栈桥环境信息综合处理系统及方法与流程

1.本发明主要涉及栈桥技术领域，具体涉及一种栈桥环境信息综合处理系统及方法。


背景技术：

2.隧道施工中，栈桥的位置较为核心，作为隧道施工的主体设备，人员集中也最为密集，同时施工中产生的有害气体的浓度在栈桥附近是最高的。而目前的栈桥环境中，各类检测空气质量的仪器仪表往往安装较为分散，而且电源布置点较多，存在较多的安全隐患；而且目前对超过一定浓度的气体进行处理的方法仅仅只是排放出去，处理手段单一且无法达到快速处理的效果，无法有效保障工作人员的安全性。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种自动化、智能化、保障栈桥环境安全的栈桥环境信息综合处理系统及方法。
4.为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
5.一种栈桥环境信息综合处理系统，包括环境信息检测单元、控制单元、净化单元和排风单元，所述环境信息检测单元包括气体检测单元，所述气体检测单元至少包括氧气浓度检测组件和甲烷浓度检测组件，所述氧气浓度检测组件用于检测空气中氧气浓度，所述甲烷浓度检测组件用于检测空气中甲烷浓度；所述气体检测单元与所述控制单元相连，用于将检测的气体浓度信号发送至控制单元；所述控制单元与所述净化单元相连，用于根据气体浓度信号控制所述净化单元对空气进行净化、以及控制排风单元将栈桥环境的空气排出。
6.作为上述技术方案的进一步改进：
7.所述环境信息检测单元通过无线供电通讯单元与控制单元相连；所述无线供电通讯单元用于为所述环境信息检测单元供电，并将所述环境信息检测单元检测的气体浓度信号无线发送至控制单元。
8.所述无线供电通讯单元包括无线通讯线圈、无线通讯天线、无线通讯模块和输出电源；所述无线通讯线圈与所述输出电源相连，所述无线通讯模块与所述无线通讯天线相连，所述无线通讯线圈与无线通讯天线之间耦合而产生电流并发送至输出电源；所述输出电源与所述环境信息检测单元相连。
9.所述净化单元包括抽风组件、净化组件和送风组件，所述抽风组件、净化组件和送风组件依次相连；所述抽风组件用于抽取栈桥所在环境内的空气；所述净化组件用于对抽取空气中的甲烷进行净化处理；所述送风组件用于将净化后的空气输送出去。
10.所述净化组件包括第一净化室和第二净化室；所述第一净化室和第二净化室沿空气输送方向依次布置；所述第一净化室内设有净化模块，用于对空气进行喷淋作业；所述第二净化室内设有去除甲烷的药液。
11.所述净化模块包括位于第一净化室上方的喷淋头。
12.还包括新风单元，所述新风单元包括新风管和新风机，所述新风机设置于新风管的一端，所述新风管的另一端与所述净化单元的出风口相连通。
13.还包括二氧化碳储气箱，所述二氧化碳储气箱与所述净化单元的出风口相连通。
14.所述环境信息检测单元还包括温度检测单元、颗粒物检测单元、风速检测单元、湿度检测单元中的一种或多种；所述温度检测单元用于检测空气温度；所述颗粒物检测单元用于检测空气中颗粒物浓度；所述风速检测单元用于检测风速；所述湿度检测单元用于检测空气中湿度。
15.本发明还公开了一种基于如上所述的栈桥环境信息综合处理系统的方法，包括：
16.1)通过环境信息检测单元检测栈桥环境的各种气体浓度；
17.2)在对应的气体浓度大于预设值时，控制单元则控制净化单元对栈桥环境的空气进行净化，以及控制排风单元将栈桥环境的空气排出。
18.与现有技术相比，本发明的优点在于：
19.本发明通过环境信息检测单元对栈桥环境进行全方位监测，保障栈桥现场环境的安全可靠性；在检测到甲烷等气体浓度大于预设值时，则可以开启净化单元对空气进行净化以及开启排风单元将栈桥环境的空气排出，保障现场空气质量，也即保障栈桥工作人员的安全；整体结构简单、自动化程度以及智能化程度高。
20.本发明的净化组件依次通过喷淋以及药液对空气进行净化，净化效果好。而且可以根据需要将净化后的空气充入新风或者二氧化碳以尽量减少栈桥现场环境的瓦斯浓度，进一步提高现场工作人员的安全。
附图说明
21.图1为本发明在实施例的方框结构图。
22.图2为本发明在具体应用时的方框结构图。
23.图3为本发明中净化单元在具体应用时的实施例图。
24.图4为本发明的方法在实施例的流程图。
