一种工业智能复合气体探测器及探测方法与流程

专利2022-05-09  159


本发明涉及工业探测技术领域,具体涉及一种工业智能复合气体探测器及探测方法。



背景技术:

在现代化工业生产过程中,大多数都会产生对人体有毒有害的气体,如石油、化工、制药、冶金、造纸等行业。有毒气体既可以存在于生产原料中,如大多数的有机化学物质(voc),也可能存在于生产过程的各个环节的副产品中,如氨、一氧化碳、硫化氢等等。它们是对工作人员身体造成危害最大的危险因素。这种危害不仅包括立即的伤害,如身体不适、发病、死亡等等,而且包括对于人体长期的危害,如致残、癌变等等。

目前阶段针对工业气体检测方面的复杂气体环境,市场常用催化燃烧传感器测试可燃气体,对于有毒有害气体通常使用多种气体探测器同时测量使用,而对于危化品仓库类的低浓度有毒有害物质的点型探测器的使用还处于薄弱水平。与此同时在工业上使用的探测器大多是控制器与气体探测器进行配合使用。企业在厂区可能会出现泄漏或者需要检测的区域按照要求安装若干个工业气体探测器,同时按照一定比例在控制区域按照安装探测器的控制器。当气体探测器检测到泄漏气体后通过总线线缆将报警电信号传送给控制器,控制器发出相应的声光报警信号,相关负责人听到或看到报警信号后到达气体泄漏现场处理相关事务。



技术实现要素:

由于现有方法存在上述问题,本发明实施例提供一种工业智能复合气体探测器及探测方法。

第一方面,本发明实施例提供了一种工业智能复合气体探测器,包括:无线探测模块、数据处理模块和无线通讯模块;

其中,所述无线探测模块由mems半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列组成,用于检测复合气体环境下的有害气体浓度,并将高于预设报警阈值的有害气体浓度数据发送至所述数据处理模块;

所述数据处理模块通过mcu控制主板接收所述无线探测模块发送的有害气体浓度数据,生成报警信息,在探测器进行报警的同时将所述报警信息发送至无线通讯模块;

所述无线通讯模块接收所述报警信息,并将所述报警信息通过运营商的通讯频段发送至云端进行处理。

进一步地,所述报警信息包括探测器所在位置、报警有害气体浓度、报警级别和报警时间。

进一步地,所述数据处理模块的mcu控制主板为32位数字处理器,具体用于:

将所述无线探测模块发送的有害气体浓度数据转换为数字信号发送至电流输出模块。

进一步地,所述无线探测模块还包括温湿度传感器,用于检测复合气体环境下的温度和湿度信息。

进一步地,还包括:电源模块、电流输出模块、显示模块、外设驱动电路模块和声光报警模块;

其中,所述电源模块用于将工业电压经过滤波、降压处理后转换成mcu控制主板所需的工作电压5v;

所述电流输出模块用于根据所述数据处理模块发送的数字信号,将所述无线探测模块探测到的有害气体浓度数据实时转换为电流信号;

所述显示模块采用两行4位8段数码管,用于显示所述无线探测模块探测到的复合气体环境下各气体浓度、复合气体环境下的温度和湿度;还可以用于当所述探测器进行报警时,显示探测器所在位置、显示可切换探测气体种类、进行气体标定、设置气体探测量程、查看ntc热敏电阻的ad采样值、气体传感器的ad值和电流输出标定操作;

所述外设驱动电路模块跟数据处理模块连接,用于将所述数据处理模块输出的数字信号转换为与声光报警模块匹配的电信号;

所述声光报警模块连接所述外设驱动电路模块,用于接收所述外设驱动电路模块发送的电信号并进行实时报警;

所述电压监测保护模块,用于监测多路电路电压的信号。

进一步地,所述无线通讯模块在空闲模式下的工作电流为0.5ma,在休眠状态下工作电流为3ua。

进一步地,所述无线通讯模块还用于根据云端下发的控制指令,控制所述无线探测模块切换探测有害气体种类。

第二方面,本发明实施例提供了一种工业智能复合气体探测方法,包括:

采用由mems半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列对复合气体环境下的有害气体浓度进行检测;

