專利名稱：一種危險氣體在線監(jiān)測及自動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種自動控制裝置，具體涉及一種對毒害、可燃、易爆氣 體進行在線安全監(jiān)測和自動控制的裝置。
背景技術(shù)：
在城市下水道、污水處理廠、化糞池、沼氣池、垃圾處理場等場所，產(chǎn)生 和存在大量毒害、可燃、易爆氣體，如硫化氫、甲烷、 一氧化碳等。這些氣體
的存在，導(dǎo)致每年發(fā)生大量的爆炸、中毒和窒息等事故。目前，利用GPRS/CDMA 通訊技術(shù)，可以實現(xiàn)對城市下水道、污水處理廠、化糞池、沼氣池、垃圾處理 場等場所產(chǎn)生的危險氣體濃度進行24小時在線監(jiān)測，當某點的氣體濃度超標時， 會在監(jiān)測顯示屏上報警，并發(fā)出手機短信息通知責(zé)任人進行處理。但是現(xiàn)在的 監(jiān)測裝置，只實現(xiàn)了危險氣體濃度的自動監(jiān)測，而氣體濃度的控制和調(diào)節(jié)，只 能通過人工進行處理。但是，當多處場所同時報警時，就需要較多人手；另外， 在深夜時間段報警，由于多數(shù)工作人員下班，也難于及時處理。因此，人工處 理成本高，效率低下，同時存在安全隱患。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種危險氣體在線監(jiān)測及自動控制裝置，在監(jiān)測 到危險氣體濃度超標時，能夠自動對氣體濃度進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)自動控制。為達到上述目的，本實用新型表述一種危險氣體在線監(jiān)測及自動控制裝置，
包括有氣體探頭、中央控制器、GPRS/CD^V通訊模塊、天線、基站和服務(wù)器，所 述氣體探頭實時獲取氣體的濃度信號，該氣體探頭的信號輸出端將該氣體濃度 信號傳送給所述中央控制器的信號輸入端，該中央控制器的數(shù)據(jù)輸入/輸出端與 所述GPRS/CDMA通訊模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出端連接，進行雙向數(shù)據(jù)傳輸，該 GPRS/C畫A通訊模塊還通過天線與所述基站通信，該基站的數(shù)據(jù)傳輸端通過因特 網(wǎng)與所述服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸端雙向連接，其關(guān)鍵在于
還包括有風(fēng)機和風(fēng)機控制器，所述風(fēng)機控制器的信號輸入端接收所述中央 控制器第一控制端輸出的控制信號，該風(fēng)機控制器的電源輸出端連接所述風(fēng) 機，根據(jù)接收的控制信號，控制風(fēng)機的工作。
所述中央控制器將獲得的氣體濃度經(jīng)過計算，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的氣體濃度值， 并經(jīng)過GPRS/CDMA通訊模塊、天線、基站將該氣體濃度值上傳給服務(wù)器，服務(wù) 器將接收的氣體濃度值與預(yù)存的氣體濃度閾值進行比較，并保存接收的氣體濃 度值和比較結(jié)果，當氣體濃度值超過氣體濃度閾值時，服務(wù)器發(fā)出控制命令， 并經(jīng)基站、天線、GPRS/CDMA通訊模塊將該控制命令傳送給中央控制器，中央控 制器根據(jù)該控制命令控制風(fēng)機控制器，進而控制風(fēng)機工作，風(fēng)機對環(huán)境進行通 風(fēng)，降低環(huán)境中氣體的濃度，避免爆炸、中毒和窒息等事故的發(fā)生。
