CN218819668U - 一种基于物联网技术的燃气管网综合检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于物联网技术的燃气管网综合检测仪，其包括微处理器MCU，以及与所述微处理器MCU通信连接的功能单元、与所述微处理器MCU电性连接的供电单元，所述功能单元包括：压力传感器接口模块、可燃气体传感器接口模块、水浸检测传感器接口模块、按键模块；显示器、无线数据传输模块、报警器接口模块、数据存储器、RTC实时时钟模块。本基于物联网技术的燃气管网综合检测仪集成管网压力、调压站内燃气泄露和箱柜水浸的综合检测，结合低功耗设计和良好通信实时性的功能模块组合，实现低功耗运行和高质量数据程传，广泛适用于现有各类型燃气管网匹配安装。

Description

一种基于物联网技术的燃气管网综合检测仪

技术领域

本实用新型涉及监控检测技术领域，具体涉及一种基于物联网技术的燃气管网综合检测仪。

背景技术

随着燃气应用的普及，燃气管网调压站、调压箱、调压柜被大量建设并投入使用。由于燃气管网压力的异常波动会影响的燃气用户的正常使用，因此需要对燃气管网压力进行检监测。现有燃气管网的管网压力检测设备多半为模拟压力表，数据无法实时上传，虽然近年市场也出现了数字和无线物联网的燃气管网检测仪器，到目前为止，大多只能检测管网压力，不具备调压站、调压箱、调压柜综合检测的功能，燃气调压站、调压箱、调压柜空间均相对封闭、管道接头众多，随着使用年限的增加，这些管接头的密封部位势必会逐渐老化失去密封作用，若出现问题，一方面会造成燃气浪费，另一方面由于空间相对封闭，当调压站和调压柜内的燃气泄露量达到***浓度时，遇到明火和静电极易导致起火甚至***。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有燃气管网检测设备采集项目单一、不具备综合检测的功能的缺陷，提供一种基于物联网技术的燃气管网综合检测仪，其集成管网压力、调压站内燃气泄露和箱柜水浸的综合检测，结合低功耗设计和良好通信实时性的功能模块组合，实现低功耗运行和高质量数据程传，广泛适用于现有各类型燃气管网匹配安装。

本基于物联网技术的燃气管网综合检测仪包括微处理器MCU，以及与所述微处理器MCU通信连接的功能单元、与所述微处理器MCU电性连接的供电单元，其中，所述功能单元包括：压力传感器接口模块，用于接收布设于管网内的压力传感器采集的燃气管网压力信号；可燃气体传感器接口模块，用于接收布设于燃气调压站、调压柜内的可燃气体传感器采集的可燃气体泄露信号及泄漏气体浓度数据；水浸检测传感器接口模块，用于接收布设于燃气调压站、调压柜内的水浸传感器采集的水浸信号；按键模块，用于向微处理器MCU输入设定阈值数据及调节控制指令；显示器，用于显示上述管网压力、泄露气体浓度、水浸信号，并霍尔磁棒按键模块输入提供操作界面；无线数据传输模块，用于通过无线通信方式与监控端上位机进行数据信息交互；报警器接口模块，用于在管网压力、泄露气体浓度、水浸信号超过设定阈值是，向所连接的报警器发送发送告警指令信号；数据存储器，用于存储记录所述阈值数据设定、调节控制指令、告警指令；RTC实时时钟模块，用于设置所述微处理器MCU运行的万年历时间。

进一步的，所述压力传感器接口模块、可燃气体传感器接口模块、水浸检测传感器接口模块、按键模块与微处理器MCU的输入端连接，所述显示器、无线数据传输模块、报警器接口模块与微处理器MCU的输入端连接，所述数据存储器与微处理器MCU的双向串行连接。

进一步的，所述供电单元包括锂离子电池、本质安全电路、升降压电路模块，所述锂离子电池经本质安全电路、升降压电路模块连接微处理器MCU的供电管脚。

具体的，所述可燃气体传感器接口模块上连接有可燃气体检测传感器，所述可燃气体传感器采用型号为GM-402B的MEMS可燃气体检测传感器。

具体的，所述按键模块采用霍尔磁棒控制按键模块。

具体的，所述显示器采用LCD段码液晶显示器。

具体的，所述无线数据传输模块采用4G无线数传模块。

具体的，所述报警器接口模块采用声光报警器。

本实用新型一种基于物联网技术的燃气管网综合检测仪，克服了现有燃气管网检测设备采集项目单一、不具备综合检测的功能的缺陷，其集成管网压力、调压站内燃气泄露和箱柜水浸的综合检测，结合低功耗设计和良好通信实时性的功能模块组合，实现低功耗运行和高质量数据程传，广泛适用于现有各类型燃气管网匹配安装。

