅胶垫片6。
进一步地，如图3所示，底座1远离安装口101的一端还开设有两个螺纹孔102；而且两个螺纹孔102对称设置，同时安装口101位于两个螺纹孔102的对称中心线上。另外，其中一个螺纹孔102沿轴向依次安装有堵头7和第一个密封垫9，第一个密封垫9位于堵头7底部；另一个螺纹孔102沿轴向依次安装有压紧螺母10和第二个密封垫9，第二个密封垫9位于压紧螺母10底部；两个螺纹孔102开口处还设置有第二密封圈8；压紧螺母10和两个密封垫9均为中空结构，与底座1内腔连通。
需要说明的是，本实用新型采用了多个密封结构，可以提高监测仪的防水性能，能够适应各种潮湿的环境。另外，设置的两个螺纹孔102也是作为预留的安装位使用，如果需要实现完全封闭，可以将压紧螺母10也替换成堵头7。在正常工作状态下，压紧螺母10的中空结构中需要安装供电线缆，从而给整个仪器供电，而堵头7一侧如果需要使用，则需要将堵头7换成压紧螺母10，然后再安装线缆(数据线)，一般用于往外部传输数据。
进一步地，本实用新型还包括探头11、传感器12、采集板13和芯片。其中探头11可以采集氧气含量、温度及湿度数据，然后将数据转为电信号传递至传感器12，传感器12再将电信号传递至芯片，芯片则可以对电信号进行分析并进行数据放大及降噪处理。
需要说明的是，采集板13一般安装在底座1内腔，传感器12和芯片均安装在采集板13上。
进一步地，传感器12选用LuminOxO2氧气传感器和SHT20数字温、湿度传感器，探头11以3.3VRS232的TTL信号输出，芯片选用STM32芯片。
防爆玻璃5内侧为显示屏，芯片处理数据后可以将数据在显示屏上输出。
LuminOxO2氧气传感器基于荧光的光学技术，不含铅等有害物质，无需额外电路，LuminOx O2氧气传感器3.3V RS232的TTL信号输出(通过探头11)，需要连接微处理器(芯片)对信号进行处理，转化为工业可用的RS485、RS232或4～20mA信号输出。
需要说明的是，本实用新型通过LuminOxO2氧气传感器采用荧光猝灭法，具体是指在激发态下引起发光强度(I)和/或衰减时间(t)减小的过程，也有许多因素都能引起猝灭，但相关的是氧(O2)和温度：如果猝灭剂[Q]存在，在这种情况下，当O2返回基态(S0)时，它将与发光体发生碰撞，从而导致非辐射过程的增加随着[Q]浓度的增加，这个过程变得更大，导致I和/或t继续减小这意味着O2的浓度可以通过测量I或t的下降来量化，这就是斯特恩-沃尔默关系，其满足以下关系式：
式中，I0为无氧条件下的发光强度；I为氧存在下的发光强度；τ0为无氧发光寿命；τ为氧存在下的发光寿命；KSV为斯特恩沃尔默猝灭常数；ppO2为氧分压。
另外，SHT20数字温、湿度传感器，具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。全量程标定，两线数字接口，可与单片机直接相连，大大缩短研发时间、简化外围电路并降低费用。此外，体积微小、响应迅速、低能耗、可浸没、抗干扰能力强、温湿一体，兼有露点测量，性价比高，使该产品能够适于多种场合的应用。
SHT20测量温度的详细原理：通过测量传感器内部的电容变化来计算温度和湿度值。具体来说，SHT20传感器内部有一个电容器，当空气中的水分子与电容器上的电极相互作用时，电容器的电容值会发生变化，从而可以计算出空气中的湿度值。同时，SHT20传感器还可以通过测量热敏电阻的电阻值来计算温度值。通过这种方式，SHT20可以实现高精度的温、湿度测量。
进一步地，由于本实用新型的LuminOx O2氧气传感器探头以3.3VRS232的TTL信号输出，SHT20数字温、湿度传感器适用IIC信号输出接口及供电也是3.3V，因此在采集板13中需选取适合的STM32芯片或国产芯片对信号进行放大降噪处理，并设计AD转换电路、RS232转换电路、RS485转换电路或4～20mA。
