CN209312201U - 一种燃气调压箱泄漏检测报警装置 - Google Patents
一种燃气调压箱泄漏检测报警装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及燃气泄漏检测技术领域,具体为一种燃气调压箱泄漏检测报警装置。本实用新型提供一种燃气调压箱泄漏检测报警装置,所述装置支持有源(有外接220V电源)和无源(无外接220V电源)两种形式的燃气调压箱,所述装置还具有自动报警,能够及时将燃气泄漏情况发送给用户的报警装置,实现燃气调压箱的安全使用。所述报警装置具有较强的抗电子干扰能力、使用方便、检测范围广、自动化程度高、可靠性高、安全指数高等优点,可广泛应用于燃气调压箱的泄漏检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃气泄漏检测技术领域,具体为一种燃气调压箱泄漏检测报警装置。
背景技术
燃气调压箱是燃气输配***中的重要组成部分,其主要作用是调节和稳定燃气***压力,并控制输气***燃气流量,保证输气***安全。一旦燃气调压箱发生泄漏等事故时,技术工人需要及时赶到现场进行调试、维修。
现阶段,只有少数的220V外接电源供电的调压箱安装了传统的气体泄漏检测设备,但当该调压箱发生泄漏时,也只有本地声光提示,无法远程通知相关负责人员,及时性较差。而大部分的调压箱都无外接电源的条件,目前主要是靠人工定时巡检,工作人员的劳动强度很大、成本高,而且对于燃气状态是否正常的判断也可能受到人为因素的影响,造成安全隐患。不仅如此,燃气调压箱一旦发生泄漏后,无法立即做出初步的预处理,极容易导致工作人员达到时造成周边燃气浓度过高,对工作人员的人身安全造成一定影响。更为重要的是,现有的探头与主控板之间的长导线连接导致传感器输出的电压衰减,严重影响测量精度,而且由于现有传感器容易受到干扰,经常发生误报。上述缺陷导致泄漏检测和报警装置的可靠性不足,容易导致危险出现。
实用新型内容
针对上述存在的问题,本实用新型提供一种燃气调压箱泄漏检测报警装置,包括:主控模块,以及分别与主控模块相连的燃气浓度传感器模块、压力传感器模块、时钟模块和报警模块;
所述时钟模块控制所述主控模块的工作时间和休眠时间;
所述燃气浓度传感器模块和压力传感器模块各自包括传感器电路,放大整形电路和电压-频率转换装置,其中所述传感器电路将燃气浓度或压力转换为输出电压信号,经放大整形电路放大整形后,输入至电压-频率转换装置,以将电压信号转为频率信号并通过电缆线传输至主控模块;在所述电压-频率转换装置中,转换后的频率输出信号FOUT=0.1fCLKIN+0.8(VIN/VREF)fCLKIN,其中VIN为传感器输出电压,VREF为3.3V,fCLKIN为250KHz。
根据本实用新型的实施方案,所述主控模块包括防误报模块,所述防误报模块接收所述电压-频率转换装置输出至主控模块的频率信号,并将100ms内的频率值去掉最大值及最小值后取均值作为采集值;当采集值达到或超过报警阈值时,将50ms内的频率值去掉最大值及最小值后取均值作为采集值,每隔50ms计算一次采集值,当连续三次采集值达到或超过报警阈值时,触发报警模块。
根据本实用新型的实施方案,所述燃气浓度传感器模块和压力传感器模块位于检测点,用于检测检测点的燃气浓度和压力,并将检测数据传输至主控模块;
根据本实用新型的实施方案,所述报警模块用于发出报警;
所述实时时钟模块用于监控时间,并定时触发所述主控模块进入工作状态,即对燃气浓度传感器模块和/或压力传感器模块发出的检测数据进行分析,确定所述检测点的燃气浓度和/或压力变化符合报警条件时,控制报警模块发出报警;
将不同的燃气浓度设置为不同的级别;将不同的压力变化设置为不同的级别;所述主控模块进入工作状态是指对燃气浓度传感器和/或压力传感器模块发出的检测数据进行分析,计算当前燃气浓度和/或压力变化以及报警等级,与预先存储在主控模块中的燃气浓度和/或压力变化以及报警等级阈值进行比较,在达到所述燃气浓度和/或压力变化以及报警等级阈值时,控制报警模块发出报警;