当检测到高于预设报警阈值的有害气体浓度时,生成报警信息,在进行报警的同时将所述报警信息通过运营商的通讯频段发送至云端进行处理。

第三方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面所述的工业智能复合气体探测方法。

第四方面,本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述的工业智能复合气体探测方法。

由上面技术方案可知,本发明实施例提供的一种工业智能复合气体探测器及探测方法,采用新型的mems半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列对复合气体环境下的有害气体浓度进行检测,当复合气体环境中出现同系列或化学性质相近的多种气体时该mems半导体传感器会敏感的检测到泄漏的有毒有害气体,同时根据阵列中传感器的反馈结合气体阵列传感器的算法给出相应的浓度显示及相应的声光交互动作。同时,本发明实施例通过无线通讯模块可以实时的将探测器所检测到的有害气体相关信息发送至云端进行处理,解决了传统气体探测器需要长距离布线的困难,通过无线功能做到了“零”布线的优点,同时也做到了实时检测通知的功能,实现了复合气体环境监测的工业智能化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的结构示意图;

图2是本发明一实施例提供的另一种工业智能复合气体探测器的结构示意图;

图3是本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的电源模块的电路图;

图4是本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的数据处理模块的电路图;

图5是本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的显示模块的电路图;

图6是本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的无线探测模块的电路图;

图7是本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的无线通讯模块的电路图;

图8是本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的电流输出模块的电路图;

图9是本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测方法的流程图;

图10是本发明一实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1示出了本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的结构示意图,图2是本发明一实施例提供的另一种工业智能复合气体探测器的结构示意图,图4是本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的数据处理模块的电路图,图6是本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的无线探测模块的电路图,图7是本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的无线通讯模块的电路图。下面结合图1、图2、图4、图6和图7对本发明实施例提供的工业智能复合气体探测器进行详细解释和说明。如图所示,1表示无线探测模块,2表示数据处理模块,3表示无线通讯模块,4表示电源模块,5表示电流输出模块,6表示显示模块,7表示外设驱动电路模块,8表示声光报警模块,9表示电压监测保护模块。

如图1所示,本发明实施例提供的一种工业智能复合气体探测器,包括:无线探测模块1、数据处理模块2和无线通讯模块3;

其中,所述无线探测模块1由mems半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列组成,用于检测复合气体环境下的有害气体浓度,并将高于预设报警阈值的有害气体浓度数据发送至所述数据处理模块2;

所述数据处理模块2通过mcu控制主板接收所述无线探测模块1发送的有害气体浓度数据,生成报警信息,在探测器进行报警的同时将所述报警信息发送至无线通讯模块3;

所述无线通讯模块3接收所述报警信息,并将所述报警信息通过运营商的通讯频段发送至云端进行处理。

在本实施例中,无线探测模块由3颗mems半导体气体传感器和1颗催化燃烧气体传感器组成传感器检测阵列,用于检测复合气体环境下的有害气体浓度,当有害气体浓度高于预设报警阈值时,将有害气体浓度的相关数据发送至数据处理模块2,例如有害气体浓度的相关数据可以为:气体浓度、环境的温湿度等。

在本实施例中,需要说明的是,由mems半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列使用智能算法作为纽带,使各个传感器互相配合,互相弥补,将环境中气体这一物理量数字化,用于进行复合气体环境下的多气体智能检测,当环境中出现同系列或化学性质相近的多种气体时该mems半导体气体传感器会敏感的检测到泄漏的有毒有害气体,同时根据阵列中传感器的反馈结合气体阵列传感器的算法给出相应的浓度显示及相应的声光交互动作。这种使用单一探测器就可以同时完成传统多个探测器功能的复合式气体探测器大大的降低了使用者的采购成本和后期产品的维保工作。而现有的检测多种气体的方式大多采用多种单一气体组合的方式进行有毒有害气体的测试,这种工业气体探测器测试气体种类太过具有特定性,在复杂的环境下无法做到更大的兼容性,且该方式不仅使用安装的成本高而且相关管理和维保难度也非常大。同时,本发明实施例通过新型mems半导体气体传感器可以在可燃气体环境中可以测试最低100ppm左右的气体,可以非常有效的解决传统电化学传感器的探测器在测试有毒有害气体时无法在微量环境中准确测试当前环境的弊端,即现有技术的气体探测器对于危化品存储仓库类的低浓度气体泄漏环境无法做到及时的报警输出,现场泄漏的气体浓度无法达到其最低检测下限,导致现有气体探测器会出现漏报现象。例如传统探测器1%lel(以甲烷为例500ppm)无法检测100ppm左右的气体,进一步解决了一直困扰危化品仓储企业的仓储安全难题。

在本实施例中,数据处理模块2为mcu控制主板,是探测器的主控部分,该部分是探测器的“大脑”,当其接收到无线探测模块1发送的有害气体浓度相关数据时,发出报警指令的数字信号至外设驱动电路模块7,由外设驱动电路模块7将其转换为电信号至声光报警模块8进行报警。其中,在探测器进行报警的同时,数据处理模块2还可以对无线探测模块1发送的有害气体浓度相关数据进行分析处理,生成包含探测器所在位置、报警有害气体浓度、报警级别和报警时间的报警信息,并将报警信息发送至无线通讯模块3.

