CN107063347A - 一种气体传感器、监控***及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体传感器，其中，所述气体传感器包括：传感器模块、报警模块、输出模块、通信模块、显示模块和控制模块；所述传感器模块用于采集传感器数据信息；所述报警模块用于在所述控制模块检测到所述传感器数据信息达到报警门限时发出报警信号；所述输出模块用于控制下输出信号数据；所述通信模块用于在所述控制模块的控制下实现所述气体传感器与其他设备的通信连接；所述显示模块用于显示所述传感器数据信息；所述控制模块用于接收所述传感器数据信息，对所述传感器数据信息进行处理并将处理后的结果上传至主机控制器。本发明还公开了一种监控***及监控方法。本发明提供的气体传感器可以单独使用，满足用户的不同场景的需求。

Description

一种气体传感器、监控***及监控方法

技术领域

本发明涉及工业监控领域，尤其涉及一种气体传感器、包括该气体传感器的监控***及监控方法。

背景技术

现有技术中的SF₆气体在线监测报警***采用温度、湿度传感器和气体传感器采集环境数据，经过单片机补偿运算及处理，实现了SF₆气体浓度、O₂浓度、温湿度等参数的实时在线监测，并将监测数据和报警信号接入变电站综合自动化***，真正实现了对SF₆气体和氧气的在线监测。

SF₆气体在线监测报警***的***框架一般如图1所示，前端显示一般分为LED显示屏、语音报警器和红外人体感应器，各个单元通过***主机连接，信号由主机来控制。

但是图1所示的在线监测报警***中由于气体传感器和温湿度传感器为两个传感器，现场施工和布线难度增加，且传感器必须与主机配套使用，无法单独使用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种气体传感器、监控***及监控方法，以解决现有技术中的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种气体传感器，其中，所述气体传感器包括：

传感器模块、报警模块、输出模块、通信模块、显示模块和控制模块；

所述传感器模块与所述控制模块连接，用于采集传感器数据信息并将采集到的所述传感器数据信息发送至所述控制模块，其中，所述传感器数据信息包括温度、湿度、氧气浓度和六氟化硫浓度；

所述报警模块与所述控制模块连接，用于在所述控制模块检测到所述传感器数据信息达到报警门限时发出报警信号；

所述输出模块与所述控制模块连接，用于在所述控制模块的控制下输出信号数据；

所述通信模块与所述控制模块连接，用于在所述控制模块的控制下实现所述气体传感器与其他设备的通信连接；

所述显示模块与所述控制模块连接，用于在所述控制模块的控制下显示所述传感器数据信息；

所述控制模块用于接收所述传感器数据信息，对所述传感器数据信息进行处理并将处理后的结果上传至主机控制器，以及根据所述主机控制器的控制信号执行相应的控制功能。

优选地，所述传感器模块包括分别与所述控制模块连接的温湿度传感器单元、氧气传感器单元和六氟化硫传感器单元，所述温湿度传感器单元用于采集温度和湿度，所述氧气传感器单元用于采集氧气浓度，所述六氟化硫传感器单元用于采集六氟化硫浓度。

优选地，所述氧气传感器单元包括氧气补偿子单元和与所述氧气补偿子单元连接的氧气校准子单元，所述氧气补偿子单元用于对所述氧气传感器单元中采集子单元的衰减进行补偿，所述校准子单元用于校准所述氧气传感器单元中采集子单元的采集精度；所述六氟化硫传感器单元包括六氟化硫补偿子单元和与所述六氟化硫子单元连接的六氟化硫校准子单元，所述六氟化硫补偿子单元用于对所述六氟化硫子单元中采集子单元的衰减进行补偿，所述六氟化硫校准子单元用于校准所述六氟化硫子单元中采集子单元的采集精度。

优选地，所述通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，其中所述有线通信模块包括RS485通信模块和以太网通信模块，所述无线通信模块包括433M无线通信模块、WIFI通信模块和GSM无线通信模块。

优选地，所述报警模块包括蜂鸣报警器。

优选地，所述显示模块包括液晶显示屏。

优选地，所述输出模块包括多个无源触点输出接口。

作为本发明的第二个方面，提供一种监控***，其中，所述监控***包括报警显示屏、声光报警器、主机控制器、气体传感器和工业控制计算机，所述气体传感器包括前文所述的气体传感器，