為了了解風(fēng)機是否正常運行，所述風(fēng)機控制器還設(shè)置有信號反饋端，該信 號反饋端連接所述中央控制器的反饋端。將風(fēng)機的工作狀態(tài)通過中央控制器、 GPRS/CDMA通訊模塊、天線、基站及時反饋給服務(wù)器。所述風(fēng)機控制器的控制電路由固態(tài)繼電器、壓敏電阻、電流互感器、第一、 第二、第三電阻、雙向穩(wěn)壓二極管和放大器芯片組成，所述固態(tài)繼電器的兩個 信號輸入端連接所述中央控制器的第一控制端，該固態(tài)繼電器的兩個輸出端分 別連接所述壓敏電阻的兩端，該壓敏電阻的一端與相線連接，壓敏電阻的另一 端經(jīng)所述電流互感器、風(fēng)機與中性線連接；所述電流互感器的第一輸出端與第
二輸出端之間串接所述第一電阻，該第一電阻與電流互感器的第二輸出端的公 共端接地，所述電流互感器的第一輸出端還連接所述雙向穩(wěn)壓二極管的陰極， 該雙向穩(wěn)壓二極管的陽極接地，所述雙向穩(wěn)壓二極管的陰極連接所述放大器芯 片的第一正向輸入端，該放大器芯片的第一輸出端反饋到第一負向輸入端，所 述放大器芯片的第一輸出端還連接該放大器芯片的第二正向輸入端，該放大器 芯片的第二負向輸入端串接所述第二電阻后與所述雙向穩(wěn)壓二極管的陰極連 接，該第二負向輸入端還經(jīng)第三電阻接收放大器芯片第二輸出端的反饋信號， 該第二輸出端與所述中央控制器的反饋端連接。
所述壓敏電阻連接在固態(tài)繼電器的兩個輸入端之間，可以防止從電源中傳 來的尖峰和浪涌電壓對固態(tài)繼電器的沖擊和干擾。所述電流互感器實時監(jiān)測電 路中的電流，將大的交流電流比降為小的交流電流，并通過第一電阻轉(zhuǎn)化為交 流電壓。放大器芯片對第一正向輸入端接收的交流電壓信號進行精密全波整流， 并將整流后的直流電壓信號作為風(fēng)機的狀態(tài)信號反饋到中央控制器的反饋端。
本實用新型還包括有上位機，該上位機的信號輸入/輸出端通過因特網(wǎng)與所 述服務(wù)器的信號輸入/輸出端連接。
所述上位機可以通過因特網(wǎng)訪問服務(wù)器，查詢服務(wù)器保存的信息并將信息 顯示在屏幕上，同時，上位機還能設(shè)定服務(wù)器中預(yù)存的氣體濃度閾值，也可以 通過服務(wù)器向中央控制器發(fā)送各種控制命令。在氣體濃度超標時，為了使相關(guān)責(zé)任人更快的了解情況，所述服務(wù)器還設(shè) 置有短信息發(fā)送端，該短信息發(fā)送端連接有短信息模塊。在氣體濃度超標時， 服務(wù)器控制短信息模塊向相關(guān)責(zé)任人發(fā)送報警短信。
所述氣體探頭為甲垸探頭和/或硫化氫探頭和/或一氧化碳探頭。 當氣體探頭長期置于下水道、化糞池等環(huán)境中時，會影響氣體探頭的使用 壽命，同時也會降低檢測精度，為此，本實用新型還包括有抽氣泵，所述抽氣 泵的信號端連接中央控制器的第二控制端。所述抽氣泵在中央控制器的控制下 工作，將氣體抽上來供氣體探頭檢測。
本實用新型未詳盡描述之處為本領(lǐng)域內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)，在此不累述。 本實用新型的顯著效果是不僅能夠24小時實時在線監(jiān)測城市下水道、污 水處理廠、化糞池、沼氣池、垃圾處理場等場所產(chǎn)生和存在的毒害、可燃、易 爆氣體，還能實現(xiàn)對氣體濃度的自動調(diào)節(jié)控制，及時防止事故的發(fā)生，抽氣泵 將氣體抽上來供氣體探頭檢測，延長了氣體探頭的使用壽命，保障了檢測精度， 在氣體濃度超標時，自動控制風(fēng)機處理，不受時間、環(huán)境、人員和數(shù)量的限制， 處理效率高，成本低，同時安全可靠。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實用新型中風(fēng)機控制器的控制電路連接圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。 實施例如圖1所示 一種危險氣體在線監(jiān)測及自動控制裝置，包括有氣體探頭、