在本实施例中,可以理解的是,数据处理模块2主要用于处理探测器的各项数据采集、数据处理、输出控制等。该部分采用进口高性能32位数字处理器,可以承担较多的运算处理任务,在复杂的环境中也可以提供优良稳定的性能。

在本实施例中,无线通讯模块3接收数据处理模块2发送的报警信息后,将报警信息通过运营商的通讯频段发送至云端进行处理。具体地,本发明实施例采用无线通讯模块nb-iot(窄带物联网)模块,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(lpwan)。该无线通讯方式借用运营商的通讯信号,只要是手机有信号的地方就可以使用该无线通讯方式进行探测器的数据传输。本发明实施例通过nb-iot通讯将监测到的气体浓度数据发送到云端的平台,平台接收到信息后同样使用运营商的通讯信号将报警信息(探测器所在位置、报警有害气体浓度、报警级别和报警时间等)发送给安全责任人的微信和短信以及电话通知报警信息,真正的做到了专人科学管理、实时安全预警。

在本实施例中,可以理解的是,无线通讯模块3使用nb-iot无线通讯技术,可以直接使用三大运营商的通讯频段,探测器的信号具有覆盖广、信号强度高等特点。该定制的无线通讯模块支持全网通信频段,支持移动、联通、电信中国三大供应商,同时该模块自带通讯使用的流量卡无需考虑自备通讯卡的问题。同时该模块具有低功耗的功能,在空闲模式下工作电流最低达到0.5ma,在休眠状态下工作电流最低可以达到3ua,这种低功耗模式可以非常有效的降低探测器的功耗。此外,无线通讯模块3可以不仅可以实现数据上传的功能,也可以做到数据下发的功能。对于产品中预设的气体检测可以通过物联网平台直接下发指令进行气体的切换功能,大大的减少了传统人力资源的配置。而现有的气体探测器多采用有线连接的方式,增加了采购成本和现场施工安装测试难度,且该技术类型的气体探测器无法每台都将数据实时传输至监控平台。

由上面技术方案可知,本发明实施例提供的一种工业智能复合气体探测器,采用新型的mems半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列对复合气体环境下的有害气体浓度进行检测,当复合气体环境中出现同系列或化学性质相近的多种气体时该mems半导体传感器会敏感的检测到泄漏的有毒有害气体,同时根据阵列中传感器的反馈结合气体阵列传感器的算法给出相应的浓度显示及相应的声光交互动作。同时,本发明实施例通过无线通讯模块可以实时的将探测器所检测到的有害气体相关信息发送至云端进行处理,解决了传统气体探测器需要长距离布线的困难,通过无线功能做到了“零”布线的优点,同时也做到了实时检测通知的功能,实现了复合气体环境监测的工业智能化。此外,本发明实施例采用了最新的nb-iot无线通讯技术,该技术将探测器在使用环境中采集到的信息通过运营商的基站上传至物联网络中,做到了无线发射、实时通知、平台统计等功能。

基于上述实施例的内容,在本实施例中,所述报警信息包括探测器所在位置、报警有害气体浓度、报警级别和报警时间。

在本实施例中,数据处理模块2可以对无线探测模块1发送的有害气体浓度相关数据进行分析处理,生成包含探测器所在位置、报警有害气体浓度、报警级别和报警时间的报警信息。

在本实施例中,需要说明的是,数据处理模块2根据无线探测模块1发送的有害气体浓度相关数据,生成报警信息,从而可以方便平台运维人员根据报警信息,清楚定位探测器位置、获知有害气体浓度、有害气体浓度级别以及产生有害气体的时间,提高运维效率。

基于上述实施例的内容,在本实施例中,所述数据处理模块的mcu控制主板为32位数字处理器,具体用于:

