本實(shí)用新型涉及一種易燃、易爆、易揮發(fā)物智能檢測告警裝置，尤其是一種易燃揮發(fā)物監(jiān)測報警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，全國各地都發(fā)生過多起因攜帶易燃易爆揮發(fā)性可燃物乘坐公共交通工具造成乘客的傷亡事件、也發(fā)生過歹徒惡意攜帶危險品乘車報復(fù)社會的惡劣事故。在一些公共場合、機(jī)關(guān)單位、工礦企業(yè)也發(fā)生過同樣的報復(fù)社會的重大事故。在一些危險品的倉庫、危險品運(yùn)輸每年都會發(fā)生多起因危險品泄露而引起的重大安全事故。比如大連的中石油近幾年就發(fā)生幾起，2014年天津港口易燃品爆炸重大安全事故。2016年7月21日在臺灣的發(fā)生一起因載有大陸游客的旅游大巴司機(jī)違規(guī)在車上放置汽油，在發(fā)生交通事故后汽油被爆燃，造成大陸乘客和司機(jī)導(dǎo)游24人全部罹難的重大事故。通常所說的危險品主要有汽油、香蕉水、酒精、有毒煙塵、煤礦礦上里的瓦斯氣體等，這些物體的泄露一不小心就會造成重大的安全事故。如果能有一種裝置能快速的實(shí)現(xiàn)對這些泄露的危險品提前進(jìn)行快速檢測，對事故現(xiàn)場提供提前預(yù)警，就可以把安全隱患降低到最低點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種易燃揮發(fā)物監(jiān)測報警系統(tǒng)，能夠?qū)τ泻σ兹?、易爆、易揮發(fā)物智能檢測告警，具有反應(yīng)靈敏、智能控制、應(yīng)用廣泛，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)；本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種易燃揮發(fā)物監(jiān)測報警系統(tǒng)，包括一個主控制單元和至少一個采樣檢測單元；各采樣檢測單元和主控制單元通過有線或無線方式通訊；

采樣檢測單元用于對環(huán)境空氣進(jìn)行采集，并對采集的氣體進(jìn)行檢測，將采集的氣體中有害氣體的濃度信號發(fā)送給主控制單元；

主控制單元用于顯示各采樣檢測單元的位置信息和各位置的有害氣體濃度信息，并實(shí)現(xiàn)有害氣體濃度超過設(shè)定閾值時的報警。

進(jìn)一步地，采樣檢測單元包括殼體、殼體的前端設(shè)有導(dǎo)風(fēng)口、軸流風(fēng)扇安裝在導(dǎo)風(fēng)口處，殼體上設(shè)有電源接口；殼體內(nèi)底部安裝電路板；電路板上的氣體傳感器安裝軸流風(fēng)扇后方的氣流通道上；殼體的后端設(shè)氣流出口，以及狀態(tài)指示LED。

進(jìn)一步地，氣流出口采用氣流出口柵格。

進(jìn)一步地，殼體的底部兩側(cè)向外延伸出固定翼，兩個固定翼上各開有固定孔。

進(jìn)一步地，采樣檢測單元包括：第一MCU、氣體傳感器、電源穩(wěn)壓電路、風(fēng)扇控制電路、狀態(tài)指示LED、地址設(shè)定電路、程序輸入接口、通訊電路；

氣體傳感器連接第一MCU的模擬量輸入端口；第一MCU內(nèi)有A/D轉(zhuǎn)換器；第一MCU分別連接電源穩(wěn)壓電路、風(fēng)扇控制電路、狀態(tài)指示LED、地址設(shè)定電路、程序輸入接口、通訊電路；風(fēng)扇控制電路用于連接并控制軸流風(fēng)扇和外置的恒流風(fēng)扇。

更進(jìn)一步地，采樣檢測單元上的通訊電路包括第一WiFi通訊電路和第一CAN通訊電路。

進(jìn)一步地，地址設(shè)定電路采樣撥碼開關(guān)。

進(jìn)一步地，主控制單元包括第二MCU、電源電路、第二WiFi通訊電路和第二CAN通訊電路、顯示屏、程序輸入電路、音頻電路和揚(yáng)聲器；

電源電路連接第二MCU；電源電路內(nèi)含穩(wěn)壓芯片；第二MCU分別連接第二WiFi通訊電路和第二CAN通訊電路、顯示屏、程序輸入電路、音頻電路；音頻電路用于連接并驅(qū)動揚(yáng)聲器。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