附图说明

下面结合附图对本实用新型一种基于物联网技术的燃气管网综合检测仪作进一步说明：

图1是本基于物联网技术的燃气管网综合检测仪的逻辑架构原理及模块结构连接线框图。

图中：

1-微处理器MCU、2-功能单元、3-供电单元；

211-压力传感器接口模块、212-可燃气体传感器接口模块、213-水浸检测传感器接口模块、214-按键模块；221-显示器、222-无线数据传输模块、223-报警器接口模块；231-数据存储器、232-RTC实时时钟模块；

31-锂离子电池、32-本质安全电路、33-升降压电路模块。

具体实施方式

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。

以下用具体实施例对本实用新型技术方案做进一步描述，但本实用新型的保护范围不限制于下列实施例。

实施方式1：如图1所示，本基于物联网技术的燃气管网综合检测仪包括微处理器MCU1，以及与所述微处理器MCU1通信连接的功能单元2、与所述微处理器MCU1电性连接的供电单元3，其中，所述功能单元2包括：压力传感器接口模块211，用于接收布设于管网内的压力传感器采集的燃气管网压力信号；可燃气体传感器接口模块212，用于接收布设于燃气调压站、调压柜内的可燃气体传感器采集的可燃气体泄露信号及泄漏气体浓度数据；水浸检测传感器接口模块213，用于接收布设于燃气调压站、调压柜内的水浸传感器采集的水浸信号；按键模块214，用于向微处理器MCU1输入设定阈值数据及调节控制指令；显示器221，用于显示上述管网压力、泄露气体浓度、水浸信号，并霍尔磁棒按键模块214输入提供操作界面；无线数据传输模块222，用于通过无线通信方式与监控端上位机进行数据信息交互；报警器接口模块223，用于在管网压力、泄露气体浓度、水浸信号超过设定阈值是，向所连接的报警器发送发送告警指令信号；数据存储器231，用于存储记录所述阈值数据设定、调节控制指令、告警指令；RTC实时时钟模块232，用于设置所述微处理器MCU1运行的万年历时间。所述管网压力、泄露气体浓度、水浸信号输入后，经微处理器MCU进行AD转换，通过无线数据传输模块向监控端上位机无线上传，同时利用LCD段码液晶显示器进行现场显示，霍尔磁棒按键模块向微处理器MCU输入安全数据阈值设定，并将设定数据存储于数据存储器中，当采集信号转换后的数据超过设定的安全数据阈值时，微处理器MCU向报警器接口模块输出告警指令信号，控制外接的报警器进行现场告警，同时将告警时间、告警管网压力、泄露气体浓度、水浸信号进行上传、现场显示，并缓存于数据存储器中。

实施方式2：本基于物联网技术的燃气管网综合检测仪所述压力传感器接口模块211、可燃气体传感器接口模块212、水浸检测传感器接口模块213、按键模块214与微处理器MCU1的输入端连接，所述显示器221、无线数据传输模块222、报警器接口模块223与微处理器MCU1的输入端连接，所述数据存储器231与微处理器MCU1的双向串行连接。其余结构和部件如实施方式1所述，不再重复描述。

实施方式3：本基于物联网技术的燃气管网综合检测仪所述供电单元3包括锂离子电池31、本质安全电路32、升降压电路模块33，所述锂离子电池31经本质安全电路32、升降压电路模块33连接微处理器MCU1的供电管脚。锂离子电池用于提供工作电能，本质安全电路用于限制能量、确保***符合防爆要求，升降压电路模块用于确保电池放电的整个生命周期内输出电压的稳定性。其余结构和部件如实施方式1所述，不再重复描述。

实施方式4：本基于物联网技术的燃气管网综合检测仪所述可燃气体传感器接口模块212上连接有可燃气体检测传感器，所述可燃气体传感器采用型号为GM-402B的MEMS可燃气体检测传感器。优选但不限于MEMS技术的可燃气检测传感器GM-402B，该传感器具有体积小、抗震性能好、功耗低等突出优势，便于一体集成安装且尤其适合应用于调压柜、调压站内的天然气泄露检测，相对于行业主流使用耗电量大、电池使用寿命短的催化燃烧和红外原理传感器，其功耗仅为上述传感器的1/10，在电池容量一定的前提下，实测可将电池使用寿命延长3倍以上，进而减少更换电池频率。所述按键模块214采用霍尔磁棒控制按键模块。用于在具备完整控制和设定信号输入功能的基础上，最大限度的降低功耗。所述显示器221采用LCD段码液晶显示器。用于在具备完整数显和界面显示功能的基础上，最大限度的降低功耗。所述无线数据传输模块222采用4G无线数传模块。优选4G无线数传模块但不限于4G/5G/NBIOT的无线通信方式，厂区环境网络技术设置更加完备，进而保证通信低网络延时状态下的良好实时性。所述报警器接口模块223采用声光报警器。其余结构和部件如实施方式1所述，不再重复描述。

