CN110415492A - 基于物联网的城市综合管廊天然气报警*** - Google Patents

基于物联网的城市综合管廊天然气报警*** Download PDF

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李继
殷卓
吴冲
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，包括设置于燃气舱防火分区内的探测仪控制装置、与探测仪控制装置信号连接的风机联动控制设备以及与探测仪控制装置信号连接的监控中心。通过探测仪控制装置探测燃气舱内的可燃气体浓度，并将可燃气体浓度与预设的临界浓度进行比较后；当可燃气体浓度大于等于临界浓度时，探测仪控制装置现场发出报警信号，并将报警信号与探测的可燃气体浓度传输至监控中心，同时探测仪控制装置控制风机联动控制设备控制送排风装置启动。如此设置，可以在发生天然气泄漏的第一时间对情况作出了解，并及时作出相应的处理，从而把天然气泄漏的危害性降到最低，提高了综合管廊的安全系数。

Description

基于物联网的城市综合管廊天然气报警***
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种城市综合管廊的天然气报警***，具体是一种基于物联网的城市综合管廊天然气报警***。
背景技术
城市地下综合管廊是指将市政、电力、通讯、燃气、供水排水、热力等多种管线集于一体，在城市道路的地下空间建造的一个集约化的隧道，是目前世界发达国家普遍采用的城市市政工程。地下燃气管道在密闭环境中进行运输，具有运输成本低、燃气耗损量小、地下管道用地面积小、环境保护度高等特点，是城市地下综合管廊的重点建设内容之一。由于燃气管道具有泄漏、受损坏以及火灾等风险，燃气遇到明火后容易燃烧、以致***，泄漏后气体带有毒性、并对环境造成一定程度的污染，尤其在人口密集的城镇，燃气泄漏事故易造成社会性破坏以及经济性冲击。天然气纳入综合管廊存在很多争议，一旦纳入管廊，那么建设安全成为重中之重，特别是针对燃气仓可燃气体泄漏检测尤为重要。从当前社会安全形势角度出发，保证燃气管道在安全的条件下运行管理已成为城市地下综合管廊相关设计中关注的最重要内容之一。
申请号为2014108138683的专利申请，公开了一种家庭天然气报警***，通过分别在燃气灶燃气管路及壁挂炉燃气管路内设置流量计，可对燃气管路进行实时监测，通过将流量计、燃气灶开关以及壁挂炉开关与逻辑判断芯片连接，可通过逻辑判断芯片对天然气的使用状况做出准确的判断，既利用燃气灶或壁挂炉开启时，与其连接的燃气管路内应检测到相应的天然气通量，那么对天然气通量进行监测，即可准确判断天然气的使用是否正常，而不必仅仅局限于利用天然气感应装置来感应散发到空气中的天然气这一工作模式，有效避免了一般感应装置中的判断延迟及受空间限制的这一弊端，使该家庭天然气报警***能够在发生天然气泄漏的第一时间启动报警***，并自动关闭燃气管路，最大程度地保证了天然气使用的安全性。但是该家庭天然气报警***仅是对单个家庭的入户燃气管路进行监测，无法监测入户前燃气舱内的燃气情况。
《信息记录材料》中公开了名称为“天然气泄漏报警***的设计”一文，该文专门设计一种以公共电话网为基础的天然气智能报警***。该***采用SPCE061A单片机为控制单元，利用电话或者扬声器对***异常的感知来启动语音报警程序，再根据报警情况自动关闭天然气管道电磁阀，同时打开排气装置。该***也是只能实现对家庭内天然气泄漏情况的监控。
《监控与报警》中公开了名称为“综合管廊火灾自动报警***设计探讨”一文，该文分析了综合管廊的火灾风险及特点，给出了综合管廊火灾报警***设计思路和设计内容，结合某综合管廊项目，介绍了常规火灾自动报警***、防火门监控***、自动灭火***、可燃气体火灾报警***的设计方案。该文主要是燃气泄漏导致火灾时，应对火灾的自动报警***，不能实现燃气泄漏初期及时处理避免造成火灾，以降低人员伤害，减小经济损失。
发明内容
为了克服现有的天然气报警***的不足，本发明提供一种基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，能够及时发现天然气泄漏，并及时控制风机联动控制设备控制送排风装置工作，避免天然气浓度过高导致火灾、***，提高了综合管廊的安全系数，实现了综合管廊运行期内的可视化管理。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，包括