当计算后的燃气浓度和/或压力变化以及报警等级低于燃气浓度和/或压力变化以及报警等级阈值时,在所述实时时钟模块中设定所述主控模块的工作时间间隔为1小时;当计算后的燃气浓度和/或压力变化以及报警等级超过燃气浓度和报警等级阈值时,在所述实时时钟模块中设定所述主控模块的工作时间间隔为5分钟,直至计算后的燃气浓度和/或压力变化以及报警等级降到燃气浓度和/或压力变化以及报警等级阈值以下时,所述主控模块的工作时间间隔恢复为1小时。
根据本实用新型,所述装置还包括电源模块,所述电源模块包括外接电源模块、自供电电池模块和备用电池模块;所述外接电源模块包括外接电源,通过外接电源中的USB接口连接到主控模块中,为整个装置提供电能;所述自供电电池模块用于在无外接电源的情况下提供电力,实现装置的功能;所述备用电池模块用于在外接电源和/或自供电电池断电时,为低电量报警装置、实时时钟模块或其他模块供电;
根据本实用新型,所述装置还包括电源检测模块,所述电源检测模块与主控模块连接,用于实时监控电源模块的电量状态;
根据本实用新型,所述装置还包括与主控模块连接的存储模块,所述存储模块用于存储所述装置的运行参数及报警信息;所述存储模块还存储由于网络或平台原因造成的未发送成功的数据包,此数据包在网络或平台稳定连接后自动发送;
根据本实用新型,所述装置还可以包括温度及湿度检测模块,所述温度及湿度检测模块与主控模块连接,用于实时监控当前环境的温度及湿度。
根据本实用新型,所述报警模块包含通讯模组。
根据本实用新型,所述主控模块通过GPRS或NB-IoT模块发送给报警模块。优选地,当使用电池供电时,所述主控模块通过NB-IoT发送给报警模块;当使用外接电源供电时,所述主控模块通过GPRS模块发送给报警模块。
根据本实用新型,所述主控模块为单片机或可编程的控制器。
根据本实用新型,所述燃气浓度传感器模块和压力传感器模块通过电缆与主控模块连接。
优选地,所述装置还包括自动校准模块,所述自动校准模块包括自动校准传感器,用于对燃气浓度传感器、压力传感器模块、实时时钟模块和报警装置自动校准,以在所述燃气调压箱泄漏检测报警装置开机时校准硬件误差。其中,对燃气浓度传感器校准计算后的传感器电压值VCONCN=(FCONCN+25KHz)/(FCAL+25KHz);其中,FCONCN为测量浓度对应的频率值,FCAL为校准电压对应的频率值。
根据本实用新型的实施方案,所述装置还包括流量计量模块,所述流量计量模块位于燃气调压箱入口端,用于控制进入燃气调压箱中燃气流量;
根据本实用新型,所述装置还包括显示模块,所述显示模块与主控模块连接,用于显示所述装置当前的状态。
根据本实用新型,所述装置还包括按键模块,所述按键模块与主控模块连接,用于所述燃气浓度传感器模块以及压力传感器模块中的传感器的出厂校验及年检校验。优选地,当短按按键不超过2秒时,所述装置执行传感器出厂校验;当长按按键超过2秒时,所述装置执行传感器年检校验。弥补了以前传统方式需要人工现场进行年检操作的工作量比较大的问题,并提高了设备可靠性。
根据本实用新型,所述主控模块用于对燃气浓度传感器模块和/或压力传感器模块发出的检测数据进行分析,并计算当前燃气浓度和/或压力变化以及报警等级,与预先存储在主控模块中的燃气浓度/或压力变化以及和报警等级阈值进行比较,在达到所述燃气浓度和/或压力变化以及报警等级阈值时,控制报警模块发出报警,同时调节进入燃气调压箱中燃气流量,具体可包括下述功能中的一种或多种:
(1)采集燃气浓度传感器和压力传感器数据,并根据此数据计算当前燃气浓度和/或压力变化以及报警等级;
(2)监控当前电池状态,并在断电或低电量时报警;
(3)通过温湿度传感器获取当前温度及湿度数据;
(4)通过校准模块来校准燃气浓度传感器的个性参数,确定报警等级;
(5)通过GPRS或NB-IoT模块将当前装置的状态及报警信息发送给数据平台;
(6)通过流量计量模块调节进入燃气调压箱的流量。