所述气体传感器与所述主机控制器连接，用于将处理后的所述传感器数据信息上传至所述主机控制器，并根据所述主机控制器的控制信号执行相应的控制功能；

所述报警显示器与所述主机控制器连接，用于在所述主机控制器的控制下显示所述处理后的所述传感器数据信息，并当所述主机控制器监测到所述传感器数据信息达到报警门限时发出语音提示信息；

所述声光报警器与所述主机控制器连接，用于当所述主机控制器监测到所述传感器数据信息达到报警门限时进行声光报警；

所述主机控制器与所述工业控制计算机连接，用于接收所述工业控制计算机的数据写入；

所述工业控制计算机与所述气体传感器连接，用于显示所述传感器数据信息。

优选地，所述监控***还包括手机APP，所述手机APP通过云服务器分别与所述气体传感器和所述主机控制器连接，用于显示所述传感器数据信息，并向所述主机控制器写入数据信息。

作为本发明的第三个方面，提供一种监控方法，其中，所述监控方法包括：

气体传感器采集传感器数据信息并将采集到的所述传感器数据信息上传至主机控制器，所述传感器数据信息包括温度、湿度、氧气浓度和六氟化硫浓度；

所述主机控制器接收到所述传感器数据信息后判断所述传感器数据信息是否达到报警门限；

当所述传感器数据信息达到报警门限时，所述主机控制器控制报警显示屏发出语音提示信息，控制声光报警器发出声光报警以及控制所述气体传感器的报警模块发出报警信息。

本发明提供的气体传感器，能够同时采集温度、湿度、氧气浓度和六氟化硫浓度，减少了传感器的数量，解决了现有技术中由于气体传感器和温湿度传感器为两个传感器而带来的现场施工和布线的难度，同时由于本发明提供的气体传感器具有通信模块和输出模块，不但能够与及其他设备组合使用，也可以单独使用，能够满足用户的不同场景的使用需求。另外，本发明提供的气体传感器由于还包括报警模块，还能够方便用户查找报警点。

本发明提供的监控***，用户除了可以在工业控制计算机上查看传感器数据信息或报警数据信息等内容，还可以通过手机APP查看，这样方便了用户可以随时随地对监控***的工作状态进行查看，出现问题能够及时解决。

本发明提供的监控方法采用的是把温度测量、湿度测量、氧气浓度测量和六氟化硫气体浓度测量集成在气体传感器中，通过主机控制器控制，具体地，所述主机控制器可以为单片机，并使用液晶屏显示实时测量数据，可选择有线或者无线方式与主机控制器之间传输数据，带有至少一路无源触点输出报警信号，带蜂鸣器报警功能方便用户确定报警点。另外，氧气传感器单元和六氟化硫传感器单元还具备衰减补偿和自校准功能，能够提供监测精度以及延长气体传感器的使用寿命。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中的在线监测报警***示意图；

图2为本发明提供的气体传感器的结构示意图；

图3为本发明提供的气体传感器的第一种具体结构示意图；

图4为本发明提供的气体传感器的第二种具体结构示意图；

图5为本发明提供的监控***的结构示意图；

图6为本发明提供的监控方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的第一个方面，提供一种气体传感器，如图2所示，其中，所述气体传感器10包括：

传感器模块110、报警模块120、输出模块130、通信模块140、显示模块150和控制模块160；

所述传感器模块110与所述控制模块160连接，用于采集传感器数据信息并将采集到的所述传感器数据信息发送至所述控制模块160，其中，所述传感器数据信息包括温度、湿度、氧气浓度和六氟化硫浓度；

所述报警模块120与所述控制模块160连接，用于在所述控制模块160检测到所述传感器数据信息达到报警门限时发出报警信号；

所述输出模块130与所述控制模块160连接，用于在所述控制模块160的控制下输出信号数据；

所述通信模块140与所述控制模块160连接，用于在所述控制模块160的控制下实现所述气体传感器与其他设备的通信连接；

所述显示模块150与所述控制模块160连接，用于在所述控制模块160的控制下显示所述传感器数据信息；

所述控制模块160用于接收所述传感器数据信息，对所述传感器数据信息进行处理并将处理后的结果上传至主机控制器，以及根据所述主机控制器的控制信号执行相应的控制功能。

本发明提供的气体传感器，能够同时采集温度、湿度、氧气浓度和六氟化硫浓度，减少了传感器的数量，解决了现有技术中由于气体传感器和温湿度传感器为两个传感器而带来的现场施工和布线的难度，同时由于本发明提供的气体传感器具有通信模块和输出模块，不但能够与及其他设备组合使用，也可以单独使用，能够满足用户的不同场景的使用需求。另外，本发明提供的气体传感器由于还包括报警模块，还能够方便用户查找报警点。