将所述无线探测模块发送的有害气体浓度数据转换为数字信号发送至电流输出模块。

在本实施例中,需要说明的是,数据处理模块2采用32位数字处理器的mcu控制主板,可以将无线探测模块1发送的有害气体浓度数据转换为数字信号并发送至电流输出模块5。

在本实施例中,通过数据处理模块2与电流输出模块5连接,从而可以在实现无线探测的同时还可以通过电流输出模块5转换的电流信号来兼容传统的控制器进行通讯报警。采用一种优选的实施方式,电流输出模块5用于将探测器监测到的气体浓度的实时转换为4-20ma的电流信号,该电流信号可以兼容传统的控制器进行通讯报警。该部分通过主控mcu发出相应的dac数字信号给电流转换芯片xtr111将电压信号转换成电流信号,该电流信号具有抗衰退、抗干扰的作用,可以支持数公里的传统电缆布线。

基于上述实施例的内容,在本实施例中,所述无线探测模块还包括温湿度传感器,用于检测复合气体环境下的温度和湿度信息。

在本实施例中,无线探测模块1还设置了用于检测复合气体环境下的温度和湿度信息的高性能温湿度传感器,从而可以通过该温湿度传感器的数值对气体传感器进行温湿度的补偿,使得在不同环境下探测器检测出的气体浓度都能准确无误,从而实现智能检测环境气体。

在本实施例中,可以理解的是,本发明实施例通过无线探测模块1不仅仅可以检测出探测器当前所处环境的各类有毒有害气体浓度,,还可以准确的检测出当前环境中的温度、湿度参数,解决了传统气体报警器使用单一,无法在测试环境气体的同时检测探测器所处的环境气体参数,如:湿度、温度等。本发明实施例将气体探测器赋予了更多的职能,可以更加全面的检测探测器的所处环境中的各项参数,为工业场所的气体监测提供更多有效数据,使气体监测更加的智能化。

基于上述实施例的内容,在本实施例中,还包括:电源模块、电流输出模块、显示模块、外设驱动电路模块、声光报警模块和电压监测保护模块;

其中,所述电源模块用于将工业电压经过滤波、降压处理后转换成mcu控制主板所需的工作电压5v;

所述电流输出模块用于根据所述数据处理模块发送的数字信号,将所述无线探测模块探测到的有害气体浓度数据实时转换为电流信号;

所述显示模块采用两行4位8段数码管,用于显示所述无线探测模块探测到的复合气体环境下各气体浓度、复合气体环境下的温度和湿度;还可以用于当所述探测器进行报警时,显示探测器所在位置、显示可切换探测气体种类、进行气体标定、设置气体探测量程、查看ntc热敏电阻的ad采样值、气体传感器的ad值和电流输出标定操作;

所述外设驱动电路模块跟数据处理模块连接,用于将所述数据处理模块输出的数字信号转换为与声光报警模块匹配的电信号;

所述声光报警模块连接所述外设驱动电路模块,用于接收所述外设驱动电路模块发送的电信号并进行实时报警;

所述电压监测保护模块,用于监测多路电路电压的信号。

在本实施例中,如图3所示,本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的电源模块的电路图。其中,电源模块4可以将工业dc24v的工业电压经过滤波、降压处理后转换成mcu控制主板所需的工作电压5v。该模块前端部分具有防雷击、防浪涌、滤除输入杂波功能,可以有效的防护电源输入线路受外接的干扰,保持输入电压的持续稳定。该模块的中端部分使用电桥作为电源防反接主要器件,当接入电源的正负极相反时也可使设备正常使用,因此该部分实现了设备的电源正反接功能。该部分的后端使用dc-dc电压转换芯片,最大功效的转换电压,可以避免过多无用的功耗。

在本实施例中,如图8所示,本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的电流输出模块的电路图。其中,电流输出模块5用于将探测器监测到的气体浓度的实时转换为4-20ma的电流信号,该电流信号可以兼容传统的控制器进行通讯报警。该部分通过主控mcu发出相应的dac数字信号给电流转换芯片xtr111将电压信号转换成电流信号,该电流信号具有抗衰退、抗干扰的作用,可以支持数公里的传统电缆布线。