25.图中标号表示：1、环境信息检测单元；101、气体检测单元；1011、氧气浓度检测组件；1012、甲烷浓度检测组件；102、温度检测单元；103、颗粒物检测单元；104、风速检测单元；105、湿度检测单元；2、无线供电通讯单元；201、无线通讯线圈；202、输出电源；203、无线通讯天线；204、无线通讯模块；3、控制单元；4、净化单元；41、抽风组件；411、抽风主管；412、抽风支管；413、抽风机；42、净化组件；421、第一净化室；422、净化模块；423、第二净化室；43、送风组件；431、送风主管；432、送风支管；433、送风机；5、新风单元；51、新风管；52、新风机；6、二氧化碳储气箱；7、排风单元；71、排风主管；72、排风支管；73、排风机；8、报警单元。
具体实施方式
26.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
27.如图1所示，本实施例的栈桥环境信息监测系统，包括环境信息检测单元1、控制单元3和净化单元4，环境信息检测单元1包括气体检测单元101，气体检测单元101至少包括氧气浓度检测组件1011和甲烷浓度检测组件1012，氧气浓度检测组件1011用于检测空气中氧
气浓度，甲烷浓度检测组件1012用于检测空气中甲烷浓度；气体检测单元101与控制单元3相连，用于将检测的气体浓度信号发送至控制单元3；控制单元3与净化单元4相连，用于根据气体浓度信号控制净化单元4对空气进行净化以及控制排风单元7将栈桥附近的空气排出至外部(如隧道外部)。本发明通过环境信息检测单元1对栈桥环境进行全方位监测，保障栈桥现场环境的安全可靠性；在检测到甲烷等气体浓度大于预设值时，则可以开启净化单元4对空气进行净化以及开启排风单元7将栈桥环境的空气排出，保障现场空气质量，也即保障栈桥工作人员的安全；整体结构简单、自动化程度以及智能化程度高。
28.在本发明的优选实施例中，还包括无线供电通讯单元2，无线供电通讯单元2分别与气体检测单元101和控制单元3相连，用于为气体检测单元101供电，并将气体检测单元101检测的气体浓度信号无线发送至控制单元3。由于通过无线供电通讯单元2为环境信息检测单元1提供无线供电，同时进行无线通讯，减少电源和通讯布线，减少隐患点，提高现场环境的安全可靠性。
29.在本发明的优选实施例中，环境信息检测单元1还包括温度检测单元102、颗粒物检测单元103、风速检测单元104、湿度检测单元105中的一种或多种；温度检测单元102用于检测空气温度；颗粒物检测单元103用于检测空气中颗粒物浓度；风速检测单元104用于检测风速；湿度检测单元105用于检测空气中湿度。通过多个检测单元实现对栈桥环境的全面检测，进一步保障栈桥环境的安全可靠性。
30.在本发明的优选实施例中，无线供电通讯单元2包括无线通讯线圈201、无线通讯天线203、无线通讯模块204和输出电源202；无线通讯线圈201与输出电源202相连，无线通讯模块204与无线通讯天线203相连，无线通讯线圈201与无线通讯天线203之间耦合而产生电流并发送至输出电源202；输出电源202与气体检测单元101相连。无线通讯线圈201与无线通讯天线203的线圈的距离较近时会产生电磁感应，无线通讯线圈201上的电感上耦合产生电流，在不影响正常无线通讯的情况下，将感应电能进行整流和稳压后，通过输出电源202供给环境信息检测单元1。具体地，甲烷浓度检测组件1012包括多个甲烷浓度传感器，安装于栈桥的周侧。各甲烷浓度传感器之间设置有巡检轨道(常规的巡检轨道，图中未示出)，巡检轨道上设有可沿巡检轨道滑动的滑动组件(如小型的巡检机器人)；无线通讯天线203和无线通讯模块204位于滑动组件上，无线通讯线圈201和输出电源202则安装于对应的环境信息检测单元1处(如甲烷浓度传感器位置处)。在巡检机器人到达对应的甲烷浓度传感器处，则通过无线通讯天线203与无线通讯天线203的线圈耦合而产生电磁感应，实现供电并进行甲烷浓度采集。其它环境信息检测单元1的检测与此相同。上述各甲烷浓度传感器等均采用无源模块，能够保证栈桥环境存在尽量少的电源点，从而保障栈桥现场的安全可靠性。
31.在本发明的优选实施例中，还包括报警单元8(如声光报警器等)，报警单元8与控制单元3相连，用于在甲烷浓度大于预设值进行报警提示，从而提供工作人员及时进行处理(如疏散人员或对空气进行净化或排风等)。
32.在本发明的优选实施例中，在检测到甲烷浓度大于预设值时，则可以开启净化单元4对空气进行净化或者开启排风单元7将空气排出栈桥环境外(如隧道外)。当然，在其它如氧气浓度低或者颗粒物浓度较大时也可以实现空气净化等处理。
