本實用新型涉及城市管道安全技術領域，具體地說，是一種自供電式防爆下水道井蓋。

背景技術：

在現(xiàn)代城市中，為了排除污水和雨水，而在城市設置下水道，進行城市規(guī)劃。

但是由于下水道相對密封，大量的城市垃圾流入到下水道會產(chǎn)生沼氣，且由于下水道特殊的密封結構，導致沼氣增多，沼氣濃度不斷增大，氣壓隨之加強，當下水道沼氣達到一定濃度時，遇到明火或者火花時，將會發(fā)生爆炸，由于下水道貫通整個城市，一旦某處發(fā)生爆炸，則與該下水道連通的下水道也會受到牽連，均有可能發(fā)生爆炸，涉及范圍廣，危害大，安全性能低，對人們的生命財產(chǎn)安全存在極大的威脅。

針對上述問題，人們常采用在下水道內設置沼氣檢測裝置來實現(xiàn)檢測，例如設置甲烷傳感器，但是仍然存在很多問題：第一，由于下水道環(huán)境惡劣，沼氣檢測裝置容易發(fā)生損壞，造成檢測結果誤差大，可靠性差；第二，沼氣檢測裝置需要實時供電，而下水道涉及范圍廣，沼氣檢測裝置的供電線路復雜，供電困難；第三，當沼氣檢測裝置發(fā)生損壞時，人們無法檢測到，并且由于沼氣檢測裝置設置位置不定，導致沼氣檢測裝置維護更換困難。

綜上所述，現(xiàn)有的下水道安全管理還存在一些不足之處，無法滿足人們對城市安全的要求。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實用新型提出一種自供電式防爆下水道井蓋，實現(xiàn)自供電方式，對下水道氣壓數(shù)據(jù)進行檢測和采集，運行可靠，使用方便，安全性能高，維護更換方便。

為達到上述目的，本實用新型采用的具體技術方案如下：

一種自供電式防爆下水道井蓋，包括井蓋本體，其關鍵在于：在所述井蓋本體的下端面上設置有氣壓檢測裝置，所述氣壓檢測裝置與氣壓信號處理控制模塊連接，所述井蓋本體的外露面上設置有自供電模塊，所述自供電模塊與所述氣壓檢測裝置、氣壓信號處理控制模塊連接。

通過上述設計，自供電模塊通過采集人們對井蓋的壓力，經(jīng)壓力轉換成電能，向氣壓檢測裝置和氣壓信號處理控制模塊供電，節(jié)約能源；氣壓檢測裝置設置在井蓋本體的下端面上，不易與其他機構發(fā)生碰撞，也不易受到環(huán)境的影響，安全可靠，不易損壞；氣壓信號穩(wěn)定可靠，檢測數(shù)據(jù)準確。

進一步描述，所述氣壓檢測裝置包括筒狀檢測機構，所述筒狀檢測機構豎向設置在下水道井內，且所述筒狀檢測機構的一端與所述井蓋本體的下端面連接，在所述筒狀檢測機構的筒腔內從上至下依次設置有壓力傳感器、彈簧和推動塊，所述壓力傳感器經(jīng)所述彈簧與所述推動塊連接，且所述推動塊緊貼所述筒狀檢測機構內壁。

采用上述方案，推動塊設置在筒狀檢測機構內，推動塊受到其他環(huán)境影響小，當氣壓增大時，在大氣壓的作用下，推動塊向上運動，同時彈簧壓縮，致使壓力傳感器檢測到壓力。整個結構簡單易懂，檢測成本低。

再進一步描述，在所述筒狀檢測機構筒壁內設置有泄壓孔，所述泄壓孔一端穿過所述井蓋本體與外界相通，所述泄壓孔的另一端穿出所述筒狀檢測機構的內壁形成泄壓口，所述泄壓口開設在所述推動塊自然垂下所在位置的上部。

采用上述方案，當下水道氣壓過大，推動快向上運動一定距離時，則下水道中的氣體可通過泄壓孔向外排出，以減小下水道中的氣壓，減小下水道不安全因素。

再進一步描述，所述氣壓信號處理控制模塊包括壓力信號處理電路和控制器，所述壓力傳感器經(jīng)所述壓力信號處理電路與所述控制器連接。

壓力傳感器檢測到的氣壓經(jīng)過壓力信號處理電路處理后，時信號更加準確和穩(wěn)定，并且控制器可采集氣壓信號，進行進一步處理，提示人們下水道氣壓是否處于安全范圍內，提高了下水道氣壓檢測的可靠性。

