CN117310094B - 具有气体检测报警功能的可穿戴设备 - Google Patents

具有气体检测报警功能的可穿戴设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及气体检测技术领域，尤其涉及一种具有气体检测报警功能的可穿戴设备，该***包括采集模块，采集待检测气体并检测气体中硫化氢的浓度；处理模块，用以判断待检测气体中硫化氢的异常浓度和第二正常浓度以及预测待检测气体中硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间；评估模块，用以评估气体中硫化氢的浓度危险等级；报警模块，用以根据浓度危险等级确定报警等级以及根据报警等级发出不同等级报警音量。本发明通过对待检测气体中硫化氢的浓度依次判断浓度等级并预测达到异常浓度的剩余时间，使得气体检测报警更加及时。

Description

具有气体检测报警功能的可穿戴设备
技术领域
本发明涉及气体检测技术领域，尤其涉及一种具有气体检测报警功能的可穿戴设备。
背景技术
硫化氢是一种易燃的酸性无色气体，浓度低时有臭鸡蛋气味，浓度高时没有气味。硫化氢气体与空气混合能形成***性混合物，遇明火、高热能引起燃烧***。它也是急性剧毒物质，吸入低浓度硫化氢可产生视觉和呼吸***刺激，并影响神经***，吸入少量高浓度硫化氢可于短时间内致命。在生产生活过程中，例如，在污水处理、造纸、石油加工、化肥制造、化学纤维制造以及某些化工原料制造等多种生产过程中均会产生硫化氢气体。我国标准GBZ/T2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值第一部分化学有害因素》标准规定，工作场所硫化氢最高容许浓度为10mg/m3，TJ36-79《工业企业设计卫生标准》标准规定，居住区大气中硫化氢的最高容许浓度为0.01mg/m3，GB14554-93《恶臭污染物排放标准》规定恶臭污染厂厂界标准为：一级0.03mg/m3；二级(0.06-0.10)mg/m3；三级(0.32-0.60)mg/m3。工作人员在产生硫化氢的工作场所工作时，一旦有硫化氢气体浓度超标的情况出现，就很可能会危及工作人员的生命安全，甚至发生***。因此，在可能存在硫化氢暴露的场所，工作人员穿戴具有气体检测报警功能的设备，设备能够及时检测到所处位置的空气中硫化氢气体浓度并发出报警，对安全生产具有重要意义。
公开号为CN108287216A的专利文献公开了高灵敏度的硫化氢气体检测器，包括电机、涡轮机和毒气浓度监测盒，所述涡轮机包括壳体、设于壳体上端面开口向上的喇叭状的进气端口、设于壳体内的叶轮和大口径的输气端口，所述叶轮的转动轴与电机的输出轴相连接，所述输气端口位于叶轮的转动轴的另一端并与壳体的侧面相连通，所述毒气浓度监测盒包括内部的检测腔和设于检测腔内的硫化氢气体浓度检测探头，所述输气端口远离涡轮机的一端与检测腔相连通。
但是，现有技术的硫化氢气体检测器的组成部件较大，导致不适合穿戴，进而无法对工作场所的空气中硫化氢浓度进行随时随地检测并进行预警，造成对气体检测报警不及时。
发明内容
为此，本发明提供具有气体检测报警功能的可穿戴设备，用以解决现有技术中对气体检测报警不及时的问题。
为实现上述目的，本发明提供具有气体检测报警功能的可穿戴设备，该***包括：采集模块，用以在预设的时间间隔通过采样泵采集待检测气体以及通过硫化氢气体传感器检测所述待检测气体中硫化氢的浓度；
处理模块，与所述采集模块连接，用以根据第一判断条件判断所述待检测气体中硫化氢的异常浓度、根据第二判断条件判断所述待检测气体中硫化氢的第二正常浓度以及根据所述待检测气体中硫化氢的浓度变化速度预测待检测气体中硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间；所述第一判断条件为硫化氢的浓度＞预先设置的标准浓度，所述第二判断条件为第i时刻硫化氢的浓度＞第i-1时刻硫化氢的浓度；
评估模块，与所述处理模块连接，用以根据所述第二正常浓度和所述异常浓度以及由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间评估所述待检测气体中硫化氢的浓度危险等级；
报警模块，与所述处理模块连接，用以根据所述浓度危险等级确定是否报警和报警等级以及根据所述报警等级发出不同等级报警音量。