根据本实用新型,所述数据平台可以是设立在服务器,例如云服务器端的平台,其用于与装置发送和接收数据。
根据本实用新型,将不同的燃气浓度设置为不同的级别,以提高监测精确度,并减少误报。
有益效果
本实用新型提供了一种燃气调压箱泄漏检测报警装置,所述装置中的燃气浓度传感器和压力传感器安装在燃气调压箱可能存在燃气潜在泄漏的任意位置,同时支持多路传感器同时使用,能够及时的检测到燃气的泄漏,当燃气发生泄漏时,管道内压力产生不符合规律的变化,同时燃气浓度传感器也产生信号,将信号传送给主控模块,主控模块将信号处理后,将控制报警装置报警,同时通过流量计量模块降低进入燃气调压箱的流量,进而降低燃气调压箱泄漏点泄漏的流量。该报警装置的排布紧凑,可采用不同的电源给所述装置供电,继而分别通过GPRS模块或NB-IoT模块进行数据传输。
本实用新型创新地对燃气浓度传感器模块和压力传感器模块中的传感器与主控模块之间需要使用长导线连接导致传感器输出的电压衰减提供了解决方案。在燃气浓度传感器模块、压力传感器模块中使用压频转换电路将传感器输出的电压放大后转换为频率信号,长线的电压衰减对信号频率没有影响,因此避免了衰减。并且,本实用新型不同于现有报警装置的还包括设置防误报模块和自动校准模块,提高了精度和可靠性。
所述报警装置具有较强的抗电子干扰能力、使用方便、检测范围广、自动化程度高、可靠性高、安全指数高等优点,可广泛应用于燃气调压箱的泄漏检测。
附图说明
图1为本实用新型所述装置一个实施方案的工作流程示意图。
图2为本实用新型所述装置一个实施方案的采集、报警等工作步骤的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本实用新型。应理解,这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。此外,应理解,在阅读了本实用新型所公开的内容之后,本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本实用新型所限定的保护范围之内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;下述实施例中所用的模块和材料,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1
一种燃气调压箱泄漏检测报警装置,包括:主控模块,以及分别与主控模块相连的燃气浓度传感器模块、压力传感器模块、流量计量模块、实时时钟模块和报警模块。其中:
所述时钟模块控制所述主控模块的工作时间和休眠时间;
所述燃气浓度传感器模块和压力传感器模块分别包括传感器电路,放大整形电路和电压-频率转换装置,其中所述传感器电路将燃气浓度转换为输出电压信号,经放大整形电路放大整形后,输入至电压-频率转换装置,以将电压信号转为频率信号并通过电缆线传输至主控模块;在所述电压-频率转换装置中,转换后的频率输出信号FOUT=0.1fCLKIN+0.8(VIN/VREF)fCLKIN,其中VIN为传感器输出电压,VREF为3.3V,fCLKIN为250KHz。
根据本实用新型的实施方案,所述主控模块包括防误报模块,所述防误报模块接收所述电压-频率转换装置输出至主控模块的频率输出信号FOUT,并将100ms内的频率值去掉最大值及最小值后取均值作为采集值;当采集值达到或超过报警阈值时,将50ms内的频率值去掉最大值及最小值后取均值作为采集值,每隔50ms计算一次采集值,当连续三次采集值达到或超过报警阈值时,触发报警模块。
燃气浓度传感器模块位于检测点,用于检测检测点的燃气浓度,并将检测数据传输至主控模块。所述压力传感器模块位于检测点,用于检测检测点的燃气压力,并将检测数据传输至主控模块;所述流量计量模块位于燃气调压箱入口端,用于控制进入燃气调压箱中燃气流量;报警模块用于发出报警。实时时钟模块用于监控当前的时间,并定时触发所述主控模块进入工作状态,即对燃气浓度传感器模块和/或压力传感器模块发出的检测数据进行分析,确定所述检测点的燃气浓度和/或燃气压力符合报警条件时,控制报警模块发出报警,同时调节进入燃气调压箱中燃气流量。