作为所述气体传感器10的一种具体实施方式，如图3所示，所述传感器模块110包括分别与所述控制模块160连接的温湿度传感器单元111、氧气传感器单元112和六氟化硫传感器单元113，所述温湿度传感器单元111用于采集温度和湿度，所述氧气传感器单元112用于采集氧气浓度，所述六氟化硫传感器单元113用于采集六氟化硫浓度。

可以理解的是，由于所述传感器模块110集成了多种传感器单元，所以通过所述气体传感器即可实现采集温湿度、氧气浓度和六氟化硫浓度，减少了传感器的使用数量，且施工方便，布线简单。

为了避免由于氧气传感器单元内部的电化学物质的衰减而造成的测量精度的下降的问题出现，具体地，所述氧气传感器单元包括氧气补偿子单元和与所述氧气补偿子单元连接的氧气校准子单元，所述氧气补偿子单元用于对所述氧气传感器单元中采集子单元的衰减进行补偿，所述校准子单元用于校准所述氧气传感器单元中采集子单元的采集精度；同样，为了避免六氟化硫传感器由于特殊环境导致光信号的衰减而造成的测量精度下降的问题出现，所述六氟化硫传感器单元包括六氟化硫补偿子单元和与所述六氟化硫子单元连接的六氟化硫校准子单元，所述六氟化硫补偿子单元用于对所述六氟化硫子单元中采集子单元的衰减进行补偿，所述六氟化硫校准子单元用于校准所述六氟化硫子单元中采集子单元的采集精度。

本发明提供的气体传感器通过在氧气传感器单元设置氧气补偿子单元和氧气校准子单元，以及通过在六氟化硫传感器单元中设置六氟化硫补偿子单元和六氟化硫校准子单元使得氧气传感器和六氟化硫传感器的测量精度提高，且由于具有补偿衰减功能，还使得使用寿命延长。

为了方便气体传感器通过各种方式实现与其他设备的连接，作为所述通信模块140的具体实施方式，所述通信模块140包括有线通信模块和无线通信模块，其中所述有线通信模块包括RS485通信模块和以太网通信模块，所述无线通信模块包括433M无线通信模块、WIFI通信模块和GSM无线通信模块。

为了方便用户查找报警点，作为所述报警模块120的一种具体地实施方式，所述报警模块120包括蜂鸣报警器。

为了使得所述气体传感器采集的数据能够进行显示，所述显示模块150包括液晶显示屏。

为了方便所述气体传感器与其他设备组合使用，所述输出模块130包括多个无源触点输出接口。所述气体传感器10通过无源触点实现数据输出，并传输至其他设备。

优选地，所述控制模块160包括单片机，如图4所示，为所述气体传感器的一种具体地结构示意图。

本发明提供的气体传感器，通过将温湿度传感器单元、氧气传感器单元和六氟化硫传感器单元集成，能够实现同时采集温度、湿度、氧气浓度和六氟化硫浓度，减少了传感器的数量，解决了现有技术中由于气体传感器和温湿度传感器为两个传感器而带来的现场施工和布线的难度，同时由于本发明提供的气体传感器具有通信模块和输出模块，不但能够与及其他设备组合使用，也可以单独使用，能够满足用户的不同场景的使用需求。另外，本发明提供的气体传感器由于还包括报警模块，还能够方便用户查找报警点。本发明提供的气体传感器通过在氧气传感器单元设置氧气补偿子单元和氧气校准子单元，以及通过在六氟化硫传感器单元中设置六氟化硫补偿子单元和六氟化硫校准子单元使得氧气传感器和六氟化硫传感器的测量精度提高，且由于具有补偿衰减功能，还使得使用寿命延长。本发明提供的气体传感器还由于具有无线通信模块和有线通信模块，能够满足用户的各种连接方式。