探测仪控制装置，设置于燃气舱防火分区内，用于探测、记录燃气舱防火分区内的可燃气体浓度，并将所述可燃气体浓度与预设的临界浓度进行比较后，将得到的比较信息输出；
风机联动控制设备，与所述探测仪控制装置信号连接，用于控制设置于燃气舱事故段分区与相邻分区内的送排风装置的工作状态；
监控中心，与所述探测仪控制装置信号连接，用于接收所述探测仪控制装置输出的比较信息，并根据所述比较信息控制所述风机联动控制设备的工作状态；
当所述比较信息为所述可燃气体浓度大于等于所述临界浓度时，所述探测仪控制装置现场发出报警信号，并将报警信号与探测的所述可燃气体浓度传输至监控中心，同时所述探测仪控制装置控制所述风机联动控制设备控制所述送排风装置启动。
作为本发明的进一步改进，单个防火分区的所述探测仪控制装置包括设置于所述防火分区内的若干可燃气体探测器、若干声光报警器以及与所述若干可燃气体探测器、若干声光报警器以总线式连接的气体报警控制装置。
作为本发明的进一步改进，不同防火分区的所述气体报警控制装置之间采用RS485总线方式相连。
作为本发明的进一步改进，每一个所述气体报警控制装置内均设置有自动报警装置，离所述监控中心最近的第一号防火分区的所述气体报警控制装置与监控中心之间设置有中间继电器，以将报警信号传输至监控中心。
作为本发明的进一步改进，所述气体报警控制装置具有触摸显示屏，包括但不限于用于实时显示可燃气体探测器检测的可燃气体浓度、报警信息、历史报警信息显示及工作模式设定。
作为本发明的进一步改进，所述可燃气体探测器包括气体传感器、所述可燃气体探测器包括气体传感器、用于监测所述可燃气体探测器内温度变化的温度传感器以及与所述气体传感器及所述温度传感器信号连接的微处理器。
作为本发明的进一步改进，每一个所述可燃气体探测器内还设置有声光报警器，所述声光报警器具有语音播报功能。
作为本发明的进一步改进，所述报警***还包括与所述探测仪控制装置及所述风机联动控制设备信号连接的自动报警***联动控制器，当燃气舱内可燃气体浓度超过临界浓度时，所述自动报警***联动控制器控制所述送排风装置启动。
作为本发明的进一步改进，所述报警***还包括与所述探测仪控制装置及所述风机联动控制设备信号连接的紧急切断***，所述紧急切断***包括设置于若干防火分区的若干紧急自动切断阀；当燃气舱内可燃气体浓度超过临界浓度时，所述若干紧急自动切断阀切断所述若干防火分区的阀门并控制所述送排风装置启动。
作为本发明的进一步改进，所述紧急切断***具有远程遥控功能。
本发明的有益效果是：
1、能够实现综合管廊的全方位、实时在线监控、实时警报与智能保护，提高了管廊运行管理的快速反应和安全防控能力；
2、气体报警控制装置具有触摸屏人机界面，具有人机界面友好、操作简单、性能可靠、通用性强等特点，并可根据现场实际状况及需求，进行仪器显示和工艺流程设定；
3、气体报警控制装置设置的参数自动保存，掉电后数据不丢失，而且气体报警控制装置在运行界面采用数字和光柱显示各路气体检测浓度、各路气体检测状态及报警等信息，这大大简化了工作人员的工作量；
4、可燃气体探测器采用高品质气体传感器、微处理器结合精密温度传感器能够智能补偿气敏元件的漂移，环境适应范围宽，工作稳定，无需调试，采用吸顶安装方式，安装简单，接线方便；
5、本发明所采用的声光报警器相比较传统声光报警器而言具有语音提示功能，更加便捷和智能化。
附图说明
图1为本发明一种基于物联网的城市综合管廊天然气报警***一较佳实施例的结构示意图；
图2为图1中多个防火分区内的多个探测仪控制装置之间的信号连接示意图。
附图中各部件的标记如下：
100、城市综合管廊天然气报警***；10、探测仪控制装置；1011、…、101n、2011、…、201n、可燃气体探测器；1021、…、102n、2021、…、202n、声光报警器；1031、…、103n、气体报警控制装置；20、风机联动控制设备；30、监控中心。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素