所述装置还包括电源检测模块、外接电源模块、自供电电池模块和备用电池模块。其中,外接电源模块包括外接电源,通过外接电源中的USB接口连接到主控模块中,为整个装置提供电能。自供电电池模块用于在无外接电源的情况下提供电力,实现装置的功能。备用电池模块用于在外接电源和/或自供电电池断电时,为低电量报警装置、实时时钟模块或其他必要模块供电。电源检测模块与主控模块连接,用于实时监控电源模块的电量状态。所述装置还包括显示模块和按键模块,显示模块与主控模块连接用于显示所述装置当前的状态,所述按键模块与主控模块连接用于所述燃气浓度传感器模块中传感器的出厂校验及年检校验。当短按按键不超过2秒时,所述装置执行传感器出厂校验;当长按按键超过2秒时,所述装置执行传感器年检校验。
所述装置还包括与主控模块连接的自动校准模块、存储模块,其中所述自动校准模块包括自动校准传感器,用于对燃气浓度传感器、压力传感器模块、实时时钟模块和报警装置自动校准,以在所述燃气调压箱泄漏检测报警装置开机时校准硬件误差。其中,对燃气浓度传感器校准计算后的传感器电压值VCONCN=(FCONCN+25KHz)/(FCAL+25KHz);其中,FCONCN为测量浓度对应的频率值,FCAL为校准电压对应的频率值。存储模块用于存储所述装置的运行参数及报警信息。
实施例2
如图1和2所示,实施例1的装置工作时,设置电源后,将燃气浓度传感器和压力传感器置于待检测的位点,主控模块进入工作状态,即对燃气浓度传感器和压力传感器发出的检测数据进行分析,并计算当前燃气浓度、压力变化和报警等级,与预先存储在主控模块中的燃气浓度、压力变化和报警等级阈值进行比较。
传感器电路分别将当前的燃气浓度和压力变化转换为电压信号,经放大整形电路放大整形后,送入电压-频率转换装置将电压信号转为频率信号并通过电缆线发送给主控模块,在所述电压-频率转换装置中,转换后的频率输出信号FOUT=0.1fCLKIN+0.8(VIN/VREF)fCLKIN,其中VIN为传感器输出电压,VREF为3.3V,fCLKIN为250KHz。
所述主控模块包括防误报模块,所述防误报模块接收所述电压-频率转换装置输出至主控模块的频率信号,并将100ms内的频率值去掉最大值及最小值后取均值作为采集值;当采集值达到或超过报警阈值时,将50ms内的频率值去掉最大值及最小值后取均值作为采集值,每隔50ms计算一次采集值,当连续三次采集值达到或超过报警阈值时,触发报警模块。
当计算后的燃气浓度、压力变化和报警等级低于燃气浓度和报警等级阈值时,在所述实时时钟模块中设定所述主控模块的工作时间间隔为1小时,即1小时后主控模块再次进行工作,对该测试点的燃气浓度、压力变化再次进行检测,在这1小时内,所述主控模板进入休眠状态,只有实时时钟模块记录时间;当计算后的燃气浓度、压力变化和报警等级超过燃气浓度和报警等级阈值时,控制报警模块发出报警,同时调节进入燃气调压箱中燃气流量;在所述实时时钟模块中设定所述主控模块的工作时间间隔为5分钟,在这5分钟内,所述主控模板进入休眠状态,只有实时时钟模块记录时间,所述主控模块每隔5分钟,控制传感器对所述测试点进行一次测试,若计算后的燃气浓度、压力变化和报警等级超过燃气浓度和报警等级阈值时,报警模块发出报警,同时调节进入燃气调压箱中燃气流量,在所述实时时钟模块中设定所述主控模块的工作时间间隔为5分钟,在这5分钟内,所述主控模板进入休眠状态,只有实时时钟模块记录时间,直至计算后的燃气浓度、压力变化和报警等级降到燃气浓度、压力变化和报警等级阈值以下时,所述主控模块的工作时间间隔恢复为1小时。在这1小时内,所述主控模板进入休眠状态,只有实时时钟模块记录时间。
以上,对本实用新型的实施方式进行了说明。但是,本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃气调压箱泄漏检测报警装置,其中,包括:主控模块,以及分别与主控模块相连的燃气浓度传感器模块、压力传感器模块、实时时钟模块和报警模块;