1）對多種有毒有害氣體的檢測快速準(zhǔn)確，能夠及時發(fā)現(xiàn)隱患并告警。

2）能夠?qū)崿F(xiàn)多個檢測位置的同時檢測，可廣泛應(yīng)用于公交、地鐵、大型公共場合、廠礦企業(yè)、機(jī)關(guān)單位等場合。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的采樣檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的采樣檢測單元電原理圖。

圖3為本實(shí)用新型的采樣檢測單元工作流程圖。

圖4為本實(shí)用新型的主控制單元電原理圖。

圖5為本實(shí)用新型的主控制單元工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

本實(shí)用新型提供的易燃揮發(fā)物監(jiān)測報警系統(tǒng)，包括一個主控制單元和至少一個采樣檢測單元；通常主控制單元可以同時連接6～8個采樣檢測單元，這些采樣檢測單元可布設(shè)在車上的不同位置，以實(shí)現(xiàn)多位置有害易燃、易爆、易揮發(fā)物的同時檢測，并且每個采樣檢測單元有自己的唯一編號，可實(shí)現(xiàn)檢測位置的區(qū)分；

如圖1所示，采樣檢測單元包括殼體1、殼體1的前端設(shè)有導(dǎo)風(fēng)口2、軸流風(fēng)扇3安裝在導(dǎo)風(fēng)口2處，殼體1上設(shè)有電源接口4，電源接口4可設(shè)置在如圖1所示的殼體1前端，電源接口4采用航空插頭；殼體1內(nèi)底部安裝電路板5；電路板5上的氣體傳感器需要安裝軸流風(fēng)扇3后方的氣流通道上；殼體1的后端設(shè)氣流出口柵格6，以及狀態(tài)指示LED7；殼體1的底部兩側(cè)向外延伸出固定翼8，兩個固定翼8上各開兩個固定孔9；

采樣檢測單元的電原理如2所示，其電路板5包括：第一MCU、氣體傳感器、電源穩(wěn)壓電路、風(fēng)扇控制電路、狀態(tài)指示LED、地址設(shè)定電路、程序輸入接口、 第一WiFi通訊電路、第一CAN通訊電路；

氣體傳感器連接第一MCU；第一MCU分別連接電源穩(wěn)壓電路、風(fēng)扇控制電路、狀態(tài)指示LED、地址設(shè)定電路、程序輸入接口、 第一WiFi通訊電路和第一CAN通訊電路；風(fēng)扇控制電路用于連接并控制軸流風(fēng)扇3和外置的恒流風(fēng)扇。

采樣檢測單元對環(huán)境空氣的采集過程為：首先將要檢測的周邊環(huán)境的空氣通過橫流風(fēng)扇（車上的另一個設(shè)備）快速的流到采樣檢測單元的導(dǎo)風(fēng)口2，在導(dǎo)風(fēng)口2通過導(dǎo)風(fēng)口的軸流風(fēng)扇3將空氣傳送到氣體傳感器，這一過程稱為氣體采集；

氣體傳感器能夠?qū)Σ杉臍怏w的性質(zhì)進(jìn)行判斷，如果氣體中混有易燃易揮發(fā)的有害氣體，則氣體性質(zhì)會發(fā)生變化，氣體傳感器的輸出電壓將會發(fā)生顯著的邊哈，變化量的大小和氣體中混合的有害氣體濃度密切相關(guān)，有害氣體濃度越大，氣體傳感器輸?shù)哪M量電壓值越高；模擬量電壓值傳輸至第一MCU的模擬量輸入端口；氣體傳感器采用費(fèi)加羅公司的FIGARO_TGS2602檢測芯片，其具有檢測靈敏度高，檢測的物體多樣，反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)，可對汽油、酒精、乙炔、天然氣、瓦斯等氣體進(jìn)行檢測。并且可以對煙霧、香煙進(jìn)行檢測，可有效的實(shí)現(xiàn)對車內(nèi)是否有人吸煙、有害氣體是否超標(biāo)進(jìn)行檢測，用于公共交通汽車時可有效進(jìn)行監(jiān)控。