进一步地，还包括控制模块，与所述处理模块连接，用以根据所述待检测气体中硫化氢的浓度变化情况调节所述采样泵的转速以及根据所述待检测气体浓度变化速度调节所述采样泵采集待检测气体的时间间隔。
进一步地，所述采集模块包括气体采集单元和气体检测单元；所述气体采集单元包括进气口、出气口和采样泵，所述采样泵为微型气泵，用以将所述待检测气体通过进气口吸入至所述气体检测单元并通过出气口将待检测气体排出；在所述进气口设置过滤网，用以过滤空气中的杂物；
所述气体检测单元包括气体存储腔和硫化氢气体传感器，其中所述气体存储腔用以存储所述气体采集单元吸入的待检测气体，所述硫化氢气体传感器设置在所述气体存储腔内部，用以检测所述待检测气体中硫化氢的浓度；所述气体存储腔设置在所述进气口和所述出气口中间，气体存储腔的进气端通过进气管道与所述进气口连接，气体存储腔的排气端通过出气管道与所述出气口连接。
进一步地，所述处理模块包括第一判断单元、第二判断单元和计算单元，其中，所述第一判断单元，用以根据第一判断条件判断所述待检测气体中硫化氢的异常浓度，包括：
所述处理模块接收所述采集模块发来的所述待检测气体的硫化氢浓度Rs，在所述第一判断单元预先设置标准硫化氢浓度Rs0，
当0≤Rs≤Rs0时，所述第一判断单元判断所述待检测气体的硫化氢浓度为正常浓度；
当Rs＞Rs0时，所述第一判断单元判断所述待检测气体的硫化氢浓度为异常浓度；
当所述第一判断单元判断所述待检测气体的硫化氢浓度为正常浓度时，所述第二判断单元根据第二判断条件判断所述待检测气体中硫化氢的第二正常浓度，包括：
所述待检测气体中硫化氢的浓度为时间序列数据，第i时刻硫化氢的浓度为Rs(ti)，第i-1时刻硫化氢的浓度为Rs(t(i-1))，Rs(t i)≤Rs0且Rs(t i)≤Rs0，则：
当Rs(t i)-Rs(t(i-1))≤0时，所述第二判断单元判断第i时刻硫化氢的浓度Rs(ti)为第一正常浓度；
当Rs(t i)-Rs(t(i-1))＞0时，所述第二判断单元判断第i时刻硫化氢的浓度Rs(ti)为第二正常浓度。
进一步地，所述计算单元，用以根据所述待检测气体中硫化氢的浓度变化速度预测待检测气体中硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间，包括：
所述计算单元计算所述硫化氢的浓度的变化速度为VRs＝[Rs(t i)-Rs(t(i-1))]/Δt，其中Δt为所述预设的时间间隔，Δt＝t i-t(i-1)，t i为所述采样泵第i时刻采集所述待检测气体的时间值，t(i-1)为所述采样泵第i-1时刻采集所述待检测气体的时间值；
当Rs(t i)≤Rs0且Rs(t i)≤Rs0且Rs(t i)-Rs(t(i-1))＞0时，所述计算单元计算当前硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间为ty＝[Rs0-Rs(t i)]/VRs。
进一步地，当所述待检测气体中硫化氢的浓度为第一正常浓度时，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为安全等级；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为第二正常浓度时，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为预备危险等级；在所述评估模块预先设置由第二正常浓度达到异常浓度的标准剩余时间ty0，
当ty＞ty0时，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为第一预备危险等级；
当0＜ty≤ty0，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为第二预备危险等级；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为异常浓度时，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为严重危险等级。
进一步地，所述控制模块包括第一控制单元和第二控制单元，其中，所述第一控制单元，用以根据所述待检测气体中硫化氢的浓度变化情况调节所述采样泵的转速，包括：
