CN206961295U - 多点检测煤气泄漏报警系统 - Google Patents

Abstract

多点检测煤气泄漏报警系统，由上位计算机、一个协调器和多个终端检测节点组成。所述的终端检测节点包括CO气体传感器A1，由运算放大器IC1与R1组成跨阻放大器和报警电路，CO气体传感器A1的输出连接至跨阻放大器的输入，跨阻放大器的输出连接至Zigbee模块IC2的模拟量输入。终端检测节点采用锂电池供电。报警电路由发光二极管LED1组成，它被连接至Zigbee模块IC2的输出；所述的上位计算机和协调器之间通过串口相连。本实用新型采用了无线传感器网络进行数据传输，具有免布线，安装快捷方便的优点，特别适应于移动应用的场合；采用分布式多点检测的方式，终端检测节点可直接安装在可能的泄露点附近实现就近测量，监视各区域的一氧化碳浓度。

Description

多点检测煤气泄漏报警系统

技术领域

本实用新型属于物联网技术领域，是一种煤气泄露报警系统。

背景技术

煤气是一种易燃有毒的气体，钢铁企业煤气可能泄露的危险区域大，相关设备和管网众多，如何实时监视现场的煤气浓度，及早发现煤气的泄露点是煤气安全生产的重要课题。在煤气区域长时间大范围的检修，检修人员往往携带便携式的煤气报警仪，存在检测范围小，人员疏忽导致煤气中毒等缺陷。且煤气区域布电力线有严格的要求，一种不需要现场布线的、多点检测的煤气泄露报警系统在钢铁企业具有很高的实用价值。

中国专利CN 205247572 U“基于ZigBee的煤气检测报警系统”采用了无线传感器网络进行数据传输，具有安装简单，成本低，功耗小等优点，但只设计了单点检测，检测范围小，适用于家庭煤气泄露报警。

中国专利号CN 202887403 U “工业煤气无线远程报警终端装置”采用无线电技术进行数据传输，具有安装简单，数据传输的可靠性和稳定性较高等优点；该实用新型是公开的是一个终端装置，要实用还需上位机系统配合，也不具备无线传感器网络的自组网功能，设备功耗较高，需布电源线置每个终端模块，不适应于移动检测的场合。

中国专利CN 203325167 U “电力载波通信的工业煤气报警终端装置”借助电力线路进行数据传输，抗干扰能力差，需在现场安装布线。

中国专利CN 205157536 U“钢铁企业煤气泄露远程检测装置”采用台湾研华的无线以太网EKI—6323AG进行数据传输，通信可靠，但设备价格较高；分布式的多点检测，使得上位计算机可以通过无线接收器查询各区域的一氧化碳浓度。该实用新型的终端所选用的元件功耗较高，需布电源线至每个终端模块，不适应于移动检测的场合。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种煤气泄露报警系统，它采用ZigBee技术组成小型无线传感器网络来传送数据，具有免布线，安装快捷方便，检测范围大、预警早，可以通过上位计算机查询各区域的一氧化碳浓度等优点，特别适应于移动应用场合。

本实用新型的技术方案：

多点检测煤气泄漏报警系统，由上位计算机、一个协调器和多个终端检测节点组成。所述的终端检测节点包括CO气体传感器A1，由运算放大器IC1与R1组成跨阻放大器和报警电路，CO气体传感器A1的输出连接至跨阻放大器的输入，跨阻放大器的输出连接至Zigbee模块IC2的模拟量输入。终端检测节点采用锂电池供电。报警电路由发光二极管LED1组成，它被连接至Zigbee模块IC2的输出；所述的上位计算机和协调器之间通过串口相连。

所述的无线通信模块为Zigbee通信模块。所述的Zigbee模块可选择TI/CHIPCON、EMBER(ST)、JENNIC(捷力)、FREESCALE、MICROCHIP等公司相关产品。