再進一步描述，所述壓力信號處理電路包括第一運算放大器U1，所述第一運算放大器U1的同相輸入端經(jīng)第一電阻R1與所述壓力傳感器連接，所述壓力傳感器與所述第一電阻R1的公共端分別經(jīng)第二電阻R2和第一電容C1接地，所述第一運算放大器U1的反相輸入端依次經(jīng)第三電阻R3、第二電容C2接地；所述第一運算放大器U1輸出端分別經(jīng)第四電阻R4、第三電容C3與所述第一運算放大器U1的反相輸入端連接；

所述第一運算放大器U1的輸出端依次經(jīng)第四電容C4、第五電阻R5與第二運算放大器U2的反相輸入端連接，所述第二運算放大器U2的同相輸入端分別經(jīng)第五電容C5和第六電阻R6接地，所述第二運算放大器U2的輸出端分別經(jīng)第七電阻R7、第六電容C6與所述第二運算放大器U2反相輸入端連接；

所述第二運算放大器U2的輸出端依次經(jīng)第八電阻R8、第九電阻R9與第三運算放大器U3的反相輸入端連接，所述第三運算放大器U3的反相輸入端還經(jīng)第七電容C7接地，所述第三運算放大器U3的輸出端經(jīng)第八電容C8與所述第八電阻R8、第九電阻R9的公共端連接，所述第三運算放大器U3的輸出端還與所述第三運算放大器U3的同相輸入端連接，所述第三運算放大器U3的輸出端還經(jīng)第十電阻R10與模數(shù)轉換模塊的模擬信號輸入端連接，所述模數(shù)轉換模塊的數(shù)字信號輸出端與所述控制器連接。

采用上述方案，通過第一運算放大器U1、第二運算放大器U2對檢測的壓力信號進行放大，通過第三運算放大器U3實現(xiàn)壓力信號濾波，得到更加穩(wěn)定可靠的信號，使檢測更加可靠和準確。

再進一步描述，所述控制器上連接有報警裝置、顯示裝置、遠程傳送裝置。

當檢測到氣壓時，顯示裝置可實時顯示，便于工作人員觀察，當氣壓過高時，工作人員不宜下到下水道下，以免發(fā)生安全事故，當氣壓過高時，報警裝置可實現(xiàn)實時報警，提示人們注意安全，且避免明火靠近，遠程傳送裝置可將信號遠程傳送，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。

再進一步描述，所述自供電模塊包括依次連接的發(fā)電模塊、儲能模塊和供電控制模塊。

當有人對設有發(fā)電模塊的井蓋本體施加外力時，發(fā)電模塊將壓力轉換成電能，實現(xiàn)自供電，節(jié)約能源，經(jīng)濟環(huán)保。

再進一步描述，所述發(fā)電模塊包括和壓電薄膜，所述壓電薄膜的兩側設置有上齒面層和下齒面層，所述上齒面層和下齒面層的齒面朝向所述壓電薄膜，且所述上齒面層和下齒面層的齒條交替設置，所述上齒面層上還覆蓋有絕緣保護層，所述壓電薄膜與所述儲能模塊連接。

當有人踩壓井蓋本體時，上齒面層和下齒面層同時對壓電薄膜施加外力，使壓電薄膜獲得更大更集中的外力作用，使壓電薄膜將壓力轉換成電能，轉換效果好，經(jīng)濟適用，節(jié)能環(huán)保。

本實用新型的有益效果：實時對下水道氣壓數(shù)據(jù)進行檢測、采集和處理，同時采用自供電方式，向氣壓檢測裝置和氣壓信號處理控制模塊供電，經(jīng)濟節(jié)能，供電方便；氣壓檢測裝置使用壽命長，更換和維護方便，氣壓信號處理控制模塊信號處理得到的信號穩(wěn)定精確，安全性能高。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型的壓力信號處理電路圖；

圖3是本實用新型的氣壓信號處理控制框圖；

圖4是本實用新型的自供電控制框圖；

圖5是本實用新型的發(fā)電模塊結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式以及工作原理作進一步詳細說明。

從圖1可以看出，一種自供電式防爆下水道井蓋，包括井蓋本體1，其特征在于：在所述井蓋本體1的下端面上設置有氣壓檢測裝置2，所述氣壓檢測裝置2與氣壓信號處理控制模塊3連接，所述井蓋本體1的外露面上設置有自供電模塊4，所述自供電模塊4與所述氣壓檢測裝置2、氣壓信號處理控制模塊3連接。