作为本发明的第二个方面，提供一种监控***，如图5所示，其中，所述监控***1包括报警显示屏20、声光报警器30、主机控制器40、气体传感器10和工业控制计算机50，所述气体传感器10包括前文所述的气体传感器10，

所述气体传感器10与所述主机控制器40连接，用于将处理后的所述传感器数据信息上传至所述主机控制器40，并根据所述主机控制器40的控制信号执行相应的控制功能；

所述报警显示器20与所述主机控制器40连接，用于在所述主机控制器40的控制下显示所述处理后的所述传感器数据信息，并当所述主机控制器40监测到所述传感器数据信息达到报警门限时发出语音提示信息；

所述声光报警器30与所述主机控制器40连接，用于当所述主机控制器40监测到所述传感器数据信息达到报警门限时进行声光报警；

所述主机控制器40与所述工业控制计算机50连接，用于接收所述工业控制计算机50的数据写入；

所述工业控制计算机50与所述气体传感器10连接，用于显示所述传感器数据信息。

本发明提供的监控***，由于采用前文所述的气体传感器，能够实现温度、湿度、氧气浓度、六氟化硫浓度的一体式测量，减少传感器的使用数量，方便用户的布线，降低了用户的施工难度。另外，本发明提供的监控***除了气体传感器具有报警模块之外，所述监控***还具有报警显示器和声光报警器，因此，多种报警输出方式能够方便用户确认报警点。

具体地，所述主机控制器40包括风机控制器。

另外，所述工业控制计算机50包括工业平板电脑。

为了方便用户随时查看采集到的传感器数据信息，所述监控***1还包括手机APP，所述手机APP通过云服务器分别与所述气体传感器和所述主机控制器连接，用于显示所述传感器数据信息，并向所述主机控制器写入数据信息。

本发明提供的监控***，用户除了可以在工业控制计算机上查看传感器数据信息或报警数据信息等内容，还可以通过手机APP查看，这样方便了用户可以随时随地对监控***的工作状态进行查看，出现问题能够及时解决。

作为本发明的第三个方面，提供一种监控方法，如图6所示，其中，所述监控方法包括：

S610、气体传感器采集传感器数据信息并将采集到的所述传感器数据信息上传至主机控制器，所述传感器数据信息包括温度、湿度、氧气浓度和六氟化硫浓度；

S620、所述主机控制器接收到所述传感器数据信息后判断所述传感器数据信息是否达到报警门限；

S630、当所述传感器数据信息达到报警门限时，所述主机控制器控制报警显示屏发出语音提示信息，控制声光报警器发出声光报警以及控制所述气体传感器的报警模块发出报警信息。

本发明提供的监控方法采用的是把温度测量、湿度测量、氧气浓度测量和六氟化硫气体浓度测量集成在气体传感器中，通过主机控制器控制，具体地，所述主机控制器可以为单片机，并使用液晶屏显示实时测量数据，可选择有线或者无线方式与主机控制器之间传输数据，带有至少一路无源触点输出报警信号，带蜂鸣器报警功能方便用户确定报警点。另外，氧气传感器单元和六氟化硫传感器单元还具备衰减补偿和自校准功能，能够提供监测精度以及延长气体传感器的使用寿命。

需要说明的是，本发明提供的监控方法，当监测到所述传感器数据信息达到报警门限时，所述主机控制器会产生报警信号，此处所述传感器数据信息达到报警门限包括两种情况，一种是所述传感器数据信息达到阈值，所述主机控制器会产生报警信号；另一种则是所述传感器数据信息虽然没有达到阈值，但是所述传感器数据信息长期保持在阀值的60%附近，例如六氟化硫气体的报警阀值是1000ppm，采集到的六氟化硫数据长期维持在600ppm左右，所述主机控制器会认为这种情况也是异常状态，同样会产生报警信号。

关于本发明提供的监控方法的具体工作流程可以参考前文的气体传感器以及监控***的描述，此处不再赘述。

本发明提供的监控方法采用的是通过气体传感器、报警显示屏、声光报警器、主机控制器和工业控制计算机组成一个监控***对温湿度、氧气浓度以及六氟化硫浓度是否达到报警门限值实现监测，这种监测方法能够在减少传感器数量使用的同时，有效监测到传感器数据变化情况，提高了监测的有效性，通过产生报警信号使得用户及时发现报警点提高了监测的时效性。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气体传感器，其特征在于，所述气体传感器包括：