请参阅图1至图2所示，本发明提供了一种基于物联网的城市综合管廊天然气报警***100，包括探测仪控制装置10，设置于燃气舱防火分区内，用于探测、记录燃气舱防火分区内的可燃气体浓度，并将所述可燃气体浓度与预设的临界浓度进行比较后，将得到的比较信息输出；风机联动控制设备20，与所述探测仪控制装置10信号连接，用于控制设置于燃气舱事故段分区与相邻分区内的送排风装置的工作状态；监控中心30，与所述探测仪控制装置10信号连接，用于接收所述探测仪控制装置10输出的比较信息，并根据所述比较信息控制所述风机联动控制设备20的工作状态；当所述比较信息为所述可燃气体浓度大于等于所述临界浓度时，所述探测仪控制装置10现场发出报警信号，并将报警信号与探测的所述可燃气体浓度传输至监控中心30，同时所述探测仪控制装置10控制所述风机联动控制设备20控制所述送排风装置启动，降低燃气舱内可燃气体的浓度，防止发生火灾、***。
所述监控中心30，包括与所述探测仪控制装置10信号连接的燃气检测工作站、与所述燃气检测工作站信号连接的燃气探测报警装置以及与所述燃气探测报警装置信号连接的上位机。
请参阅图2所示，综合管廊包括若干个防火分区及设置于若干个防火分区之间的燃气舱事故段分区与相邻分区。每个防火分区的电气设备间内均设置有探测仪控制装置10，采用壁挂或盘柜式安装结构安装于防火分区内，用于采集和显示现场的可燃气体探测信息。所述气体报警控制装置具有触摸显示屏，具有人机界面友好、操作简单、性能可靠、通用性强等特点，并可根据现场实际状况及需求，进行仪器显示和工作模式设定。所述气体报警控制装置还具有报警参数设置、实时时钟和历史报警信息记录等功能。所述气体报警控制装置设置的参数自动保存，掉电后数据不丢失。所述气体报警控制装置在运行界面采用数字和光柱显示各路气体检测浓度、各路气体检测状态及报警等信息。
所述探测仪控制装置10包括设置于所述防火分区内的若干探测仪控制装置101、…、10n，单个探测仪控制装置包括若干可燃气体探测器1011、…、101n、若干声光报警器1021、…、102n以及与所述若干可燃气体探测器1011、…、101n、若干声光报警器1021、…、102n以总线式连接的气体报警控制装置1031。不同防火分区的所述气体报警控制装置1031、…、103n之间采用RS485总线方式相连。
具体来讲，在燃气管道连接处、阀门处、局部高点及正常段每隔15m设置一个可燃气体探测器，在燃气舱各防火分区内每隔30m设置一个声光报警器，距离防火分区两端设置距离不大于15m。同一防火分区的若干可燃气体探测器和若干声光报警器以总线式连接到对应防火分区内的气体报警控制装置上。
特别地，离所述监控中心30最近的第一号防火分区的所述气体报警控制装置1031与监控中心30之间设置有中间继电器，以将报警信号传输至监控中心30。
每一个所述可燃气体探测器包括气体传感器、用于监测可燃气体探测器内温度变化的温度传感器以及与气体传感器及温度传感器信号连接的微处理器。该微处理器结合精密温度传感器能够智能补偿气敏元件的漂移，环境适应范围宽，工作稳定，无需调试。该可燃气体探测器采用吸顶安装方式安装于防火分区内，安装简单，接线方便。另外，所述可燃气体探测器的工作电压为直流电压，发出报警信号后可输出一对继电器无源触点信号(常开、常闭可跳线设置),可用于控制通风换气设备或为其它设备提供常开或常闭报警触点。
每一个所述气体报警控制装置1031、…、103n内均设置有自动报警装置，该自动报警装置可以为声光报警器。所述声光报警器具有语音播报功能。当环境中可燃气体浓度达到设定的临界浓度(报警浓度)时，所述声光报警器现场发出声光报警信号,可以输出继电器无源触点信号，并语音播报，提醒现场工作人员撤离，同时监控中心30的上位机接收报警信息并收集、记录可燃气体浓度探测值。当周围环境可燃气体浓度降到设定的临界浓度以下时，处于报警状态的所述可燃气体探测器将自动恢复到正常工作状态。
所述基于物联网的城市综合管廊天然气报警***还包括与所述探测仪控制装置10及所述风机联动控制设备20信号连接的自动报警***联动控制器。当燃气舱内可燃气体浓度超过临界浓度时，所述自动报警***联动控制器控制启动所述燃气舱事故段分区及相邻分区的送排风装置。送排风装置可以为送排风机，也可以为其他通风设备。
所述基于物联网的城市综合管廊天然气报警***还包括与所述探测仪控制装置10及所述风机联动控制设备20信号连接的紧急切断***。所述紧急切断***包括设置于若干防火分区的若干紧急自动切断阀，当燃气舱内可燃气体浓度超过临界浓度时，所述若干紧急自动切断阀切断所述若干防火分区的阀门并控制所述送排风装置启动。所述紧急切断***具有远程遥控功能，使操作者可以在发生天然气泄漏的第一时间对情况作出了解，并及时作出相应的处理，从而把天然气泄漏的危害性降到最低。