当所述待检测气体的硫化氢浓度为第一正常浓度时，所述第一控制单元向所述采样泵发出控制指令调节所述采样泵的转速为第一转速；所述第一转速n1＝α1×n，其中n为所述采样泵的转速，α1为第一转速调节系数，(Rs(t i)/Rs(t(i-1))) 2 ≤α1≤1；
当所述待检测气体的硫化氢浓度为第二正常浓度时，所述第一控制单元向所述采样泵发出控制指令调节所述采样泵的转速为第二转速；所述第二转速n2＝α2×n，其中α2为第二转速调节系数，1＜α2≤(Rs(t i)/Rs(t(i-1))) 2 ；
所述第二控制单元，用以根据所述待检测气体浓度变化速度调节所述采样泵采集待检测气体的时间间隔，
在所述第二控制单元预先设置标准变化速度VRs0，其中VRs0＞0，
当VRs≤0时，所述第二控制单元不向所述采集模块发出控制指令；
当0＜VRs≤VRs0时，所述第二控制单元向所述采集模块发出控制指令调节采集所述待检测气体的时间间隔为第一时间间隔；
当VRs0＜VRs≤2×VRs0时，所述第二控制单元向所述采集模块发出控制指令调节采集所述待检测气体的时间间隔为第二时间间隔；
当VRs＞2×VRs0时，所述第二控制单元向所述采集模块发出控制指令调节采集所述待检测气体的时间间隔为第三时间间隔；
所述第一时间间隔为Δt1＝β1×Δt，其中β1为第一时间调节系数，0.8×β0≤β1＜β0，β0为预设的标准调节系数；
所述第二时间间隔为Δt2＝β2×Δt，其中β2为第二时间调节系数，0.5×β0≤β2＜0.8×β0；
所述第三时间间隔为Δt3＝β3×Δt，其中β3为第三时间调节系数，0.1×β0≤β3＜0.5×β0。
进一步地，所述报警模块包括报警等级确定单元和音频播放单元，其中，所述报警等级确定单元用以根据所述浓度危险等级确定是否报警以及报警等级；所述音频播放单元，用以根据所述报警等级发出不同等级报警音量；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为安全等级时，所述报警模块确定不发出报警；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为第一预备危险等级时，所述报警模块确定报警等级为一级报警，所述音频播放单元发出第一报警音量；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为第二预备危险等级时，所述报警模块确定报警等级为二级报警，所述音频播放单元发出第二报警音量；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为严重危险等级时，所述报警模块确定报警等级为三级报警，所述音频播放单元发出第三报警音量；
其中，所述第三报警音量大于第二报警音量大于第一报警音量。
进一步地，还包括定位模块，与所述采集模块连接，用以通过GPS定位***确定所述待检测气体的位置。
进一步地，还包括人机交互模块，分别与所述采集模块、所述处理模块、所述评估模块、所述报警模块、所述控制模块和所述定位模块连接，用以显示所述待检测气体中硫化氢的浓度、所述剩余时间和所述危险等级，以及接收用户的数据查询指令。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过采集模块实现了实时检测气体中硫化氢的浓度；通过处理模块依次判断出异常浓度和第二正常浓度，提高了气体检测报警的精准度，通过预测气体中硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间，有助于提高气体检测报警的及时性；通过评估模块评估气体中硫化氢的浓度危险等级，为分级报警提供客观依据，使得气体检测报警可靠性高；通过报警模块分级报警，使得气体检测报警精准度高。
尤其，通过控制模块调节采样泵的转速和采集气体的时间间隔，使得气体采集更加灵活。
尤其，通过采样泵将气体吸入气体检测单元检测气体中硫化氢的浓度，使得气体能以特定的流速和流量进入气体检测设备中，提高了气体检测的准确度。
尤其，通过处理模块依次判断气体中硫化氢浓度的正常浓度和异常浓度以及判断出第一正常浓度和第二正常浓度，有助于提高气体检测报警的精准度；通过计算单元预测气体中硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间，有助于提高气体检测报警的及时性。
尤其，通过评估模块根据气体浓度以及根据剩余时间评估浓度的危险等级，为分级报警提供客观依据，使得气体检测报警可靠性高。
