專利名稱：基于自組網(wǎng)拋灑傳感器的泄漏檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于先進制造和自動控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種泄漏檢測裝置。
背景技術(shù)：
隨著科技不斷進步，安全管理不斷向高科技邁進。人們逐漸意識到依賴對危險源 的警惕性來保證生產(chǎn)安全已不是理想之策，還有一些事故致因?qū)儆谌说哪芰﹄y以有效抑制 的范疇。特別對于大型石油化工企業(yè)來講，生產(chǎn)基本在高溫、高壓、有毒、有害等工況下進 行，原料和成品大多為易燃、易爆、有毒、有害物質(zhì)，工藝條件復雜，一旦某個環(huán)節(jié)出錯，極易 產(chǎn)生重大火災(zāi)、爆炸事故。且在事故發(fā)生之后，濃煙(霧)、劇毒、高溫等，人員難以靠近現(xiàn) 場，確認事故源或泄漏點難度非常大。然而，目前監(jiān)控預測系統(tǒng)技術(shù)相對落后，一般均采用 有線監(jiān)控設(shè)備，且為人工在監(jiān)控中心值班監(jiān)視或報警器報警。并不利于事故發(fā)生之后應(yīng)急 處置時快速部署，在事故預警方面更差。對事故現(xiàn)場應(yīng)急信息實時獲取的技術(shù)研究滯后，缺 少相應(yīng)的應(yīng)急信息采集設(shè)備。現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)采集、融合、分析的智能化、自動化 水平還很低，在事故預警等各方面突顯不足。近年來，石化行業(yè)安全事故頻發(fā)。迫于此，各國政府、學術(shù)界和企業(yè)界都開始投入 大量資金和精力到突發(fā)公共事件的預防和應(yīng)急響應(yīng)上來。行業(yè)內(nèi)迫切需要一套有效的事故 應(yīng)對措施與方案，以達到最大限度地降低人員傷亡和經(jīng)濟損失的目的，維護產(chǎn)業(yè)安全。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種適用于石化等高危行業(yè)事故預警及事故應(yīng)急處理 的泄漏檢測裝置。為此，采用如下的技術(shù)方案一種基于自組網(wǎng)拋灑傳感器的泄漏檢測裝置，包括應(yīng)急裝置，在所述應(yīng)急裝置上 設(shè)置有節(jié)點彈射拋灑器并固定有用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)組建的中心節(jié)點，所述的節(jié)點彈射拋灑 器包括托盤和彈射架兩部分，彈射架固定在應(yīng)急裝置上，彈射架的頂點上固定有放置多個 傳感器節(jié)點的托盤，所述的傳感器節(jié)點分為兩種，一種是全功節(jié)點，一種是半功節(jié)點；所述 的彈射架受中心節(jié)點的控制，用于彈射傳感器節(jié)點。作為優(yōu)選實施方式，所述的應(yīng)急裝置的底盤上裝有三個輪，每個輪上分別裝有一 個節(jié)點，用于控制輪的旋轉(zhuǎn)方向及轉(zhuǎn)速。并且這三個節(jié)點都受中心節(jié)點的命令控制。無線ZigBee自組織網(wǎng)絡(luò)是近年來興起的一種無線通信技術(shù)。以其近距離、等 特點，在業(yè)內(nèi)贏得無線開發(fā)人員的青睞。并廣泛應(yīng)用于自動控制和遠程控制領(lǐng)域，另外， ZigBee發(fā)射裝置可以嵌入各種設(shè)備。本實用新型正是基于ZigBee自組織網(wǎng)絡(luò)，借助于其低 復雜度、低功耗、低成本、自組織網(wǎng)絡(luò)自愈的特點，能在最短時間內(nèi)準確地發(fā)現(xiàn)危險源或氣 體泄漏點，獲取事故現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)，并做出應(yīng)急響應(yīng)。從而實現(xiàn)事故中最大限度地降低人員 傷亡、減少經(jīng)濟損失、維護產(chǎn)業(yè)安全的目的。
圖1本實用新型的在事故現(xiàn)場中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2節(jié)點結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細介紹本實用新型的結(jié)構(gòu)及工作機制，參見附圖1。整套裝置由傳 感器節(jié)點(全功節(jié)點RFD及半功節(jié)點FFD)、節(jié)點彈射拋灑器、泄漏檢測應(yīng)急裝置(節(jié)點彈 射拋灑器與泄漏檢測應(yīng)急裝置為一體)、上位機人機交互系統(tǒng)等部分組成。圖中泄漏檢測 應(yīng)急裝置頂端安裝了中心節(jié)點，負責無線傳感網(wǎng)絡(luò)的組建。并且該裝置上集成了彈射拋灑 器，彈射拋灑器包括托盤和彈射架兩部分，彈射架安裝在泄漏檢測應(yīng)急裝置上，其頂端固定 有彈射托盤。彈射拋灑器受中心節(jié)點的控制，保證節(jié)點的彈射距離。底盤裝有三個輪，每個 輪上分別裝有一個節(jié)點，控制輪的旋轉(zhuǎn)方向及轉(zhuǎn)速。并且這三個節(jié)點都受中心節(jié)點的命令 控制。人機交互界面由菜單欄、主窗口、控制欄、小窗口欄、信息欄等組成。菜單欄中集成 了所有功能操作，同時控制欄設(shè)置常用的控制操作按鈕。小窗口欄顯示了整個現(xiàn)場的地理 信息，并可以通過選擇框在主窗口中顯示放大視圖。信息欄可顯示每個選中節(jié)點的信息， 如節(jié)點獲取的現(xiàn)場數(shù)據(jù)、節(jié)點屬性信息、電量信息、定位數(shù)據(jù)等。