本實用新型涉及化學(xué)實驗防護裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種化學(xué)實驗險情自動報警裝置。

背景技術(shù)：

化學(xué)實驗中常常會用到加熱加壓等設(shè)備，在化學(xué)實驗過程中常常會使用或產(chǎn)生可燃及有毒有害氣體，這些實驗設(shè)備和實驗試劑往往存在一定的安全風(fēng)險。對于接觸化學(xué)實驗較少的學(xué)生來說，化學(xué)實驗中如突遇險情，由于缺乏處置措施和經(jīng)驗，容易造成安全事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種化學(xué)實驗險情自動報警裝置，該裝置能夠?qū)崟r監(jiān)控實驗室內(nèi)空氣中可燃及有毒有害氣體濃度，實時監(jiān)控各個實驗設(shè)備的壓力，以及時發(fā)現(xiàn)空氣不良和實驗設(shè)備阻塞等險情并發(fā)出語音報警。

本實用新型的技術(shù)方案為：

一種化學(xué)實驗險情自動報警裝置，包括氣體探測器、壓力檢測裝置、控制裝置、語音報警裝置和安全控制裝置。氣體探測器、控制裝置和語音報警裝置設(shè)置在化學(xué)實驗室的實驗臺上，壓力檢測裝置和安全控制裝置設(shè)置在實驗設(shè)備上。控制裝置包括控制器和第一無線收發(fā)器，控制器的輸入/輸出端接第一無線接收器。安全控制裝置包括第一電磁閥、第一單片機和第二無線收發(fā)器，第一電磁閥設(shè)置在實驗設(shè)備的卸放口上，第二無線收發(fā)器接第一單片機的輸入端，第一單片機的輸出端接第一電磁閥，第二無線收發(fā)器與控制裝置中的第一無線收發(fā)器相適配并通信。氣體探測器的輸出端接控制裝置中控制器的輸入端，控制裝置中控制器的輸出端接語音報警裝置的輸入端。壓力檢測裝置包括壓力傳感器、第二單片機和第三無線收發(fā)器，壓力傳感器設(shè)置在實驗設(shè)備內(nèi)部，壓力傳感器的輸出端接第二單片機的輸入端，第二單片機的輸出端接第三無線發(fā)射器，第三無線收發(fā)器與控制裝置中的第一無線收發(fā)器相適配并通信。

具體的，安全控制裝置還包括觸摸屏、第二電磁閥、第三單片機和第四無線收發(fā)器。觸摸屏設(shè)置在化學(xué)實驗室的實驗臺上并與控制裝置中的控制器通信，第二電磁閥設(shè)置在實驗設(shè)備的物料入口上，第四無線收發(fā)器接第三單片機的輸入端，第三單片機的輸出端接第二電磁閥，第四無線收發(fā)器與控制裝置中的第一無線收發(fā)器相適配并通信。

本實用新型的有益效果：按照本實用新型的技術(shù)方案組建的化學(xué)實驗險情自動報警裝置，能夠?qū)崟r監(jiān)控實驗室內(nèi)空氣中可燃及有毒有害氣體濃度，及時對實驗臺附近空氣中有毒有害氣體濃度超標情況進行語音報警。設(shè)置在實驗設(shè)備上的壓力檢測裝置能夠?qū)崟r監(jiān)測壓力以發(fā)現(xiàn)實驗設(shè)備堵塞，及時對實驗設(shè)備堵塞情況進行語音報警，避免實驗設(shè)備爆炸或泄露，保護學(xué)生人身安全。設(shè)置在實驗設(shè)備上的安全控制裝置能夠在實驗設(shè)備發(fā)生堵塞及實驗設(shè)備內(nèi)壓過大的情況下，及時開啟實驗設(shè)備上的卸放口，使實驗設(shè)備快速安全地降壓，避免實驗設(shè)備因內(nèi)壓過大二導(dǎo)致爆炸，保護學(xué)生人身安全。

附圖說明

圖1為本實用新型的組成示意圖。

圖2為本實用新型實施例二的組成示意圖。

圖3為實施例中語音報警裝置的電路示意圖。

其中，1-語音觸發(fā)電路，U-語音芯片，Y-揚聲器，V-電源。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

實施例一：

如圖1所示，實施例一包括氣體探測器、控制器、無線收發(fā)器、壓力傳感器、單片機、電磁閥和語音報警裝置。其中，控制器和第一無線收發(fā)器組成控制裝置，設(shè)置在化學(xué)實驗室的實驗臺上。氣體探測器和語音報警裝置設(shè)置在化學(xué)實驗室的實驗臺上，氣體探測器與控制器有線通信，控制器與語音報警裝置有線通信。氣體探測器實時采集的實驗臺附近的空氣中可燃氣體和有毒有害氣體的濃度并發(fā)送至控制器，當(dāng)出現(xiàn)超過安全濃度閾值的檢測信號時，控制器觸發(fā)語音報警裝置播報空氣質(zhì)量不佳的語音警告。

