CN107067661A - 一种使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用设置死区及偏置采集天然气泄漏状态及浓度的方法，属于天然气泄漏检测领域的创新改进，主要包括泄漏传感器、主机，传感器用来接收天然气浓度信号，并将其转变成主机可接收信号并传输，主机既可以时时检测传感器的检测浓度，因需要随时检测传感器是否正常，在出现天然气泄漏时，可以实现准确显示，准确报警，在提高车辆安全性，将泄漏浓度值采用模拟信号传输的方式传输主机，由主机进行模数转换和显示，可以实现采集浓度数字化、网络化为调度中心实时监测各个车辆的工作状态、实时浓度提供了技术保障。

Description

一种使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法

技术领域

本发明涉及天然气检测领域，尤其是一种使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法。

背景技术

天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成***性气体，安全性较其他燃体而言相对较高。天然气作为汽车燃料，具有单位热值高、排气污染小、供应可靠、价格低等优点，已成为世界车用清洁燃料的发展方向，而天然气汽车则已成为发展最快、使用量最多的新能源汽车。绿色环保天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量，使用天然气燃料的车辆，由于车辆的恶劣使用环境，在使用过程中有可能会出现天然气泄漏的情况，GB 7258-2012《机动车安全运行技术条件》中要求天然气汽车必须要加装车载天然气泄漏报警***，本发明用于天然气泄漏报警***中泄漏传感器与主机之间进行泄漏传感器的状态与信息进行交互时使用，而在使用天然气燃料的车辆车内，一般都安装天然气泄漏报警***，***一般由主机、电缆、多个泄漏传感器组成，主机与泄漏传感器之间采用电缆连接。泄漏传感器在采集到天然气泄漏，且超过报警限值后，通过电缆讲报警信号传递给主机，由主机进行显示与报警等，泄漏传感器输出的信号为普通开关量信号，只有泄漏报警、不报警两种状态，主机无法检测到泄漏传感器的是否损坏，是否存在异常，也无法采集到泄漏传感器探测点天然气浓度，进而实时显示天然气泄漏浓度及后续处理，由于泄漏传感器损坏无法报警的状态与泄漏传感器不报警的状态是相同的，在泄漏传感器损坏的情况下，如果在被检测处出现天然气泄漏状态，主机无法检测泄漏，也无法进行声光报警，存在巨大的安全隐患。

发明内容

为解决上述问题本发明的目的是提供检测效率高、可以全方位检测、具有自检功能和准确率高的使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法。

为解决上述问题本发明的技术方案：一种使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法，包括主机和泄漏传感器，所述主机上有主控MCU、电源***、频率浓度转换、数值显示、声光报警、对外通讯和按键，所述泄漏传感器上分为气敏元件和单片机处理器，所述单片机上的浓度频率转换通过传输电路连接频率浓度转换，所述电源***连接电源和主控MCU。

作为优选，所述主机连接若干个泄漏传感器，泄漏传感器的气敏元件采集天然气浓度，通过浓度频率转换转变成数字信号，数字信号传输到主机的频率浓度转换：

所述使用泄漏传感器1Hz为基准频率，也是0%LEL频率，使用10Hz变化代表1%LEL变化，1000Hz作为100%LEL输出频率：

当泄漏传感器的输出频率小于0.5Hz或者趋于1000Hz时认定泄漏传感器异常。

作为优选，所述外接通讯设有若干个接口，可支持无线和蓝牙。

作为优选，所述按键用于设定主控MCU上的报警数值，根据泄漏传感器输出的信号确定报警状态。

作为优选，所述泄漏传感器必须正常工作，才能输出稳定的频率信号：

如果外部电路出现异常，如无电，则泄漏传感器无法输出频率信号，频率为0，主机很容易检测出泄漏传感器异常。

如果泄漏传感器内部自检异常，也可以关断频率输出，使输出频率为0，主机很容易检测出泄漏传感器异常。

作为优选，所述电源***连接主控MCU和若干个泄漏传感器上的电源。

有益条件：

本发明提供了一种使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法，设计合理、准确率高、检测效率高、具有自检功能且可以多方位检测的方法。

附图说明

图1为本发明的电路结构图。

图2为本发明的输出频率与浓度关系表示意图。

具体实施方式

如图1、2所示一种使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法，包括主机和泄漏传感器，所述主机上有主控MCU、电源***、频率浓度转换、数值显示、声光报警、对外通讯和按键，所述泄漏传感器上分为气敏元件和单片机处理器，所述单片机上的浓度频率转换通过传输电路连接频率浓度转换，所述电源***连接电源和主控MCU，所述主机连接若干个泄漏传感器，泄漏传感器的气敏元件采集天然气浓度，通过浓度频率转换转变成数字信号，数字信号传输到主机的频率浓度转换：

所述使用泄漏传感器1Hz为基准频率，也是0%LEL频率，使用10Hz变化代表1%LEL变化，1000Hz作为100%LEL输出频率：

当泄漏传感器的输出频率小于0.5Hz或者趋于1000Hz时认定泄漏传感器异常，所述外接通讯设有若干个接口，可支持无线和蓝牙，所述按键用于设定主控MCU上的报警数值，根据泄漏传感器输出的信号确定报警状态，所述泄漏传感器必须正常工作，才能输出稳定的频率信号：