33.在本发明的优选实施例中，净化单元4包括抽风组件41、净化组件42和送风组件
43，抽风组件41、净化组件42和送风组件43依次相连；其中抽风组件41用于抽取栈桥所在环境内的空气；净化组件42用于对抽取空气中的瓦斯(主要是甲烷)进行净化处理；送风组件43用于将净化后的空气输送至栈桥环境。通过净化单元4能够使得栈桥环境的空气进行自净化，保障栈桥环境内工作人员的安全。
34.在本发明的优选实施例中，抽风组件41包括抽风主管411、多个抽风机413和多个抽风支管412，各抽风支管412间隔分布于栈桥所处的环境中，抽风机413与抽风支管412一一对应且安装于抽风支管412的一端，抽风支管412的另一端均与抽风主管411相连，抽风主管411的一端则与净化组件42相连的输入端相连。各抽风机413将栈桥环境的空气通过抽风支管412抽送至抽风主管411内，再进入至净化组件42内进行净化。另外，各个抽风机413的可对应各甲烷浓度传感器的位置，同时也可以根据对应位置的甲烷浓度传感器检测的浓度值来进行开启或者风量调节。
35.在本发明的优选实施例中，送风组件43包括送风主管431、多个送风机433和多个送风支管432，各送风支管432间隔分布于栈桥所处的环境中，送风机433与送风支管432一一对应且安装于送风支管432的一端，送风支管432的另一端均与送风主管431相连，送风主管431的一端则与净化组件42相连的输出端相连。净化后的空气经过送风主管431，分送至各送风支管432，再经送风支管432上的送风机433再回送至栈桥环境内。其中各抽风支管412均位于栈桥的上方，送风支管432则位于栈桥的下方。
36.在本发明的优选实施例中，还包括新风单元5，新风单元5包括新风管51和新风机52，新风机52设置于新风管51的一端，新风管51的另一端与送风主管431相连通。作为一种可选方案，可以将净化后的空气再与新风进行混合后再输送至栈桥附近。其中新风管51上设置有新风开关，通过控制新风机52的开启和新风开关的打开，将新风送至送风主管431内。
37.在本发明的优选实施例中，还包括二氧化碳储气箱6，二氧化碳储气箱6与送风主管431相连通。作为一种可选的方案，在栈桥内氧气浓度保证栈桥工作人员安全的前提下，可以往送风主管431内充入一定量的二氧化碳，以进一步降低栈桥环境内甲烷的浓度。其中二氧化碳储气箱6与送风主管431之间的管道上也设有开关，通过控制开关的开启实现二氧化碳进入至送风主管431内。二氧化碳储气箱6内的二氧化碳可以通过一些常规的化学反应来得到。
38.在本发明的优选实施例中，净化组件42包括第一净化室421和第二净化室423；第一净化室421和第二净化室423沿空气输送方向依次布置；第一净化室421内设有净化模块422，用于对空气进行喷淋作业；第二净化室423内设有去除甲烷的药液(如甲烷氧化菌液等)。
39.具体地，第一净化室421内设有多个腔体，多个腔体之间设有隔板且通过隔板上方的空间相连通；净化模块422则设置于各腔体的正上方，其中净化模块422为喷淋头，其喷淋量可以调节。空气经过喷淋形成的水雾后增加了空气的湿度，从而降低甲烷的浓度，并且除去空气中的部分有害气体，如一氧化碳、硫化氢、颗粒物等。另外各个腔体之间仅仅通过隔板上方的空间相连，从而保证空气能够充分与水雾相接触，保证净化效果。在第二净化室423内，其中气体的入口位于第二净化室423的下方，气体的出口则位于第二净化室423的上方，从而保证气体均通过药液，进一步保证净化效果。
40.在本发明的优选实施例中，排风单元7包括排风主管71和排风支管72，排风支管72间隔分布于栈桥所处环境中，排风支管72的一端均与排风主管71相连，排风支管72的一端伸出栈桥所在环境外(如隧道外)且设有排风机73。在甲烷浓度大于一定值后，通过开启排风单元7，从而尽快将栈桥附近的气体排出。
41.如图4所示，本发明还公开了一种基于如上所述的栈桥环境信息综合处理系统的方法，包括步骤：
42.1)通过环境信息检测单元1检测栈桥环境的各种气体浓度；
43.2)在对应的气体浓度(如甲烷或颗粒物浓度)大于预设值时，控制单元3则控制净化单元4对栈桥环境的空气进行净化，以及控制排风单元7将栈桥附近的空气排出至外部(如隧道外部)。
44.在步骤2)中，具体的净化过程如上所述的净化单元4的净化过程相同，在此不再赘述。
45.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。