中央控制器l、 GPRS/CDMA通訊模塊2、天線3、基站4、服務(wù)器5、上位機6和 短信息模塊13，所述氣體探頭為甲烷探頭9、硫化氫探頭10和一氧化碳探頭11， 三種氣體探頭實時獲取氣體濃度信號，氣體探頭的信號輸出端將該氣體濃度信 號傳送給所述中央控制器1的信號輸入端，該中央控制器1的數(shù)據(jù)輸入/輸出端 與所述GPRS/CDMA通訊模塊2的數(shù)據(jù)輸入/輸出端連接，進行雙向數(shù)據(jù)傳輸，該 GPRS/CDMA通訊模塊2還通過天線3與所述基站4通信，該基站4的數(shù)據(jù)傳輸端 通過因特網(wǎng)與所述服務(wù)器5的數(shù)據(jù)傳輸端雙向連接，該服務(wù)器5的信號輸入/輸 出端通過因特網(wǎng)與所述上位機6的信號輸入/輸出端連接，所述服務(wù)器5還設(shè)置 有短信息發(fā)送端，該短信息發(fā)送端連接所述短信息模塊13。
本實用新型還包括有風(fēng)機7和風(fēng)機控制器8，所述風(fēng)機控制器8的信號輸入 端接收所述中央控制器1第一控制端輸出的控制信號，該風(fēng)機控制器8的電源 輸出端連接所述風(fēng)機7，根據(jù)接收的控制信號，控制風(fēng)機7的工作。所述風(fēng)機控 制器8還設(shè)置有信號反饋端，該信號反饋端連接所述中央控制器1的反饋端。
本實用新型還包括有抽氣泵12，所述抽氣泵12的信號端連接中央控制器1 的第二控制端。
如圖2所示所述風(fēng)機控制器8的控制電路由固態(tài)繼電器J、壓敏電阻ZNR、 電流互感器CT、第一、第二、第三電阻R1、 R2、 R3、雙向穩(wěn)壓二極管D和放大 器芯片U組成，所述固態(tài)繼電器J的兩個信號輸入端連接所述中央控制器1的 第一控制端，該固態(tài)繼電器J的兩個輸出端分別連接所述壓敏電阻ZNR的兩端， 該壓敏電阻ZNR的一端與相線連接，壓敏電阻ZNR的另一端經(jīng)所述電流互感器 CT、風(fēng)機7與中性線連接。所述電流互感器CT的第一輸出端與第二輸出端之間串接所述第一電阻Rl， 該第一電阻Rl與電流互感器CT的第二輸出端的公共端接地，所述電流互感器 CT的第一輸出端還連接所述雙向穩(wěn)壓二極管D的陰極，該雙向穩(wěn)壓二極管D的 陽極接地，所述雙向穩(wěn)壓二極管D的陰極連接所述放大器芯片U的第一正向輸 入端，該放大器芯片U的第一輸出端反饋到第一負向輸入端，所述放大器芯片U 的第一輸出端還連接該放大器芯片U的第二正向輸入端，該放大器芯片U的第 二負向輸入端串接所述第二電阻R2后與所述雙向穩(wěn)壓二極管D的陰極連接，該 第二負向輸入端還經(jīng)第三電阻R3接收放大器芯片U第二輸出端的反饋信號，該 第二輸出端與所述中央控制器1的反饋端連接。
所述壓敏電阻ZNR連接在固態(tài)繼電器J的兩個輸入端之間，可以防止從電 源中傳來的尖峰和浪涌電壓對固態(tài)繼電器的沖擊和千擾。
其工作原理是
所述上位機6通過因特網(wǎng)訪問服務(wù)器5，并將不同的氣體濃度閾值預(yù)存在服 務(wù)器5中或?qū)︻A(yù)存的氣體濃度閾值進行修改。