其中，從圖1還可以看出，所述氣壓檢測裝置2包括筒狀檢測機構21，所述筒狀檢測機構21豎向設置在下水道井內，且所述筒狀檢測機構21的一端與所述井蓋本體1的下端面連接，在所述筒狀檢測機構21的筒腔內從上至下依次設置有壓力傳感器22、彈簧23和推動塊24，所述壓力傳感器22經(jīng)所述彈簧23與所述推動塊24連接，且所述推動塊24緊貼所述筒狀檢測機構21內壁。

從圖1還可以看出，在所述筒狀檢測機構21筒壁內設置有泄壓孔25，所述泄壓孔25一端穿過所述井蓋本體1與外界相通，所述泄壓孔25的另一端穿出所述筒狀檢測機構21的內壁形成泄壓口，所述泄壓口開設在所述推動塊24自然垂下所在位置的上部。

在本實施例中，所述氣壓信號處理控制模塊3包括壓力信號處理電路31和控制器32，所述壓力傳感器22經(jīng)所述壓力信號處理電路31與所述控制器32連接。

從圖2可以看出，所述壓力信號處理電路31包括第一運算放大器U1，所述第一運算放大器U1的同相輸入端經(jīng)第一電阻R1與所述壓力傳感器22連接，所述壓力傳感器22與所述第一電阻R1的公共端分別經(jīng)第二電阻R2和第一電容C1接地，所述第一運算放大器U1的反相輸入端依次經(jīng)第三電阻R3、第二電容C2接地；所述第一運算放大器U1輸出端分別經(jīng)第四電阻R4、第三電容C3與所述第一運算放大器U1的反相輸入端連接；

所述第一運算放大器U1的輸出端依次經(jīng)第四電容C4、第五電阻R5與第二運算放大器U2的反相輸入端連接，所述第二運算放大器U2的同相輸入端分別經(jīng)第五電容C5和第六電阻R6接地，所述第二運算放大器U2的輸出端分別經(jīng)第七電阻R7、第六電容C6與所述第二運算放大器U2反相輸入端連接；

所述第二運算放大器U2的輸出端依次經(jīng)第八電阻R8、第九電阻R9與第三運算放大器U3的反相輸入端連接，所述第三運算放大器U3的反相輸入端還經(jīng)第七電容C7接地，所述第三運算放大器U3的輸出端經(jīng)第八電容C8與所述第八電阻R8、第九電阻R9的公共端連接，所述第三運算放大器U3的輸出端還與所述第三運算放大器U3的同相輸入端連接，所述第三運算放大器U3的輸出端還經(jīng)第十電阻R10與模數(shù)轉換模塊的模擬信號輸入端連接，所述模數(shù)轉換模塊的數(shù)字信號輸出端與所述控制器連接。

從圖3可以看出，所述控制器上連接有報警裝置、顯示裝置、遠程傳送裝置。

從圖4可以看出，所述自供電模塊4包括依次連接的發(fā)電模塊41、儲能模塊42和供電控制模塊43。

從圖5可以看出，所述發(fā)電模塊41包括和壓電薄膜41a，所述壓電薄膜41a的兩側設置有上齒面層41b和下齒面層41c，所述上齒面層41b和下齒面層41c的齒面朝向所述壓電薄膜41a，且所述上齒面層41b和下齒面層41c的齒條交替設置，所述上齒面層41b上還覆蓋有絕緣保護層41d，所述壓電薄膜41a與所述儲能模塊42連接。

本實用新型的工作原理：

當人們行走在下水道井蓋上，會對設置在井蓋本體上的自供電模塊4施加壓力，發(fā)電模塊41的壓電薄膜41a采集到壓力后，將動能轉換成電能，向氣壓檢測裝置2與氣壓信號處理控制模塊3供電。

當下水道氣壓增大，推動塊24在氣壓的作用下向上運動，同時，彈簧23收到擠壓收縮，使設置在彈簧23頂端的壓力傳感器22采集到壓力信號，該壓力信號經(jīng)氣壓信號處理控制模塊3的壓力信號處理電路31處理后傳送至控制器32，控制器32將檢測的壓力信號通過顯示裝置顯示出來，并且可將壓力信號通過遠程傳送裝置傳送至遠處，便于遠程控制。

當氣壓過大時，推動塊24向上運動距離大，當運動到高于泄壓孔25的入口處時，泄壓孔25可實現(xiàn)排出部分氣體，以達到減小下水道氣壓的作用。

在本實施例中，供電控制模塊43還與正常供電線路連接，以防止自供電模塊4供電不足的情況，提高整個氣壓檢測裝置的可靠性，永不斷電。