壓力傳感器、第二單片機和第三無線收發(fā)器組成壓力檢測裝置，設(shè)置在實驗設(shè)備上，每套實驗設(shè)備上可設(shè)置多個壓力傳感器，壓力傳感器可設(shè)置在實驗設(shè)備中較為容易發(fā)生堵塞的管路上，每條管路上均可設(shè)置一枚壓力傳感器。同一實驗設(shè)備上的各個壓力傳感器均接同一個單片機，并由同一無線收發(fā)器發(fā)送壓力過高檢測信號至控制器。壓力傳感器實時將檢測到的壓力信號傳輸至第二單片機，當(dāng)?shù)诙纹瑱C接收到某一壓力傳感器檢測超過安全壓力閾值的檢測信號時，第二單片機利用第三無線收發(fā)器將該檢測信號發(fā)出?？刂蒲b置中的第一無線收發(fā)器接收壓力檢測裝置中的第三無線發(fā)射器發(fā)送的壓力過高檢測信號并傳輸至控制器，控制器觸發(fā)語音報警裝置工作。

第一電磁閥、第一單片機和第二無線收發(fā)器組成安全控制裝置。第一電磁閥設(shè)置在實驗設(shè)備的卸放口上并且其初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)，第二無線收發(fā)器接第一單片機的輸入端，第一單片機的輸出端接第一電磁閥，第二無線收發(fā)器與控制裝置中的第一無線收發(fā)器相適配并通信。當(dāng)控制裝置中的控制器收到壓力過高的檢測信號時，控制器通過第一無線收發(fā)器和第二收發(fā)器向安全控制裝置中的第一單片機發(fā)送指令，以觸發(fā)第一單片機開啟設(shè)置在實驗設(shè)備卸放口上的第一電磁閥，以快速、安全地將實驗設(shè)備內(nèi)的氣體放出，避免實驗設(shè)備內(nèi)壓持續(xù)升高造成爆炸。

實施例二：

如圖2所示，實施例二包括實施例一的全部裝置，并且實施例二增設(shè)有觸摸屏、第二電磁閥、第三單片機和第四無線收發(fā)器。觸摸屏設(shè)置在化學(xué)實驗室的實驗臺上并與控制裝置中的控制器通信，第二電磁閥設(shè)置在實驗設(shè)備的物料入口上并且其初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)。第四無線收發(fā)器接第三單片機的輸入端，第三單片機的輸出端接第二電磁閥，第四無線收發(fā)器與控制裝置中的第一無線收發(fā)器相適配并通信。在開始實驗前，學(xué)生通過觸摸屏并利用第四無線收發(fā)器和第一無線收發(fā)器向控制器輸入學(xué)號、密碼等信息，控制器驗證無誤則利用第四無線收發(fā)器和第一無線收發(fā)器向第三單片機輸出開啟第二電磁閥的指令，第二電磁閥接受指令并依照指令開啟第二電磁閥，這樣實驗設(shè)備的物料入口開放，學(xué)生可向?qū)嶒炘O(shè)備的物料入口添加實驗所用的各種試劑，開始實驗。當(dāng)控制裝置中的控制器收到壓力過高的檢測信號時，控制器通過第一無線收發(fā)器和第四收發(fā)器向第三單片機發(fā)送指令，以觸發(fā)第三單片機關(guān)閉設(shè)置在實驗設(shè)備物料入口上的第二電磁閥，快速終止實驗，避免實驗設(shè)備內(nèi)壓持續(xù)升高造成爆炸。

除了使用學(xué)號和密碼開啟實驗設(shè)備物料入口，還可以通過答題的方式開啟物料入口。例如，觸摸屏展示與實驗相關(guān)的考題并要求學(xué)生作答，如學(xué)生答題達到一定的正確率方可觸發(fā)第二電磁閥開啟并正式開始實驗。設(shè)置學(xué)號和密碼或者答題開啟實驗設(shè)備物料入口的方式，都可避免與實驗無關(guān)人員誤操作以引起實驗事故，提高化學(xué)實驗的安全性。

實施例中，每套實驗設(shè)備均設(shè)置有唯一的ID編碼，該ID編碼可存入該實驗設(shè)備的壓力檢測裝置中，例如將ID編碼存入壓力檢測裝置的單片機中。壓力檢測裝置的壓力傳感器實時采集壓力信號并傳輸至單片機，當(dāng)出現(xiàn)超出安全壓力閾值的壓力信號時，單片機通過無線發(fā)射器發(fā)送ID編碼及壓力過高檢測信號至控制裝置的無線接收器。無線接收器將ID編碼及壓力過高檢測信號發(fā)送至控制器，控制器觸發(fā)語音報警裝置播報包含ID編碼及壓力過高的語音警告，完成報警。

實施例中，控制裝置中控制器為STM32型單片機，所示用到的各個無線收發(fā)器均為nRF24L01型單片射頻收發(fā)器，壓力檢測裝置中第二單片機為STM32型單片機，壓力檢測裝置中壓力傳感器為26PCDFA6G型壓力傳感器。安全控制裝置中第一單片機和第三單片機均為STM32型單片機。

如圖3所示，實施例中語音報警裝置包括語音芯片U、揚聲器Y、語音觸發(fā)電路1以及電源V，其中語音芯片U為AP8910A型語音芯片。AP8910A型語音芯片U可錄入四段音頻，觸發(fā)其不同輸入端(圖3中U的S1～S4端口)可使其播報不同的四段音頻。當(dāng)化學(xué)實驗室內(nèi)實驗設(shè)備較多時，可擴展語音芯片U的數(shù)量，以存入包含不同ID編碼的高壓報警音頻。圖3中僅啟用了語音芯片U的三個輸入端。

以上所述實施方式僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，而并非本實用新型可行實施的窮舉。對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本實用新型原理和精神的前提下對其所作出的任何顯而易見的改動，都應(yīng)當(dāng)被認為包含在本實用新型的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。