節(jié)點融合了 ZigBee無線收發(fā)功能、定位功能及氣體濃度檢測功能。其中中心節(jié)點 (Coordinator)安裝在泄漏檢測應(yīng)急裝置上面。節(jié)點上裝有不同傳感器，并且根據(jù)檢測現(xiàn)場 與事故類型的不同可更換相應(yīng)傳感器。全功節(jié)點(FFD)與半功節(jié)點(RFD)既可以預先固定 到潛在事故點，做實時定點監(jiān)測。也可在事故發(fā)生后，通過拋灑器拋灑，做應(yīng)急使用。所有 節(jié)點均為低功耗設(shè)計，低功耗狀態(tài)下單節(jié)7號電池可持續(xù)使用3-6個月。人機交互系統(tǒng)提 供對個現(xiàn)場的仿真模擬，通過人性化設(shè)計，便于操作人員掌握整個現(xiàn)場的布防情況及事故 發(fā)生時現(xiàn)場情況，并實現(xiàn)對泄漏檢測裝置及整個傳感網(wǎng)絡(luò)的遠程控制。節(jié)點的結(jié)構(gòu)框圖如 圖2所示，包括CC2431無線通信模塊、輸入輸出接口、傳感器模塊及電源模塊。節(jié)點用做定點監(jiān)測時，將一定數(shù)量節(jié)點安裝到事故頻發(fā)地點。上電后，節(jié)點會對該 地點進行實時監(jiān)控。并將數(shù)據(jù)定時發(fā)送到指定上位機。上位機自動對接收的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。 當氣體濃度達到或超過某一上限時，自動通過燈光及聲音警報。事故發(fā)生時?，F(xiàn)場人員可以通過遠程控制，使泄漏檢測應(yīng)急裝置運行到適當位置， 實施傳感器節(jié)點拋灑。拋灑后，節(jié)點自動組織形成無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)。當四周布有預先固 定的節(jié)點時，拋灑后的節(jié)點會自動加入到已經(jīng)形成的網(wǎng)絡(luò)中。所有自動將傳感器獲取的氣 體濃度數(shù)據(jù)傳送至中心節(jié)點。同時通過中心節(jié)點發(fā)送至上位機控制單元。傳感器節(jié)點通過 定位功能獲得自身坐標，一并發(fā)送至上位單元。無線自組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可根據(jù)現(xiàn)場狀況自動控制泄漏檢測應(yīng)急裝置實現(xiàn)事故應(yīng)急 與救援，具體步驟如下拋灑后，各無線節(jié)點(RFD與FFD)自動獲取各自四周氣體濃度值，并 將數(shù)據(jù)發(fā)送至中心節(jié)點。收到數(shù)據(jù)后，中心節(jié)點自動進行篩選，得出濃度最高點，并鎖定相 關(guān)該節(jié)點坐標值，并根據(jù)該坐標值，自動導航，靠近該節(jié)點。到達該節(jié)點附近時，應(yīng)急裝置自 動打開自帶傳感器，檢測四周氣體濃度，并準確確定濃度最高點，即泄漏點。實施補救措施。
權(quán)利要求一種基于自組網(wǎng)拋灑傳感器的泄漏檢測裝置，包括應(yīng)急裝置，其特征在于，在所述應(yīng)急裝置上設(shè)置有節(jié)點彈射拋灑器并固定有用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)組建的中心節(jié)點，所述的節(jié)點彈射拋灑器包括托盤和彈射架兩部分，彈射架固定在應(yīng)急裝置上，彈射架的頂點上固定有放置多個傳感器節(jié)點的托盤，所述的傳感器節(jié)點分為兩種，一種是全功節(jié)點，一種是半功節(jié)點；所述的彈射架受中心節(jié)點的控制，用于彈射傳感器節(jié)點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泄漏檢測裝置，其特征在于，所述的應(yīng)急裝置的底盤上裝有 三個輪，每個輪上分別裝有一個節(jié)點，用于控制輪的旋轉(zhuǎn)方向及轉(zhuǎn)速，并且這三個節(jié)點都 受中心節(jié)點的命令控制。
專利摘要本實用新型屬于先進制造和自動控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于自組網(wǎng)拋灑傳感器的泄漏檢測裝置，包括應(yīng)急裝置，在所述應(yīng)急裝置上設(shè)置有節(jié)點彈射拋灑器并固定有用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)組建的中心節(jié)點，所述的節(jié)點彈射拋灑器包括托盤和彈射架兩部分，彈射架固定在應(yīng)急裝置上，彈射架的頂點上固定有放置多個傳感器節(jié)點的托盤，所述的傳感器節(jié)點分為兩種，一種是全功節(jié)點，一種是半功節(jié)點；所述的彈射架受中心節(jié)點的控制，用于彈射傳感器節(jié)點。本實用新型能在最短時間內(nèi)準確地發(fā)現(xiàn)危險源或氣體泄漏點，獲取事故現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)，并做出應(yīng)急響應(yīng)。從而實現(xiàn)事故中最大限度地降低人員傷亡、減少經(jīng)濟損失、維護產(chǎn)業(yè)安全的目的。
文檔編號G08C17/02GK201666838SQ20102015278
公開日2010年12月8日 申請日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者丁承君, 劉希茂, 張明路, 段萍 申請人:河北工業(yè)大學