所述实时时钟模块控制所述主控模块的工作时间和休眠时间;
所述燃气浓度传感器模块和压力传感器模块各自包括传感器电路,放大整形电路和电压-频率转换装置,其中所述传感器电路将燃气浓度或压力转换为输出电压信号,经放大整形电路放大整形后,输入至电压-频率转换装置,以将电压信号转为频率信号并通过电缆线传输至主控模块;
所述燃气浓度传感器模块和压力传感器模块位于检测点,用于检测检测点的燃气浓度和压力,并将检测数据传输至主控模块;
所述报警模块用于发出报警;
所述实时时钟模块用于监控时间,并定时触发所述主控模块进入工作状态,即对燃气浓度传感器模块和/或压力传感器模块发出的检测数据进行分析,确定所述检测点的燃气浓度和/或压力变化符合报警条件时,控制报警模块发出报警。
2.如权利要求1所述的装置,其中,在所述电压-频率转换装置中,转换后的频率输出信号FOUT=0.1fCLKIN+0.8(VIN/VREF)fCLKIN,其中VIN为传感器输出电压,VREF为3.3V,fCLKIN为250KHz。
3.如权利要求1所述的装置,其中,所述主控模块包括防误报模块,所述防误报模块接收所述电压-频率转换装置输出至主控模块的频率信号,并将100ms内的频率值去掉最大值及最小值后取均值作为采集值;当采集值达到或超过报警阈值时,将50ms内的频率值去掉最大值及最小值后取均值作为采集值,每隔50ms计算一次采集值,当连续三次采集值达到或超过报警阈值时,触发报警模块。
4.如权利要求1所述的装置,其中,所述装置还包括电源模块,所述电源模块包括外接电源模块、自供电电池模块和备用电池模块;所述外接电源模块包括外接电源,通过外接电源中的USB接口连接到主控模块中,为整个装置提供电能;所述自供电电池模块用于在无外接电源的情况下提供电力,实现装置的功能;所述备用电池模块用于在外接电源和/或自供电电池断电时,为低电量报警装置或实时时钟模块供电。
5.如权利要求1所述的装置,其中,所述装置还包括电源检测模块,所述电源检测模块与主控模块连接,用于实时监控电源模块的电量状态。
6.如权利要求1所述的装置,其中,所述装置还包括与主控模块连接的存储模块,所述存储模块用于存储所述装置的运行参数及报警信息;所述存储模块还存储由于网络或平台原因造成的未发送成功的数据包,此数据包在网络或平台稳定连接后自动发送。
7.如权利要求1所述的装置,其中,所述装置还可以包括温度及湿度检测模块,所述温度及湿度检测模块与主控模块连接,用于实时监控当前环境的温度及湿度。
8.如权利要求4所述的装置,其中,当使用电池供电时,所述主控模块通过NB-IoT发送给报警模块;当使用外接电源供电时,所述主控模块通过GPRS模块发送给报警模块。
9.如权利要求1所述的装置,其中,所述装置还包括自动校准模块,所述自动校准模块包括自动校准传感器,用于对燃气浓度传感器、压力传感器模块、实时时钟模块和报警装置自动校准,以在所述燃气调压箱泄漏检测报警装置开机时校准硬件误差;其中,对燃气浓度传感器校准计算后的传感器电压值VCONCN=(FCONCN+25KHz)/(FCAL+25KHz);其中,FCONCN为测量浓度对应的频率值,FCAL为校准电压对应的频率值。
10.如权利要求1所述的装置,其中,所述装置还包括流量计量模块,所述流量计量模块位于燃气调压箱入口端,用于控制进入燃气调压箱中燃气流量。
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CN113154258A (zh) * | 2020-05-29 | 2021-07-23 | 威海同天信息科技有限公司 | 一种监测低压燃气管道特征流量的方法 |
CN117578691A (zh) * | 2023-11-08 | 2024-02-20 | 佛燃能源集团股份有限公司 | 一种家用燃气计量集成表具不间断安全供电方法及装置 |
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