一氧化碳检测模块采用FIGARO（费加罗）的纽扣式CO气体传感器TGS514。

本实用新型的优点：本实用新型采用ZigBee技术进行数据传输，与已有技术相比，主要优点有两个：第一，本实用新型由于采用了无线传感器网络进行数据传输，具有免布线，安装快捷方便的优点，特别适应于移动应用的场合。Zigbee芯片和CO气体传感器TGS5141都具有低功耗特性，使用锂电池供电能长时间工作而不需要更换电池。第二，在煤气泄露危险区域较大的场合，有检测范围广、预警早，可以通过上位计算机查询各区域的一氧化碳浓度的优点。这是由于本实用新型采用了分布式多点检测的方式，终端检测节点可直接安装在可能的泄露点附近，如煤气管的接头、阀门附近，实现就近测量，终端检测节点发送的信息中包含节点号和检测到的煤气浓度值等信息，这样监视人员就可以实时监视各区域的一氧化碳浓度。

附图说明

图1为终端检测节点的电气原理图。

图中：A1-CO气体传感器,C1-电容,R1-电阻,R2-电阻,IC1-运算放大器，IC2-Zigbee模块，LED1-发光二极管。

图2为网络布置图。

图中：1-上位计算机，2-协调器，3-终端检测节点。

具体实施方式

下面结附图与实施例对本实用新型做进一步说明。

多点检测煤气泄漏报警系统由上位计算机、一个协调器和多个终端检测节点组成。

终端检测节点的电气原理图如图1所示。终端检测节点采用锂电池供电，CO气体传感器A1因煤气浓度的变化而引起它两端的输出电流微小变化， 该电流被接入运算放大器IC1的反相输入端，运算放大器IC1与R1组成跨阻放大器，将A1输出的电流信号转换为电压信号。IC2是Zigbee模块，运算放大器IC1的输出电压被传送到IC2的模拟量输入端口，在IC2中实现煤气浓度信号的测量、量化、编码和无线发送。当煤气的浓度到达报警的下限值时，LED1闪烁报警。

网络布置图如图2所示：根据实际的需要布置一定数量的终端检测节点3，在本例中布置了四个终端检测节点，每个终端检测节点按一定的周期将检测到的煤气浓度信息发送给协调器2。协调器2既要负责无线传感器网络的建立，又要多个将终端检测节点发送信息传送给上位计算机1。上位计算机1和协调器2之间通过串口相连。上位计算机1将收到终端检测节点的信息进行解码、记录、显示，并可生成随时间变化的曲线，当接收到的煤气浓度数值大于最小报警值时，发出声光报警。

将多个终端检测节点3安装在需要对煤气浓度进行监视的现场，一般可以安装在可能的泄露点附近，如煤气管的接头、阀门附近，也可以在某一区域内均匀布置一定数量的终端检测节点，实现对该区域煤气浓度全方位的监视。上位计算机1一般安装在室内，在移动应用场合也可以安装在现场，它和协调器2之间通过串口相连。协调器2负责无线网络的建立和维护，上电后多个终端检测节点会自动加入网络，上位计算机1可以通过协调器2发命令查询终端检测节点的在线情况。终端检测节点加入网络后会按一定的周期主动向协调器2发送该区域的煤气浓度数据信息。协调器2通过串口将终端检测节点发送的信息传送给上位计算机1，上位计算机1将收到终端检测节点的信息进行解码、记录、显示，并可生成随时间变化的曲线，当接收到的煤气浓度数值大于最小报警值时，发出声光报警。

Claims (2)

1.多点检测煤气泄漏报警系统，包括上位计算机、一个协调器和终端检测节点，其特征在于：所述的终端检测节点包括CO气体传感器A1，由运算放大器IC1与R1组成跨阻放大器和报警电路，CO气体传感器A1的输出连接至跨阻放大器的输入，跨阻放大器的输出连接至Zigbee模块IC2的模拟量输入，终端检测节点采用锂电池供电；报警电路由发光二极管LED1组成，它被连接至Zigbee模块IC2的输出；所述的上位计算机和协调器之间通过串口相连。

2.根据权利要求1所述的多点检测煤气泄漏报警系统，其特征在于：一氧化碳检测模块采用FIGARO的纽扣式CO气体传感器TGS514。