尤其，通过第一控制单元根据气体中硫化氢的浓度变化情况调节所述采样泵的转速，使得浓度在变小的状态时，降低采样泵的转速，使得浓度在变大的状态时，提高采样泵的转速，使得气体检测报警设备更加灵活而且节能省电；通过第二控制单元根据气体中硫化氢的浓度变化速度调节采样泵采集气体的时间间隔，使得浓度的变化速度大时，将采集的时间间隔调小，在短时间内获得更多的检测数据，提高气体检测报警的可靠性。
尤其，通过报警模块根据危险等级确定报警等级，使得气体检测报警更加精准，通过音频播放单元根据报警等级发出不同等级报警音量，提高了报警的及时性。
尤其，通过定位模块能够确定气体检测的位置，提高了气体检测的精准度。
尤其，通过人机交互模块显示数据并接收用户的数据查询指令，使得用户能够及时了解当前气体中硫化氢浓度值，提高了气体检测报警设备可靠性，使得气体检测报警设备及时性高。
附图说明
图1为本发明所述具有气体检测报警功能的可穿戴设备的结构示意图；
图2为本发明所述具有气体检测报警功能的可穿戴设备的采集模块结构示意图；
图3为本发明所述具有气体检测报警功能的可穿戴设备的处理模块结构示意图；
图4为本发明所述具有气体检测报警功能的可穿戴设备的报警模块结构示意图；
图5为本发明所述具有气体检测报警功能的可穿戴设备的控制模块结构示意图；
附图标记：1、采集模块；2、处理模块；3、评估模块；4、报警模块；5、控制模块；6、定位模块；7、人机交互模块；101、气体采集单元；102、气体检测单元；201、第一判断单元；202、第二判断单元；203、计算单元；401、报警等级确定单元；402、音频播放单元；501、第一控制单元；502、第二控制单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
具有气体检测报警功能的可穿戴设备，请参阅图1-5所示，可以按照如下方式予以实施：如图1所示，该设备包括采集模块1，用以在预设的时间间隔通过采样泵采集待检测气体以及通过硫化氢气体传感器检测所述待检测气体中硫化氢的浓度；
处理模块2，与所述采集模块连接，用以根据第一判断条件判断所述待检测气体中硫化氢的异常浓度、根据第二判断条件判断所述待检测气体中硫化氢的第二正常浓度以及根据所述待检测气体中硫化氢的浓度变化速度预测待检测气体中硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间；所述第一判断条件为硫化氢的浓度＞预先设置的标准浓度，所述第二判断条件为第i时刻硫化氢的浓度＞第i-1时刻硫化氢的浓度；
评估模块3，与所述处理模块连接，用以根据所述第二正常浓度和所述异常浓度以及由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间评估所述待检测气体中硫化氢的浓度危险等级；
报警模块4，与所述处理模块连接，用以根据所述浓度危险等级确定是否报警和报警等级以及根据所述报警等级发出不同等级报警音量。
具体而言，还包括控制模块5，与所述处理模块连接，用以根据所述待检测气体中硫化氢的浓度变化情况调节所述采样泵的转速以及根据所述待检测气体浓度变化速度调节所述采样泵采集待检测气体的时间间隔。
通过采集模块实现了实时检测气体中硫化氢的浓度；通过处理模块依次判断出异常浓度和第二正常浓度，提高了气体检测报警的精准度，通过预测气体中硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间，有助于提高气体检测报警的及时性；通过评估模块评估气体中硫化氢的浓度危险等级，为分级报警提供客观依据，使得气体检测报警可靠性高；通过报警模块分级报警，使得气体检测报警精准度高。通过控制模块调节采样泵的转速和采集气体的时间间隔，使得气体采集更加灵活。
具体而言，如图2所示，所述采集模块包括气体采集单元101和气体检测单元102；所述气体采集单元包括进气口、出气口和采样泵，所述采样泵为微型气泵，用以将所述待检测气体通过进气口吸入至所述气体检测单元并通过出气口将待检测气体排出；在所述进气口设置过滤网，用以过滤空气中的杂物；
所述气体检测单元包括气体存储腔和硫化氢气体传感器，其中所述气体存储腔用以存储所述气体采集单元吸入的待检测气体，所述硫化氢气体传感器设置在所述气体存储腔内部，用以检测所述待检测气体中硫化氢的浓度；所述气体存储腔设置在所述进气口和所述出气口中间，气体存储腔的进气端通过进气管道与所述进气口连接，气体存储腔的排气端通过出气管道与所述出气口连接。