所述抽氣泵12在中央控制器1的控制下，將城市下水道、污水處理廠、化 糞池、沼氣池、垃圾處理場等場所產(chǎn)生和存在的氣體抽上來，甲烷探頭9、硫化 氫探頭10和一氧化碳探頭11檢測該氣體中的甲垸、硫化氫和一氧化碳的濃度， 并將信號傳輸給中央控制器1，中央控制器1將獲得的氣體濃度信號經(jīng)過計算， 轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的氣體濃度值，并經(jīng)過GPRS/CDMA通訊模塊2、天線3、基站4將該 氣體濃度值上傳給服務(wù)器5,服務(wù)器5將接收的氣體濃度值與預(yù)存的氣體濃度閾 值進行比較，保存接收的氣體濃度值和比較結(jié)果，以備日后査詢和制作報表， 進行統(tǒng)計分析，并顯示在上位機6的屏幕上。當氣體濃度值超過氣體濃度閾值時，服務(wù)器5通過短信息模塊13向相關(guān)責(zé) 任人發(fā)送短消息報警，同時發(fā)出控制命令，并經(jīng)基站4、天線3、 GPRS/CDMA通 訊模塊2將該控制命令傳送給中央控制器1，該控制命令為定時控制命令，中央 控制器1根據(jù)該控制命令，使固態(tài)繼電器J的兩個輸出端連通，風(fēng)機7得電， 開始通風(fēng)，降低環(huán)境中氣體的濃度，避免爆炸、中毒和窒息等事故的發(fā)生，電 流互感器CT實時檢測電路中的交流電流信號，當電路正常工作時，放大芯片U 將第一電阻R1上的交流電壓整流為直流電壓，并反饋至中央控制器1的反饋端， 告知中央控制器1風(fēng)機7正在通風(fēng)，當電路過流時，第一電阻Rl兩端電壓增大， 雙向穩(wěn)壓二極管D將電壓限定在一定范圍內(nèi)，放大芯片U將第一電阻Rl輸出的 交流電壓整流為直流電壓，并反饋至中央控制器l的反饋端，告知電路過流。
當檢測的氣體濃度持續(xù)高于預(yù)設(shè)的氣體濃度閾值時，服務(wù)器5持續(xù)向中央 控制器1發(fā)出定時控制命令，風(fēng)機連續(xù)工作；當檢測到氣體濃度降低，且低于 預(yù)設(shè)的氣體濃度閾值時，服務(wù)器5不再向中央控制器1發(fā)出定時控制命令，中 央控制器1在執(zhí)行最后一個定時控制命令結(jié)束后，自動使固態(tài)繼電器J的兩個 輸出端斷開，風(fēng)機7斷電，停止通風(fēng)，放大芯片U第一正向輸入端無輸入信號， 中央控制器1的反饋端無接收信號，表明風(fēng)機7已停止通風(fēng)。
同時，中央控制器1還將風(fēng)機7的工作狀態(tài)參數(shù)經(jīng)GPRS/CDMA通訊模塊2、 天線3、基站4上傳給服務(wù)器5，由服務(wù)器5保存。
本方案中未詳盡描述之處為公知技術(shù)，在此不詳述。
權(quán)利要求1、一種危險氣體在線監(jiān)測及自動控制裝置，包括有氣體探頭、中央控制器(1)、GPRS/CDMA通訊模塊(2)、天線(3)、基站(4)和服務(wù)器(5)，所述氣體探頭實時獲取氣體的濃度信號，該氣體探頭的信號輸出端將該氣體濃度信號傳送給所述中央控制器(1)的信號輸入端，該中央控制器(1)的數(shù)據(jù)輸入/輸出端與所述GPRS/CDMA通訊模塊(2)的數(shù)據(jù)輸入/輸出端連接，進行雙向數(shù)據(jù)傳輸，該GPRS/CDMA通訊模塊(2)還通過天線(3)與所述基站(4)通信，該基站(4)的數(shù)據(jù)傳輸端通過因特網(wǎng)與所述服務(wù)器(5)的數(shù)據(jù)傳輸端雙向連接；其特征在于還包括有風(fēng)機(7)和風(fēng)機控制器(8)，所述風(fēng)機控制器(8)的信號輸入端接收所述中央控制器(1)第一控制端輸出的控制信號，該風(fēng)機控制器(8)的電源輸出端連接所述風(fēng)機(7)，根據(jù)接收的控制信號，控制風(fēng)機(7)的工作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種危險氣體在線監(jiān)測及自動控制裝置，其特征 在于所述風(fēng)機控制器(8)還設(shè)置有信號反饋端，該信號反饋端連接所述中央 控制器(1)的反饋端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種危險氣體在線監(jiān)測及自動控制裝置，其特征 