综上所述，本发明的基于物联网的城市综合管廊天然气报警***100，通过设置于防火分区内的探测仪控制装置10探测燃气舱内的可燃气体浓度，并将可燃气体浓度与预设的临界浓度进行比较；当可燃气体浓度大于等于临界浓度时，探测仪控制装置10现场发出报警信号，并将报警信号与探测的可燃气体浓度传输至监控中心30，同时探测仪控制装置10控制风机联动控制设备20控制事故段分区及相邻分区的送排风装置启动，并使相关的设备处于消防运行状态，同时以声光报警方式通知相关人员撤离现场。如此设置，可以在发生天然气泄漏的第一时间对情况作出了解，并及时作出相应的处理，从而把天然气泄漏的危害性降到最低，提高了综合管廊的安全系数；本发明设计布局合理，功能全面，安全系数高，实现了综合检测与集中管理，大幅降低了设备及人员成本，也实现了管廊的运行期内的可视化管理。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，其特征在于：包括
探测仪控制装置，设置于燃气舱防火分区内，用于探测、记录燃气舱防火分区内的可燃气体浓度，并将所述可燃气体浓度与预设的临界浓度进行比较后，将得到的比较信息输出；
风机联动控制设备，与所述探测仪控制装置信号连接，用于控制设置于燃气舱事故段分区与相邻分区内的送排风装置的工作状态；
监控中心，与所述探测仪控制装置信号连接，用于接收所述探测仪控制装置输出的比较信息，并根据所述比较信息控制所述风机联动控制设备的工作状态；
当所述比较信息为所述可燃气体浓度大于等于所述临界浓度时，所述探测仪控制装置现场发出报警信号，并将报警信号与探测的所述可燃气体浓度传输至监控中心，同时所述探测仪控制装置控制所述风机联动控制设备控制所述送排风装置启动。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，其特征在于：单个防火分区的所述探测仪控制装置包括设置于所述防火分区内的若干可燃气体探测器、若干声光报警器以及与所述若干可燃气体探测器、若干声光报警器以总线式连接的气体报警控制装置。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，其特征在于：不同防火分区的所述气体报警控制装置之间采用RS485总线方式相连。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，其特征在于：每一个所述气体报警控制装置内均设置有自动报警装置，离所述监控中心最近的第一号防火分区的所述气体报警控制装置与监控中心之间设置有中间继电器，以将报警信号传输至监控中心。
5.根据权利要求2所述的基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，其特征在于：所述气体报警控制装置具有触摸显示屏，包括但不限于用于实时显示可燃气体探测器检测的可燃气体浓度、报警信息、历史报警信息显示及工作模式设定。
6.根据权利要求2所述的基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，其特征在于：所述可燃气体探测器包括气体传感器、用于监测所述可燃气体探测器内温度变化的温度传感器以及与所述气体传感器及所述温度传感器信号连接的微处理器。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，其特征在于：每一个所述可燃气体探测器内还设置有声光报警器，所述声光报警器具有语音播报功能。
8.根据权利要求1所述的基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，其特征在于：所述报警***还包括与所述探测仪控制装置及所述风机联动控制设备信号连接的自动报警***联动控制器，当燃气舱内可燃气体浓度超过临界浓度时，所述自动报警***联动控制器控制所述送排风装置启动。
9.根据权利要求1所述的基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，其特征在于：所述报警***还包括与所述探测仪控制装置及所述风机联动控制设备信号连接的紧急切断***，所述紧急切断***包括设置于若干防火分区的若干紧急自动切断阀；当燃气舱内可燃气体浓度超过临界浓度时，所述若干紧急自动切断阀切断所述若干防火分区的阀门并控制所述送排风装置启动。
10.根据权利要求9所述的基于物联网的城市综合管廊天然气报警***，其特征在于：所述紧急切断***具有远程遥控功能。
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