传感器模块、报警模块、输出模块、通信模块、显示模块和控制模块；

所述传感器模块与所述控制模块连接，用于采集传感器数据信息并将采集到的所述传感器数据信息发送至所述控制模块，其中，所述传感器数据信息包括温度、湿度、氧气浓度和六氟化硫浓度；

所述报警模块与所述控制模块连接，用于在所述控制模块检测到所述传感器数据信息达到报警门限时发出报警信号；

所述输出模块与所述控制模块连接，用于在所述控制模块的控制下输出信号数据；

所述通信模块与所述控制模块连接，用于在所述控制模块的控制下实现所述气体传感器与其他设备的通信连接；

所述显示模块与所述控制模块连接，用于在所述控制模块的控制下显示所述传感器数据信息；

所述控制模块用于接收所述传感器数据信息，对所述传感器数据信息进行处理并将处理后的结果上传至主机控制器，以及根据所述主机控制器的控制信号执行相应的控制功能。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述传感器模块包括分别与所述控制模块连接的温湿度传感器单元、氧气传感器单元和六氟化硫传感器单元，所述温湿度传感器单元用于采集温度和湿度，所述氧气传感器单元用于采集氧气浓度，所述六氟化硫传感器单元用于采集六氟化硫浓度。

3.根据权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，所述氧气传感器单元包括氧气补偿子单元和与所述氧气补偿子单元连接的氧气校准子单元，所述氧气补偿子单元用于对所述氧气传感器单元中采集子单元的衰减进行补偿，所述校准子单元用于校准所述氧气传感器单元中采集子单元的采集精度；所述六氟化硫传感器单元包括六氟化硫补偿子单元和与所述六氟化硫子单元连接的六氟化硫校准子单元，所述六氟化硫补偿子单元用于对所述六氟化硫子单元中采集子单元的衰减进行补偿，所述六氟化硫校准子单元用于校准所述六氟化硫子单元中采集子单元的采集精度。

4.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，其中所述有线通信模块包括RS485通信模块和以太网通信模块，所述无线通信模块包括433M无线通信模块、WIFI通信模块和GSM无线通信模块。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的气体传感器，其特征在于，所述报警模块包括蜂鸣报警器。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的气体传感器，其特征在于，所述显示模块包括液晶显示屏。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的气体传感器，其特征在于，所述输出模块包括多个无源触点输出接口。

8.一种监控***，其特征在于，所述监控***包括报警显示屏、声光报警器、主机控制器、气体传感器和工业控制计算机，所述气体传感器包括权利要求1至7中任意一项所述的气体传感器，

所述气体传感器与所述主机控制器连接，用于将处理后的所述传感器数据信息上传至所述主机控制器，并根据所述主机控制器的控制信号执行相应的控制功能；

所述报警显示器与所述主机控制器连接，用于在所述主机控制器的控制下显示所述处理后的所述传感器数据信息，并当所述主机控制器监测到所述传感器数据信息达到报警门限时发出语音提示信息；

所述声光报警器与所述主机控制器连接，用于当所述主机控制器监测到所述传感器数据信息达到报警门限时进行声光报警；

所述主机控制器与所述工业控制计算机连接，用于接收所述工业控制计算机的数据写入；

所述工业控制计算机与所述气体传感器连接，用于显示所述传感器数据信息。

9.根据权利要求8所述的监控***，其特征在于，所述监控***还包括手机APP，所述手机APP通过云服务器分别与所述气体传感器和所述主机控制器连接，用于显示所述传感器数据信息，并向所述主机控制器写入数据信息。

10.一种监控方法，其特征在于，所述监控方法包括：

气体传感器采集传感器数据信息并将采集到的所述传感器数据信息上传至主机控制器，所述传感器数据信息包括温度、湿度、氧气浓度和六氟化硫浓度；

所述主机控制器接收到所述传感器数据信息后判断所述传感器数据信息是否达到报警门限；

当所述传感器数据信息达到报警门限时，所述主机控制器控制报警显示屏发出语音提示信息，控制声光报警器发出声光报警以及控制所述气体传感器的报警模块发出报警信息。