在于所述風(fēng)機控制器(8)的控制電路由固態(tài)繼電器(J)、壓敏電阻(ZNR)、 電流互感器(CT)、第一、第二、第三電阻(Rl、 R2、 R3)、雙向穩(wěn)壓二極管(D) 和放大器芯片(U)組成，所述固態(tài)繼電器(J)的兩個信號輸入端連接所述中 央控制器(1)的第一控制端，該固態(tài)繼電器(J)的兩個輸出端分別連接所述 壓敏電阻(ZNR)的兩端，該壓敏電阻(ZNR)的一端與相線連接，壓敏電阻(ZNR) 的另一端經(jīng)所述電流互感器(CT)、風(fēng)機(7)與中性線連接；所述電流互感器(CT)的第一輸出端與第二輸出端之間串接所述第一電阻 (Rl)，該第一電阻(Rl)與電流互感器(CT)的第二輸出端的公共端接地，所 述電流互感器(CT)的第一輸出端還連接所述雙向穩(wěn)壓二極管(D)的陰極，該 雙向穩(wěn)壓二極管(D)的陽極接地，所述雙向穩(wěn)壓二極管(D)的陰極連接所述 放大器芯片(U)的第一正向輸入端，該放大器芯片(U)的第一輸出端反饋到 第一負向輸入端，所述放大器芯片(U)的第一輸出端還連接該放大器芯片(U) 的第二正向輸入端，該放大器芯片(U)的第二負向輸入端串接所述第二電阻(R2) 后與所述雙向穩(wěn)壓二極管(D)的陰極連接，該第二負向輸入端還經(jīng)第三電阻(R3) 接收放大器芯片(U)第二輸出端的反饋信號，該第二輸出端與所述中央控制器 (1)的反饋端連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種危險氣體在線監(jiān)測及自動控制裝置，其特征 在于還包括有上位機(6)，該上位機(6)的信號輸入/輸出端通過因特網(wǎng)與 所述服務(wù)器(5)的信號輸入/輸出端連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種危險氣體在線監(jiān)測及自動控制裝置，其特征 在于所述服務(wù)器(5)還設(shè)置有短信息發(fā)送端，該短信息發(fā)送端連接有短信息 模塊(13)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種危險氣體在線監(jiān)測及自動控制裝置，其特征 在于所述氣體探頭為甲烷探頭(9)和/或硫化氫探頭(10)和/或一氧化碳 探頭(11)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種危險氣體在線監(jiān)測及自動控制裝置，其特征 在于還包括有抽氣泵(12)，所述抽氣泵(12)的信號端連接中央控制器(1) 的第二控制端。
專利摘要本實用新型公開一種危險氣體在線監(jiān)測及自動控制裝置，包括氣體探頭、中央控制器、GPRS/CDMA通訊模塊、天線、基站和服務(wù)器，氣體探頭的信號輸出端將檢測的氣體濃度信號傳送給中央控制器的數(shù)據(jù)輸入端，中央控制器與GPRS/CDMA通訊模塊進行雙向數(shù)據(jù)傳輸，GPRS/CDMA通訊模塊還通過天線與基站通信，該基站通過因特網(wǎng)與服務(wù)器雙向連接；其特征在于還包括風(fēng)機和風(fēng)機控制器，風(fēng)機控制器的信號輸入端接收中央控制器第一控制端輸出的控制信號，該風(fēng)機控制器的電源輸出端連接風(fēng)機。本實用新型能實現(xiàn)對危險氣體濃度的自動控制，以防止氣體濃度超標，處理效率高，成本低，不受時間、環(huán)境、人員和數(shù)量的限制。
文檔編號G05B19/418GK201307234SQ200820100930
公開日2009年9月9日 申請日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者鐘嘯風(fēng) 申請人:鐘嘯風(fēng)