一种智能多用途毒性气体监测报警装置

摘要

本发明涉及一种智能多用途毒性气体监测报警装置，包括装置外壳、和在装置外壳内安装的电路单元，所述的装置外壳包括视窗部、与所述视窗部相连设置的监测端、接线室、进线管和出线管；所述的电路单元包括供电模块、数据处理模块，以及分别与数据处理模块相连的功能选择模块、显示报警模块、信号输出模块和数据输入接口；本发明可根据不同的功能选择自动加载不同的气体参数，用户使用时只需选择相应拨码开关，无需其他操作；能够同时实现多种信号形式的输出，简化了调零和标定等操作程序，创新了接线方式，可根据气体监测情况自动进行声光报警或输出控制，同时还具有良好的环境适应能力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能多用途毒性气体监测报警装置，属于安全防护的技术领域。

背景技术

在设施农业生产过程中，生产现场会产生较高浓度的多种有毒气体，对设施种植和养殖 造成严重危害。例如：集约化养殖的畜禽圈舍会产生大量的氨气，不仅影响畜禽健康，也会 影响畜禽产品的品质和产量；工厂化食用菌生产环境中，会逐渐积累一氧化碳、二氧化硫、 硫化氢等有害气体，将导致菌丝生长缓慢，病害大量滋生，严重者甚至绝产。在工业生产过 程中，如石油石化、煤炭化工、造纸制药、矿山开采等，各种有毒有害气体的产生不仅降低 了生产效率，而且还有可能导致重大安全事故。因此，在上述生产环境下，及时对毒性气体 的浓度进行监测和报警极为重要。

中国专利CN201926638U公开一种有毒气体检测装置，该专利采用气体传感器IC1作为 有毒气体采集信号源，其输出的检测信号经两可调电阻RP1、RP2分别输入到比较器IC2/A 的输入端，比较器IC2/A的输出端经R9电阻连接到三极管VT2，检测信号的另一路输入到 比较器IC2/B的输入端，IC2/B的输出端经电阻R8输入到三极管VT1，由三极管VT1及三 极管VT2的集电极输出端连接三极管VT3，三极管VT3的集电极输出连接继电器J，由常 开开关J11连接到FDD5发射模块IC3，由FDD5发射模块IC3的天线对JDD5接收模块IC5 发射调制的高频电磁波，JDD5接收模块IC5的音频信号输出端控制驱动扬声器Y，其数据 输出端连接发光二极管LED1。

中国专利CN102881118A公开了一种便携式毒性气体无线监测装置，包括中央监测单 元和多个检测仪器，所述检测仪器，为便携式设备，其进一步包括：电源模块、毒性气体传 感器、信号调理电路、温湿度传感器、加速度传感器、无线通讯模块、报警模块、显示模块、 键盘模块、微处理器及其外围电路。

当前，常见的毒气探测器存在诸多问题：一是在系统设计上较为简单，往往只能检测单 一种类气体浓度，或者能够固定监测几种气体，但由于是同时集成了多个传感器，导致器件 体积和成本均大幅增加；二是基本都采用可调电阻的方式进行设备的调零或标定，对于已经 安装在环境现场的探测器而言，这种方式在操作上极其不便。而且现有的毒气监测装置大多 为单一监测端，并不能与工控机等设备形成控制闭环回路，因此现有的毒气监测装置的应用 领域较小。

发明内容

针对现有技术和产品的不足，本发明提供一种智能多用途毒性气体监测报警装置。

本发明还提供一种上述监测报警装置的应用。

本发明的技术方案如下：

一种智能多用途毒性气体监测报警装置，包括装置外壳和在装置外壳内安装的电路单 元，所述的装置外壳包括视窗部、与所述视窗部相连设置的监测端、接线室、进线管和出线 管；

所述的电路单元包括供电模块、数据处理模块，以及分别与数据处理模块相连的功能选 择模块、显示报警模块、信号输出模块和数据输入接口；数据处理模块用于采集并处理各类 数据，包括：来自前端有毒气体检测传感器的数据、来自外部红外遥控器的数据、来自功能 选择模块的数据以及来自上位机的控制数据；