本检测仪采用一次性锂离子电池供电，利用本安电路保证本安防爆要求，主控低功耗微处理器MCU平时工作在休眠状态，定时唤醒读取管网压力检测传感器接口、可燃气体传感器接口、水浸检测传感器接口接收的感应信号并在转换后上传监控上位机，当管网压力、天然气泄漏浓度超限或着水浸事件发生时，微处理器向报警器发送信号指令，启动声光报警器告警，同时将告警时间和超限数据缓存并发送至监控上位机。

本基于物联网技术的燃气管网综合检测仪克服了现有燃气管网检测设备采集项目单一、不具备综合检测的功能的缺陷，其集成管网压力、调压站内燃气泄露和箱柜水浸的综合检测，结合低功耗设计和良好通信实时性的功能模块组合，实现低功耗运行和高质量数据程传，广泛适用于现有各类型燃气管网匹配安装。

以上描述显示了本实用新型的主要特征、基本原理，以及本实用新型的优点。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施方式或者实施例的细节，且在不背离本实用新型的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此应将上述实施方式或者实施例看作示范性的，且非限制性的。本实用新型的范围由所附权利要求而非上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于物联网技术的燃气管网综合检测仪，其特征是：包括微处理器MCU(1)，以及与所述微处理器MCU(1)通信连接的功能单元(2)、与所述微处理器MCU(1)电性连接的供电单元(3)，其中，所述功能单元(2)包括，

压力传感器接口模块(211)，用于接收布设于管网内的压力传感器采集的燃气管网压力信号；

可燃气体传感器接口模块(212)，用于接收布设于燃气调压站、调压柜内的可燃气体传感器采集的可燃气体泄露信号及泄漏气体浓度数据；

水浸检测传感器接口模块(213)，用于接收布设于燃气调压站、调压柜内的水浸传感器采集的水浸信号；

按键模块(214)，用于向微处理器MCU(1)输入设定阈值数据及调节控制指令；

显示器(221)，用于显示上述管网压力、泄露气体浓度、水浸信号，并霍尔磁棒按键模块(214)输入提供操作界面；

无线数据传输模块(222)，用于通过无线通信方式与监控端上位机进行数据信息交互；

报警器接口模块(223)，用于在管网压力、泄露气体浓度、水浸信号超过设定阈值是，向所连接的报警器发送告警指令信号；

数据存储器(231)，用于存储记录所述阈值数据设定、调节控制指令、告警指令；

RTC实时时钟模块(232)，用于设置所述微处理器MCU(1)运行的万年历时间。

2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的燃气管网综合检测仪，其特征是：压力传感器接口模块(211)、可燃气体传感器接口模块(212)、水浸检测传感器接口模块(213)、按键模块(214)与微处理器MCU(1)的输入端连接，所述显示器(221)、无线数据传输模块(222)、报警器接口模块(223)与微处理器MCU(1)的输入端连接，所述数据存储器(231)与微处理器MCU(1)的双向串行连接。

3.根据权利要求2所述的基于物联网技术的燃气管网综合检测仪，其特征是：所述供电单元(3)包括锂离子电池(31)、本质安全电路(32)、升降压电路模块(33)，所述锂离子电池(31)经本质安全电路(32)、升降压电路模块(33)连接微处理器MCU(1)的供电管脚。

4.根据权利要求3所述的基于物联网技术的燃气管网综合检测仪，其特征是：所述可燃气体传感器接口模块(212)上连接有可燃气体检测传感器，所述可燃气体传感器采用型号为GM-402B的MEMS可燃气体检测传感器。

5.根据权利要求3所述的基于物联网技术的燃气管网综合检测仪，其特征是：所述按键模块(214)采用霍尔磁棒控制按键模块。

6.根据权利要求3所述的基于物联网技术的燃气管网综合检测仪，其特征是：所述显示器(221)采用LCD段码液晶显示器。

7.根据权利要求3所述的基于物联网技术的燃气管网综合检测仪，其特征是：所述无线数据传输模块(222)采用4G无线数传模块。

8.根据权利要求3所述的基于物联网技术的燃气管网综合检测仪，其特征是：所述报警器接口模块(223)采用声光报警器。

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