通过采样泵将气体吸入气体检测单元检测气体中硫化氢的浓度，使得气体能以特定的流速和流量进入气体检测设备中，提高了气体检测的准确度。
具体而言，如图3所示，所述处理模块2包括第一判断单元201、第二判断单元202和计算单元203，其中，所述第一判断单元，用以根据第一判断条件判断所述待检测气体中硫化氢的异常浓度，包括：
所述处理模块接收所述采集模块发来的所述待检测气体的硫化氢浓度Rs，在所述第一判断单元预先设置标准硫化氢浓度Rs0，
当0≤Rs≤Rs0时，所述第一判断单元判断所述待检测气体的硫化氢浓度为正常浓度；
当Rs＞Rs0时，所述第一判断单元判断所述待检测气体的硫化氢浓度为异常浓度；
具体而言，标准硫化氢浓度允许范围为[0.007mg/m3，0.015mg/m3]，本实施例中，标准硫化氢浓度取值为0.01mg/m3。
当所述第一判断单元判断所述待检测气体的硫化氢浓度为正常浓度时，所述第二判断单元根据第二判断条件判断所述待检测气体中硫化氢的第二正常浓度，包括：
所述待检测气体中硫化氢的浓度为时间序列数据，第i时刻硫化氢的浓度为Rs(ti)，第i-1时刻硫化氢的浓度为Rs(t(i-1))，Rs(t i)≤Rs0且Rs(t i)≤Rs0，则：
当Rs(t i)-Rs(t(i-1))≤0时，所述第二判断单元判断第i时刻硫化氢的浓度Rs(ti)为第一正常浓度；
当Rs(t i)-Rs(t(i-1))＞0时，所述第二判断单元判断第i时刻硫化氢的浓度Rs(ti)为第二正常浓度。
具体而言，所述计算单元，用以根据所述待检测气体中硫化氢的浓度变化速度预测待检测气体中硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间，包括：
所述计算单元计算所述硫化氢的浓度的变化速度为VRs＝[Rs(t i)-Rs(t(i-1))]/Δt，其中Δt为所述预设的时间间隔，Δt＝t i-t(i-1)，t i为所述采样泵第i时刻采集所述待检测气体的时间值，t(i-1)为所述采样泵第i-1时刻采集所述待检测气体的时间值；
当Rs(t i)≤Rs0且Rs(t i)≤Rs0且Rs(t i)-Rs(t(i-1))＞0时，所述计算单元计算当前硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间为ty＝[Rs0-Rs(t i)]/VRs。
通过处理模块依次判断气体中硫化氢浓度的正常浓度和异常浓度以及判断出第一正常浓度和第二正常浓度，有助于提高气体检测报警的精准度；通过计算单元预测气体中硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间，有助于提高气体检测报警的及时性。
具体而言，当所述待检测气体中硫化氢的浓度为第一正常浓度时，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为安全等级；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为第二正常浓度时，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为预备危险等级；在所述评估模块预先设置由第二正常浓度达到异常浓度的标准剩余时间ty0，
当ty＞ty0时，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为第一预备危险等级；
当0＜ty≤ty0，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为第二预备危险等级；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为异常浓度时，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为严重危险等级。
具体而言，国际职业安全与健康管理组织(ISO)：I SO标准将硫化氢(H2S)的可接受短期暴露时间为15分钟，本实施例中标准剩余时间取值为15分钟。
通过评估模块根据气体浓度以及根据剩余时间评估浓度的危险等级，为分级报警提供客观依据，使得气体检测报警可靠性高。
具体而言，如图4所示，所述控制模块5包括第一控制单元501和第二控制单元502，其中，所述第一控制单元，用以根据所述待检测气体中硫化氢的浓度变化情况调节所述采样泵的转速，包括：