在本实施例中,显示模块6采用两行4位8段数码管,用于不仅显示复合气体环境下各气体浓度、复合气体环境下的温度和湿度,还可以使用红外遥控器通过图5本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测器的显示模块的电路图中的irf1红外接收器,控制显示界面的切换以及做出相关参数的调整。同时该探测器显示界面设置了密码,只有知道密码后才可以通过遥控器进行操作。该显示界面可以显示报警点(探测器所在位置)、可切换探测气体种类、进行气体标定、设置气体探测量程、查看ntc热敏电阻的ad采样值、气体传感器的ad值、电流输出标定等操作。

在本实施例中,外设驱动电路模块7跟数据处理模块2连接,用于将数据处理模块2输出的数字信号转换为与声光报警模块8匹配的电信号,使得声光报警模块8在接收到外设驱动电路模块7发送的电信号后进行实时报警。

在本实施例中,电压监测保护模块9用于监测探测器中各个电路电压的信号值,完成实时监测功能。

在本实施例中,采用一种优选的实施方式,探测器包含的核心电路板有电源端子板、主板、显示板、mems传感器板、催化燃烧传感器板,各个电路板分别负责电源、数据处理、人机交互、环境物理量转换、无线传输、通讯控制等功能。

基于上述实施例的内容,在本实施例中,所述无线通讯模块在空闲模式下的工作电流为0.5ma,在休眠状态下工作电流为3ua。

在本实施例中,无线通讯模块3具有低功耗的特性,在空闲模式下的工作电流最低可以达到为0.5ma,在休眠状态下工作电流最低可以达到为3ua,从而可以非常有效的降低探测器的功耗。

基于上述实施例的内容,在本实施例中,所述无线通讯模块还用于根据云端下发的控制指令,控制所述无线探测模块切换探测有害气体种类。

在本实施例中,需要说明的是,无线通讯模块3不仅可以实现数据上传的功能,也可以做到数据下发的功能。对于探测器中预设的有害气体检测可以通过物联网平台直接下发指令进行气体的切换功能,从而大大的减少了传统人力资源的配置。

基于相同的发明构思,本发明另一实施例提供了一种工业智能复合气体探测方法,参见图9,本发明一实施例提供的一种工业智能复合气体探测方法的流程图。如图9所示,本发明实施例提供的一种工业智能复合气体探测方法,具体包括:

步骤901:采用由mems半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列对复合气体环境下的有害气体浓度进行检测;

在本步骤中,由3颗mems半导体气体传感器和1颗催化燃烧气体传感器组成传感器检测阵列,用于检测复合气体环境下的有害气体浓度。

步骤902:当检测到高于预设报警阈值的有害气体浓度时,生成报警信息,在进行报警的同时将所述报警信息通过运营商的通讯频段发送至云端进行处理。

在本步骤中,当有害气体浓度高于预设报警阈值时,生成包含探测器所在位置、报警有害气体浓度、报警级别和报警时间的报警信息,在进行报警的同时将报警信息通过nb-iot通讯将监测到的气体浓度数据发送到云端的平台,平台接收到信息后同样使用运营商的通讯信号将报警信息(探测器所在位置、报警有害气体浓度、报警级别和报警时间等)发送给安全责任人的微信和短信以及电话通知报警信息。

由此可见,本发明实施例基于mems半导体气体传感器阵列可以解决在多种类复杂环境下进行有毒有害气体的检测和智能预警,并可以解决传统技术无法检测仓储环境中低浓度的气体泄漏监测。

本实施例所述的工业智能复合气体探测方法可以用于执行上述方法实施例,其原理和技术效果类似,此处不再赘述。

基于相同的发明构思,本发明又一实施例提供了一种电子设备,参见图10所述电子设备的结构示意图,具体包括如下内容:处理器1001、存储器1002、通信接口1003和通信总线1004;

其中,所述处理器1001、存储器1002、通信接口1003通过所述通信总线1004完成相互间的通信;所述通信接口1003用于实现各设备之间的信息传输;

所述处理器1001用于调用所述存储器1002中的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种工业智能复合气体探测方法的全部步骤,例如,采用由mems半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列对复合气体环境下的有害气体浓度进行检测;当检测到高于预设报警阈值的有害气体浓度时,生成报警信息,在进行报警的同时将所述报警信息通过运营商的通讯频段发送至云端进行处理。

基于相同的发明构思,本发明又一实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述一种工业智能复合气体探测方法的全部步骤,例如,采用由mems半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列对复合气体环境下的有害气体浓度进行检测;当检测到高于预设报警阈值的有害气体浓度时,生成报警信息,在进行报警的同时将所述报警信息通过运营商的通讯频段发送至云端进行处理。