在所述监测端设置有有毒气体检测传感器，所述有毒气体检测传感器分别与所述数据输 入接口相连；所述有毒气体检测传感器包括100多种电化学传感器，可检测几十种不同的有 毒气体；

所述功能选择模块通过数据处理模块实现对数据输入接口的选择接入；操作人员通过功 能选择模块控制选择所需监测有毒气体的类别；

所述显示报警模块用于，当所述数据处理模块所接收到的有毒气体浓度达到或超过安全 上限时，所述数据处理模块控制显示报警模块进行险情显示和声光报警；所述显示报警模块 安装在所述视窗部内；所显示的内容包括：有毒气体的类别、实际含量、有效量程、安全上 限等信息；所述实际含量信息以数字和柱状图等形式实时显示；

所述数据处理模块将功能选择模块的信息、数据输入接口的信息一并通过信号输出模块 与外部的工控上位机相连。该上位机的作用主要是接收、显示来自现场的有毒气体监测信息， 同时根据监测数据下达相应的控制指令。

根据本发明优选的，所述的供电模块、数据处理模块，以及分别与数据处理模块相连的 功能选择模块、显示报警模块、信号输出模块和数据输入接口均通过接线板安装在视窗部内； 所述接线板安装在接线室内。

根据本发明优选的，所述数据处理模块采用MSP430单片机。

根据本发明优选的，所述功能选择模块采用4位拨码开关。功能选择模块通过拨码开关 进行功能选择，不同的拨码组合即对应不同的有毒气体类型，数据处理模块将据此加载相应 参数，完成对相应气体类型的监测。

根据本发明优选的，所述显示报警模块为LCD液晶屏或LED数码管显示，还包括声光 报警器。显示报警模块设有1路继电器模块，用于监测数据的显示和异常报警，支持LCD 液晶显示或LED数码管显示，支持在环境现场进行声光报警或输出控制信号。

根据本发明优选的，所述信号输出模块为RS485总线输出、4～20mA模拟输出及 433MHz的无线传输。信号输出模块集成了多种信号输出格式和传输模式，同时实现有线信 号和无线信号、数字信号和模拟信号等多种形式输出。

根据本发明优选的，所述数据输入接口为红外遥控器和HS38B红外接收头。所述的红 外遥控是针对本发明的装置进行调零和标定操作。

根据本发明优选的，所述供电模块为电压转换电路，输出5V和3.3V两种电压。该供 电模块为本装置中的其它电路模块提供电源支持。

根据本发明优选的，所述的监测端为管状，所述管的一端与所述装置外壳相连，在所述 管的另一端设置有防尘滤网，所述有毒气体检测传感器安装在所述的防尘滤网中，用于气体 流通进行有毒气体监测。

一种如上述智能多用途毒性气体监测报警装置的应用，包括步骤如下：

（1）将所述智能多用途毒性气体监测报警装置中的监测端安装于待监测的目标空间内； 将所述信号输出模块的信号线由出线管牵出，与所述上位机相连；

（2）接通电源，对智能多用途毒性气体监测报警装置进行初始化；

（3）人员通过拨码开关方式选择本装置要监测的有毒气体的类别；

（4）利用红外线遥控或上位机输入的方式设置所述功能选择模块对应有毒气体种类的 有关参数，包括灵敏度、偏移值和报警阈值；

（5）开始监测，所述的显示报警模块通过视窗部实时显示所监测到的有毒气体浓度；

（6）当选择监测的有毒气体浓度达到预设浓度上限时，所述显示报警模块报警。

本发明的技术特点及优良效果如下：

1、本发明所述的智能多用途毒性气体监测报警装置，集成了数十种毒性气体的监测参 数，可根据不同的功能选择自动加载不同的气体参数，实现了毒性气体监测的智能化。

2、本发明所述的智能多用途毒性气体监测报警装置设有拨码开关，用户只需插入传感 模块并在拨码开关上选择相应气体类型即可，不需更换硬件板卡或软件程序，也无需任何其 他操作，简单易行。