当所述待检测气体的硫化氢浓度为第一正常浓度时，所述第一控制单元向所述采样泵发出控制指令调节所述采样泵的转速为第一转速；所述第一转速n1＝α1×n，其中n为所述采样泵的转速，α1为第一转速调节系数，(Rs(t i)/Rs(t(i-1))) 2 ≤α1≤1；
当所述待检测气体的硫化氢浓度为第二正常浓度时，所述第一控制单元向所述采样泵发出控制指令调节所述采样泵的转速为第二转速；所述第二转速n2＝α2×n，其中α2为第二转速调节系数，1＜α2≤(Rs(t i)/Rs(t(i-1))) 2 ；
所述第二控制单元，用以根据所述待检测气体浓度变化速度调节所述采样泵采集待检测气体的时间间隔，
在所述第二控制单元预先设置标准变化速度VRs0，其中VRs0＞0，
当VRs≤0时，所述第二控制单元不向所述采集模块发出控制指令；
当0＜VRs≤VRs0时，所述第二控制单元向所述采集模块发出控制指令调节采集所述待检测气体的时间间隔为第一时间间隔；
当VRs0＜VRs≤2×VRs0时，所述第二控制单元向所述采集模块发出控制指令调节采集所述待检测气体的时间间隔为第二时间间隔；
当VRs＞2×VRs0时，所述第二控制单元向所述采集模块发出控制指令调节采集所述待检测气体的时间间隔为第三时间间隔；
所述第一时间间隔为Δt1＝β1×Δt，其中β1为第一时间调节系数，0.8×β0≤β1＜β0，β0为预设的标准调节系数；
所述第二时间间隔为Δt2＝β2×Δt，其中β2为第二时间调节系数，0.5×β0≤β2＜0.8×β0；
所述第三时间间隔为Δt3＝β3×Δt，其中β3为第三时间调节系数，0.1×β0≤β3＜0.5×β0。
具体而言，空气中硫化氢浓度的标准变化速度取值范围为[0.012-0.02]mg/m3﹒h，本实施例标准变化速度取值为0.015mg/m3﹒h。
通过第一控制单元根据气体中硫化氢的浓度变化情况调节所述采样泵的转速，使得浓度在变小的状态时，降低采样泵的转速，使得浓度在变大的状态时，提高采样泵的转速，使得气体检测报警设备更加灵活而且节能省电；通过第二控制单元根据气体中硫化氢的浓度变化速度调节采样泵采集气体的时间间隔，使得浓度的变化速度大时，将采集的时间间隔调小，在短时间内获得更多的检测数据，提高气体检测报警的可靠性。
具体而言，如图5所示，所述报警模块4包括报警等级确定单元401和音频播放单元402，其中，所述报警等级确定单元用以根据所述浓度危险等级确定是否报警以及报警等级；所述音频播放单元，用以根据所述报警等级发出不同等级报警音量；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为安全等级时，所述报警模块确定不发出报警；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为第一预备危险等级时，所述报警模块确定报警等级为一级报警，所述音频播放单元发出第一报警音量；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为第二预备危险等级时，所述报警模块确定报警等级为二级报警，所述音频播放单元发出第二报警音量；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为严重危险等级时，所述报警模块确定报警等级为三级报警，所述音频播放单元发出第三报警音量；
其中，所述第三报警音量大于第二报警音量大于第一报警音量。
通过报警模块根据危险等级确定报警等级，使得气体检测报警更加精准，通过音频播放单元根据报警等级发出不同等级报警音量，提高了报警的及时性。
具体而言，还包括定位模块6，与所述采集模块连接，用以通过GPS定位***确定所述待检测气体的位置。
通过定位模块能够确定气体检测的位置，提高了气体检测的精准度。
具体而言，还包括人机交互模块7，分别与所述采集模块、所述处理模块、所述评估模块、所述报警模块、所述控制模块和所述定位模块连接，用以显示所述待检测气体中硫化氢的浓度、所述剩余时间和所述危险等级，以及接收用户的数据查询指令。
通过人机交互模块显示数据并接收用户的数据查询指令，使得用户能够及时了解当前气体中硫化氢浓度值，提高了气体检测报警设备可靠性，使得气体检测报警设备及时性高。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有气体检测报警功能的可穿戴设备，其特征在于，包括：