此外,上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(rom,read-onlymemory)、随机存取存储器(ram,randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如rom/ram、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的工业智能复合气体探测方法。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。


技术特征:

1.一种工业智能复合气体探测器,其特征在于,包括:无线探测模块、数据处理模块和无线通讯模块;

其中,所述无线探测模块由mems半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列组成,用于检测复合气体环境下的有害气体浓度,并将高于预设报警阈值的有害气体浓度数据发送至所述数据处理模块;

所述数据处理模块通过mcu控制主板接收所述无线探测模块发送的有害气体浓度数据,生成报警信息,在探测器进行报警的同时将所述报警信息发送至无线通讯模块;

所述无线通讯模块接收所述报警信息,并将所述报警信息通过运营商的通讯频段发送至云端进行处理。

2.根据权利要求1所述的工业智能复合气体探测器,其特征在于,所述报警信息包括探测器所在位置、报警有害气体浓度、报警级别和报警时间。

3.根据权利要求1所述的工业智能复合气体探测器,其特征在于,所述数据处理模块的mcu控制主板为32位数字处理器,具体用于:

将所述无线探测模块发送的有害气体浓度数据转换为数字信号发送至电流输出模块。

4.根据权利要求1所述的工业智能复合气体探测器,其特征在于,所述无线探测模块还包括温湿度传感器,用于检测复合气体环境下的温度和湿度信息。

5.根据权利要求1或3任一所述的工业智能复合气体探测器,其特征在于,还包括:电源模块、电流输出模块、显示模块、外设驱动电路模块、声光报警模块和电压监测保护模块;

其中,所述电源模块用于将工业电压经过滤波、降压处理后转换成mcu控制主板所需的工作电压5v;

所述电流输出模块用于根据所述数据处理模块发送的数字信号,将所述无线探测模块探测到的有害气体浓度数据实时转换为电流信号;

所述显示模块采用两行4位8段数码管,用于显示所述无线探测模块探测到的复合气体环境下各气体浓度、复合气体环境下的温度和湿度;还可以用于当所述探测器进行报警时,显示探测器所在位置、显示可切换探测气体种类、进行气体标定、设置气体探测量程、查看ntc热敏电阻的ad采样值、气体传感器的ad值和电流输出标定操作;

所述外设驱动电路模块跟数据处理模块连接,用于将所述数据处理模块输出的数字信号转换为与声光报警模块匹配的电信号;

所述声光报警模块连接所述外设驱动电路模块,用于接收所述外设驱动电路模块发送的电信号并进行实时报警;

所述电压监测保护模块,用于监测多路电路电压的信号。

6.根据权利要求1所述的工业智能复合气体探测器,其特征在于,所述无线通讯模块在空闲模式下的工作电流为0.5ma,在休眠状态下工作电流为3ua。

7.根据权利要求1所述的工业智能复合气体探测器,其特征在于,所述无线通讯模块还用于根据云端下发的控制指令,控制所述无线探测模块切换探测有害气体种类。

8.一种工业智能复合气体探测方法,其特征在于,包括:

采用由mems半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列对复合气体环境下的有害气体浓度进行检测;

当检测到高于预设报警阈值的有害气体浓度时,生成报警信息,在进行报警的同时将所述报警信息通过运营商的通讯频段发送至云端进行处理。

9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求8所述工业智能复合气体探测方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述工业智能复合气体探测方法的步骤。

技术总结
本发明实施例公开了一种工业智能复合气体探测器及探测方法,所述探测器包括:无线探测模块由MEMS半导体气体传感器和催化燃烧气体传感器组成的传感器检测阵列组成,用于检测复合气体环境下的有害气体浓度,并将高于预设报警阈值的有害气体浓度数据发送至数据处理模块;数据处理模块通过MCU控制主板接收无线探测模块发送的有害气体浓度数据,生成报警信息,在探测器进行报警的同时将所述报警信息发送至无线通讯模块;无线通讯模块接收所述报警信息,并将所述报警信息通过运营商的通讯频段发送至云端进行处理。本发明实施例可以针对复合气体环境下的低浓度有毒气体进行实时浓度监测,并通过无线通讯的方式实时传输监测数据。

技术研发人员:谢骏;曾锴;袁驰;赵炯轶;马园园;王勇
受保护的技术使用者:中国外运股份有限公司
技术研发日:2021.03.18
技术公布日:2021.08.03

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