第一MCU選用M453LC3AE，其內(nèi)部具有A/D轉(zhuǎn)換器，該A/D轉(zhuǎn)換器具有2的12次方分辨率；通常氣體傳感器在正常情況下輸出的電壓只有1V左右，相當(dāng)于單片機(jī)檢測的A/D值為819，當(dāng)氣體的可燃?xì)怏w比例增加時，輸出電壓也增加，當(dāng)濃度達(dá)到最大時，A/D轉(zhuǎn)換的值為4096。

電源穩(wěn)壓電路提供第一MCU和風(fēng)扇控制電路的工作電壓， 比如3.3v/5v/24v等電壓；風(fēng)扇控制電路輸出的5v電壓用于驅(qū)動采樣檢測單元內(nèi)的軸流風(fēng)扇3，輸出的24v電壓用于驅(qū)動外置的橫流風(fēng)扇；風(fēng)扇控制電路可采用普通的機(jī)械開關(guān)或電子開關(guān)。

狀態(tài)指示LED設(shè)有三個，分別用于進(jìn)行電源指示、通訊正常指示、以及采樣檢測單元工作正常指示；

地址設(shè)定電路采樣撥碼開關(guān)，通過撥碼開關(guān)設(shè)置采樣檢測單元的編號，所述編號可代表一個檢測位置；

程序輸入接口為調(diào)試接口，用于向第一MCU輸入程序。

第一WiFi通訊電路和第一CAN通訊電路用于采樣檢測單元和主控制單元的通訊；CAN是單片機(jī)通訊的一種總線通訊方式，通過CAN的通訊芯片，簡單的兩根線就能將所有的通訊內(nèi)容傳送到下一個控制器，接線非常簡單。

采樣檢測單元獲得的有害氣體的濃度信號通過第一MCU計算量化后，計算的數(shù)據(jù)通過CAN總線或WiFi的通訊方式傳到主控制單元。

主控制單元的電原理參見圖4，包括第二MCU、電源電路、第二WiFi通訊電路和第二CAN通訊電路、顯示屏、程序輸入電路、音頻電路和揚(yáng)聲器；

電源電路連接第二MCU；電源電路內(nèi)含穩(wěn)壓芯片，提供3.3v/5v輸出；第二MCU分別連接第二WiFi通訊電路和第二CAN通訊電路、顯示屏、程序輸入電路、音頻電路；音頻電路用于連接并驅(qū)動揚(yáng)聲器；

主控制單元是一個綜合的控制器，它能接受來自多個采樣檢測單元來的檢測信號，并對這些檢測信號進(jìn)行綜合判斷和處理，對超過設(shè)定閾值的有害氣體的濃度信號，能夠直接在顯示屏上顯示對應(yīng)的采樣檢測單元編號，位置，報警的有害氣體濃度值；

第二WiFi通訊電路和第二CAN通訊電路分別用于和采樣檢測單元中的第一WiFi通訊電路和第一CAN通訊電路進(jìn)線無線或有線通訊；接收各采樣檢測單元傳來的檢測信號即有害氣體的濃度信號；第二MCU將讀取的檢測信號進(jìn)行分析與處理，如果檢測的有害氣體的濃度百分率大于設(shè)定的閾值，就控制顯示屏和揚(yáng)聲器同步發(fā)出報警信號；

第二MCU另一個作用是對報警參數(shù)、連接采樣檢測單元的個數(shù)、采樣檢測單元的安裝位置等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。第二MCU采用了美國具有CAN通訊功能的32位NUC972芯片作為主控制的核心，該芯片還具有具有直接驅(qū)動320X460顯示屏的能力。

顯示屏的作用是：1、對各個采樣檢測單元檢測的有害氣體的濃度實(shí)時顯示出來；2、提供一個每個檢測位置的圖片，圖片上標(biāo)明了每個采樣檢測單元的安裝位置，正常時，各位置檢測的顏色是綠色的，如果一旦出現(xiàn)報警，該位置的顏色將變?yōu)榧t色。3、在顯示屏上直觀的進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，包括系統(tǒng)參數(shù)、報警參數(shù)等。

揚(yáng)聲器報警提示的作用是：當(dāng)出現(xiàn)報警時，及時提供語音提示，提示的內(nèi)容包括報警的采樣檢測單元的編號、有害氣體濃度等，警示工作人員及時查看報警位置的具體情況。

程序輸入電路為調(diào)試接口，用于向第一MCU輸入程序。