如果外部电路出现异常，如无电，则泄漏传感器无法输出频率信号，频率为0，主机很容易检测出泄漏传感器异常。

如果泄漏传感器内部自检异常，也可以关断频率输出，使输出频率为0，主机很容易检测出泄漏传感器异常，所述电源***连接主控MCU和若干个泄漏传感器上的电源。

本发明的内容是将泄漏传感器与主机之间传输电路内传送的普通开关量信号，改为传送频率信号，用于传送更多的信息，主机可以通过解析泄漏传感器传送出来的频率信号，确定泄漏传感器的状态，也可以采集到泄漏传感器输出的天然气泄漏浓度，用于解决上面提到的安全隐患问题：主要分为三个部分：

泄漏传感器正常信号传送与监测，泄漏传感器浓度值传送；

泄漏传感器异常信号传送与监测；

泄漏传感器泄漏报警状态传送。

实现方法：

泄漏传感器只有在正常的情况下，才能主动输出频率信号，通过调整频率信号的频率数值确定泄漏传感器不同的状态，包括泄漏传感器浓度等，由于使用频率变换为主要信息载体，在传输过程中，只要频率信号的幅值基本不变即可，幅值变化可以不考虑。

泄漏传感器正常信号传送与监测；

使用设置泄漏传感器输出固定频率，主机采集固定频率的方法实现泄漏传感器正常信号的传送与监测：

设定泄漏传感器正常工作的基准频率为1Hz（可根据需求进行重新设定），此时泄漏传感器正常工作，被检测点的泄漏浓度为0%LEL，以0Hz为基准进行，每10Hz变化代表1%LEL变化，即1000Hz代表100%LEL；

a）无输出信号

由于泄漏传感器必须正常，才能输出稳定的频率信号：

a1.如果外部电路出现异常，如无电，则泄漏传感器无法输出频率信号，频率为0，主机很容易检测出泄漏传感器异常；

a2.如果泄漏传感器内部自检异常，也可以关断频率输出，使输出频率为0，主机很容易检测出泄漏传感器异常。

b）输出信号为紊乱的无序信号：

由于泄漏传感器必须正常，才能输出稳定的频率信号，泄漏传感器异常时，无法发出稳定的频率信号，主机接收的频率是紊乱不稳定时，可以认定泄漏传感器处于异常状态。

c）主机可以通过上面两种状况判定泄漏传感器处于异常情况。

泄漏传感器泄漏报警状态传送：

根据设定的报警浓度不同，可以根据泄漏传感器输出频率确定报警状态，如以15%LEL（可以根据用户要求，设定不同浓度值）报警核算：

泄漏传感器输出频率为150Hz时，对应15%LEL；当主机测量出泄漏传感器的输出频率>150Hz时,则可以判定泄漏传感器处于报警状态;

泄漏传感器使用1Hz作为基准频率，也是0%LEL频率，使用10Hz变化代表1%LEL变化，1000Hz作为100%LEL输出频率;

当泄漏传感器输出频率f<0.5Hz或f<1000Hz时，泄漏传感器输出频率过低或者过高，认为泄漏传感器自检异常;

当泄漏传感器输出频率150Hz< f<1000Hz时，主机认为泄漏点超漏，发出声光报警信号;且遵循浓度与频率的线性变化，浓度值等于0.001频率值，通过公式更加直观的计算浓度泄漏状态；

主机提示可以进行声光报警，用于提醒作用，泄漏传感器为天然气泄漏报警泄漏传感器，主机可以采集若干个泄漏传感器的信号，这样可以全方位检测，主机上的对外通讯，可以支持无线、蓝牙等设备，可以远程监控，检测效率非常高，按键用于设定报警的浓度设定和其他操作，当泄漏传感器频率传输为0Hz时，泄漏传感器自检异常，主机显示泄漏传感器发生故障，进行声光报警提示，本发明的目的是提供检测效率高、可以全方位检测、具有自检功能和准确率高的使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法，包括主机和泄漏传感器，其特征在于，所述主机上有主控MCU、电源***、频率浓度转换、数值显示、声光报警、对外通讯和按键，所述泄漏传感器上分为气敏元件和单片机处理器，所述单片机上的浓度频率转换通过传输电路连接频率浓度转换，所述电源***连接电源和主控MCU。

2.根据权利要求1所述一种使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法，其特征在于，所述主机连接若干个泄漏传感器，泄漏传感器的气敏元件采集天然气浓度，通过浓度频率转换转变成数字信号，数字信号传输到主机的频率浓度转换：

所述使用泄漏传感器1Hz为基准频率，也是0%LEL频率，使用10Hz变化代表1%LEL变化，1000Hz作为100%LEL输出频率：

当泄漏传感器的输出频率小于0.5Hz或者趋于1000Hz时认定传感器异常。

3.根据权利要求1所述一种使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法，其特征在于，所述外接通讯设有若干个接口，可支持无线和蓝牙。

4.根据权利要求1所述一种使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法，其特征在于，所述按键用于设定主控MCU上的报警数值，根据泄漏传感器输出的信号确定报警状态。

5.根据权利要求1或2所述一种使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法，其特征在于，所述泄漏传感器必须正常工作，才能输出稳定的频率信号：

如果外部电路出现异常，如无电，则泄漏传感器无法输出频率信号，频率为0，主机很容易检测出泄漏传感器异常。

如果泄漏传感器内部自检异常，也可以关断频率输出，使输出频率为0，主机很容易检测出泄漏传感器异常。

6.根据权利要求1所述一种使用频率电压变换采集天然气泄漏状态及浓度的方法，其特征在于，所述电源***连接主控MCU和若干个泄漏传感器上的电源。