3、本发明能够同时实现有线/无线、数字/模拟等多种信号形式的输出，最大程度地满足 了各种不同的应用需求。

4、本发明针对调零和标定等操作采用了红外遥控的方式，有效距离10m以上，用户无 需拆解探测器壳体，也无需在现场登梯爬高等，大大简化了操作程序。

5、本发明创新了探测器的接线方式，壳体设有专用接线室，内嵌专用接线板，安装或 拆卸时只要打开接线室外盖即可，无需打开壳体，方便了工程施工。

6、本发明可以根据气体监测情况自动进行声光报警，也可以输出控制信号，启动环境 现场的风机等外部设备，实现了智能控制。

7、本发明所选元器件均为工业级产品，性能优良，可在-40℃～80℃环境下正常工作， 具有良好的环境适应能力。

附图说明

图1为本发明的外观连接图；

图2是本发明实施例2的外观连接图；

图3为本发明所述电路单元的模块连接图；

在图1、2中：1、视窗部；2、监测端；3、接线室；4、进线管；5、出线管；6、防尘 滤网。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1、

如图1、3所示。

一种智能多用途毒性气体监测报警装置，包括装置外壳和在装置外壳内安装的电路单 元，所述的装置外壳包括视窗部1、与所述视窗部1相连设置的监测端2、接线室3、进线 管4和出线管5；

所述的电路单元包括供电模块、数据处理模块，以及分别与数据处理模块相连的功能选 择模块、显示报警模块、信号输出模块和数据输入接口；

在所述监测端设置有有毒气体检测传感器，所述有毒气体检测传感器分别与所述数据输 入接口相连；

所述功能选择模块通过数据处理模块实现对数据输入接口的选择接入；

所述显示报警模块用于，当所述数据处理模块所接收到的有毒气体浓度达到或超过安全 上限时，所述数据处理模块控制显示报警模块进行险情显示和声光报警；所述显示报警模块 安装在所述视窗部内；

所述数据处理模块将功能选择模块的信息、数据输入接口的信息一并通过信号输出模块 与外部的工控上位机相连。

实施例2、

如实施例1所述的一种智能多用途毒性气体监测报警装置，其区别在于，所述的供电模 块、数据处理模块，以及分别与数据处理模块相连的功能选择模块、显示报警模块、信号输 出模块和数据输入接口均通过接线板安装在视窗部1内；所述接线板安装在接线室3内。

实施例3、

如实施例1所述的一种智能多用途毒性气体监测报警装置，其区别在于，所述数据处理 模块采用MSP430单片机。所述功能选择模块采用4位拨码开关。所述显示报警模块为LCD 液晶屏或LED数码管显示，还包括声光报警器。所述信号输出模块为RS485总线输出、4～ 20mA模拟输出及433MHz的无线传输。所述数据输入接口为红外遥控器和HS38B红外接 收头。所述供电模块为电压转换电路，输出5V和3.3V两种电压。

实施例4、

如图2所示。

如实施例1所述的一种智能多用途毒性气体监测报警装置，其区别在于，所述的监测端 为管状，所述管的一端与所述装置外壳相连，在所述管的另一端设置有防尘滤网，所述有毒 气体检测传感器安装在所述的防尘滤网中，用于气体流通进行有毒气体监测。

实施例5、

一种如实施例1-4所述智能多用途毒性气体监测报警装置的应用，包括步骤如下：

（1）将所述智能多用途毒性气体监测报警装置中的监测端安装于待监测的目标空间内； 将所述信号输出模块的信号线由出线管5牵出，与所述上位机相连；

（2）接通电源，对智能多用途毒性气体监测报警装置进行初始化；

（3）人员通过拨码开关方式选择本装置要监测的有毒气体的类别；

（4）利用红外线遥控或上位机输入的方式设置所述功能选择模块对应有毒气体种类的 有关参数，包括灵敏度、偏移值和报警阈值；

（5）开始监测，所述的显示报警模块通过视窗部实时显示所监测到的有毒气体浓度；

（6）当选择监测的有毒气体浓度达到预设浓度上限时，所述显示报警模块报警。