采集模块，用以在预设的时间间隔通过采样泵采集待检测气体以及通过硫化氢气体传感器检测所述待检测气体中硫化氢的浓度；
处理模块，与所述采集模块连接，用以根据第一判断条件判断所述待检测气体中硫化氢的异常浓度、根据第二判断条件判断所述待检测气体中硫化氢的第二正常浓度以及根据所述待检测气体中硫化氢的浓度变化速度预测待检测气体中硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间；所述第一判断条件为硫化氢的浓度＞预先设置的标准浓度，所述第二判断条件为第i时刻硫化氢的浓度＞第i-1时刻硫化氢的浓度；
评估模块，与所述处理模块连接，用以根据所述第二正常浓度和所述异常浓度以及由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间评估所述待检测气体中硫化氢的浓度危险等级；
报警模块，与所述处理模块连接，用以根据所述浓度危险等级确定是否报警和报警等级以及根据所述报警等级发出不同等级报警音量；
还包括控制模块，与所述处理模块连接，用以根据所述待检测气体中硫化氢的浓度变化情况调节所述采样泵的转速以及根据所述待检测气体浓度变化速度调节所述采样泵采集待检测气体的时间间隔；
所述控制模块包括第一控制单元和第二控制单元，其中，所述第一控制单元，用以根据所述待检测气体中硫化氢的浓度变化情况调节所述采样泵的转速，包括：
当所述待检测气体的硫化氢浓度为第一正常浓度时，所述第一控制单元向所述采样泵发出控制指令调节所述采样泵的转速为第一转速；所述第一转速n1=α1×n，其中n为所述采样泵的转速，α1为第一转速调节系数，（Rs（ti）/Rs（t（i-1）））2≤α1≤1；
当所述待检测气体的硫化氢浓度为第二正常浓度时，所述第一控制单元向所述采样泵发出控制指令调节所述采样泵的转速为第二转速；所述第二转速n2=α2×n，其中α2为第二转速调节系数，1＜α2≤（Rs（ti）/Rs（t（i-1）））2；
所述第二控制单元，用以根据所述待检测气体浓度变化速度调节所述采样泵采集待检测气体的时间间隔，
在所述第二控制单元预先设置标准变化速度VRs0，其中VRs0＞0，
当VRs≤0时，所述第二控制单元不向所述采集模块发出控制指令；
当0＜VRs≤VRs0时，所述第二控制单元向所述采集模块发出控制指令调节采集所述待检测气体的时间间隔为第一时间间隔；
当VRs0＜VRs≤2×VRs0时，所述第二控制单元向所述采集模块发出控制指令调节采集所述待检测气体的时间间隔为第二时间间隔；
当VRs＞2×VRs0时，所述第二控制单元向所述采集模块发出控制指令调节采集所述待检测气体的时间间隔为第三时间间隔；
所述第一时间间隔为Δt1=β1×Δt，其中β1为第一时间调节系数，0.8×β0≤β1＜β0，β0为预设的标准调节系数；
所述第二时间间隔为Δt2=β2×Δt，其中β2为第二时间调节系数，0.5×β0≤β2＜0.8×β0；
所述第三时间间隔为Δt3=β3×Δt，其中β3为第三时间调节系数，0.1×β0≤β3＜0.5×β0。
2.根据权利要求1所述的具有气体检测报警功能的可穿戴设备，其特征在于，所述采集模块包括气体采集单元和气体检测单元；所述气体采集单元包括进气口、出气口和采样泵，所述采样泵为微型气泵，用以将所述待检测气体通过进气口吸入至所述气体检测单元并通过出气口将待检测气体排出；在所述进气口设置过滤网，用以过滤空气中的杂物；
所述气体检测单元包括气体存储腔和硫化氢气体传感器，其中所述气体存储腔用以存储所述气体采集单元吸入的待检测气体，所述硫化氢气体传感器设置在所述气体存储腔内部，用以检测所述待检测气体中硫化氢的浓度；所述气体存储腔设置在所述进气口和所述出气口中间，气体存储腔的进气端通过进气管道与所述进气口连接，气体存储腔的排气端通过出气管道与所述出气口连接。
3.根据权利要求2所述的具有气体检测报警功能的可穿戴设备，其特征在于，所述处理模块包括第一判断单元、第二判断单元和计算单元，其中，所述第一判断单元，用以根据第一判断条件判断所述待检测气体中硫化氢的异常浓度，包括：
所述处理模块接收所述采集模块发来的所述待检测气体的硫化氢浓度Rs，在所述第一判断单元预先设置标准硫化氢浓度Rs0，
当0≤Rs≤Rs0时，所述第一判断单元判断所述待检测气体的硫化氢浓度为正常浓度；
当Rs＞Rs0时，所述第一判断单元判断所述待检测气体的硫化氢浓度为异常浓度；