另外，如图4所示，采集板13在供电时，由电源给传感器12供电，随后电流经过AD转换模块、stm32芯片，最后到达输出模块，输出模块可以选择多种设计方案，详见图5。
如图5所示，为本检测仪的功能框图，从图中可知，供电模块可以给stm32芯片、传感器探头(即探头11)供电，而stm32芯片可以对采集的数据进行存储和提取，而且stm32芯片适配多种输出模块，包括RS485输出模块、RS232输出模块、4～20mA输出模块、液晶输出模块。
本实用新型的产品性能描述：
1)集成采集氧气含量、温度和湿度；
2)显示方式：LCD液晶显示；
3)氧气浓度测量范围：0～25％，精度：<±3％FS；
4)温度测量范围：-40～125℃；精度：±1℃；
5)湿度测温范围：0～100％；精度：±5％；
6)供电：DC 24V(可选)；
7)输出：RS485、RS232或4～20mA(三选一)，标准MODBUS-RTU通讯协议；
8)工作温度：-20℃～50℃；
9)防护等级：IP66，3重防水设计。
10)可更换探头11(便捷式，插拔式，免标定)。
尽管参照前述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精神和范围。
Claims (10)
1.一种管廊环境检测仪，其特征在于，包括：
底座(1)，一端面为开口，侧面预留有安装口(101)，所述安装口(101)安装有探头(11)；
顶盖(3)，与底座(1)连接，用于封闭底座(1)的开口；
探头(11)，用于采集氧气含量、温度及湿度数据；
传感器(12)，用于接收探头(11)采集到的氧气含量、温度及湿度数据；
采集板(13)，位于底座(1)内腔，所述传感器(12)安装在采集板(13)上；
芯片，安装在所述采集板(13)上，用于分析氧气含量、温度及湿度数据，并进行数据放大及降噪处理。
2.根据权利要求1所述的一种管廊环境检测仪，其特征在于，所述传感器(12)为LuminOxO2氧气传感器。
3.根据权利要求1所述的一种管廊环境检测仪，其特征在于，所述探头(11)以3.3VRS232的TTL信号输出。
4.根据权利要求1所述的一种管廊环境检测仪，其特征在于，所述芯片为STM32芯片。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种管廊环境检测仪，其特征在于，所述顶盖(3)为回转体结构，内部沿轴向设置有内径依次减小的第一密封腔(301)、配合腔(302)和第二密封腔(303)。
6.根据权利要求5所述的一种管廊环境检测仪，其特征在于，所述第一密封腔(301)内安装有第一密封圈(2)。
7.根据权利要求5所述的一种管廊环境检测仪，其特征在于，所述配合腔(302)内壁设置有内螺纹，所述底座(1)与顶盖(3)配合的一端设置有外螺纹，所述顶盖(3)的配合腔(302)与底座(1)的端部螺纹连接。
8.根据权利要求5所述的一种管廊环境检测仪，其特征在于，所述第二密封腔(303)沿轴向依次螺纹连接有金属压圈(4)和防爆玻璃(5)，所述防爆玻璃(5)与所述第二密封腔(303)的端部内壁之间设置有硅胶垫片(6)。
9.根据权利要求1所述的一种管廊环境检测仪，其特征在于，所述底座(1)远离安装口(101)的一端还开设有两个螺纹孔(102)；
所述两个螺纹孔(102)对称设置，且所述安装口(101)位于所述两个螺纹孔(102)的对称中心线上。
10.根据权利要求9所述的一种管廊环境检测仪，其特征在于，一个所述螺纹孔(102)沿轴向依次安装有堵头(7)和第一个密封垫(9)，所述第一个密封垫(9)位于堵头(7)底部；
另一个所述螺纹孔(102)沿轴向依次安装有压紧螺母(10)和第二个密封垫(9)，所述第二个密封垫(9)位于压紧螺母(10)底部；
两个所述螺纹孔(102)开口处还设置有第二密封圈(8)；
所述压紧螺母(10)和两个密封垫(9)均为中空结构，与底座(1)内腔连通。
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