当所述第一判断单元判断所述待检测气体的硫化氢浓度为正常浓度时，所述第二判断单元根据第二判断条件判断所述待检测气体中硫化氢的第二正常浓度，包括：
所述待检测气体中硫化氢的浓度为时间序列数据，第i时刻硫化氢的浓度为Rs（ti），第i-1时刻硫化氢的浓度为Rs（t（i-1）），Rs（ti）≤Rs0且Rs（ti）≤Rs0，则：
当Rs（ti）-Rs（t（i-1））≤0时，所述第二判断单元判断第i时刻硫化氢的浓度Rs（ti）为第一正常浓度；
当Rs（ti）-Rs（t（i-1））＞0时，所述第二判断单元判断第i时刻硫化氢的浓度Rs（ti）为第二正常浓度。
4.根据权利要求3所述的具有气体检测报警功能的可穿戴设备，其特征在于，所述计算单元，用以根据所述待检测气体中硫化氢的浓度变化速度预测待检测气体中硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间，包括：
所述计算单元计算所述硫化氢的浓度的变化速度为VRs=[Rs（ti）-Rs（t（i-1））]/Δt，其中Δt为所述预设的时间间隔，Δt= ti-t（i-1），ti为所述采样泵第i时刻采集所述待检测气体的时间值，t（i-1）为所述采样泵第i-1时刻采集所述待检测气体的时间值；
当Rs（ti）≤Rs0且Rs（ti）≤Rs0且Rs（ti）-Rs（t（i-1））＞0时，所述计算单元计算当前硫化氢的浓度由第二正常浓度达到异常浓度的剩余时间为ty=[Rs0-Rs（ti）]/VRs。
5.根据权利要求4所述的具有气体检测报警功能的可穿戴设备，其特征在于，当所述待检测气体中硫化氢的浓度为第一正常浓度时，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为安全等级；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为第二正常浓度时，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为预备危险等级；在所述评估模块预先设置由第二正常浓度达到异常浓度的标准剩余时间ty0，
当ty＞ty0时，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为第一预备危险等级；
当0＜ty≤ty0，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为第二预备危险等级；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为异常浓度时，所述评估模块评估所述待检测气体中硫化氢的浓度为严重危险等级。
6.根据权利要求5所述的具有气体检测报警功能的可穿戴设备，其特征在于，所述报警模块包括报警等级确定单元和音频播放单元，其中，所述报警等级确定单元用以根据所述浓度危险等级确定是否报警以及报警等级；所述音频播放单元，用以根据所述报警等级发出不同等级报警音量；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为安全等级时，所述报警模块确定不发出报警；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为第一预备危险等级时，所述报警模块确定报警等级为一级报警，所述音频播放单元发出第一报警音量；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为第二预备危险等级时，所述报警模块确定报警等级为二级报警，所述音频播放单元发出第二报警音量；
当所述待检测气体中硫化氢的浓度为严重危险等级时，所述报警模块确定报警等级为三级报警，所述音频播放单元发出第三报警音量；
其中，所述第三报警音量大于第二报警音量大于第一报警音量。
7.根据权利要求6所述的具有气体检测报警功能的可穿戴设备，其特征在于，还包括定位模块，与所述采集模块连接，用以通过GPS定位***确定所述待检测气体的位置。
8.根据权利要求7所述的具有气体检测报警功能的可穿戴设备，其特征在于，还包括人机交互模块，分别与所述采集模块、所述处理模块、所述评估模块、所述报警模块、所述控制模块和所述定位模块连接，用以显示所述待检测气体中硫化氢的浓度、所述剩余时间和所述危险等级，以及接收用户的数据查询指令。
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