一种用于检测气体泄漏源方向的装置的制造方法
【专利摘要】一种用于检测气体泄漏源方向的装置，适用于气体泄漏源的搜寻和定位领域。本实用新型的目的是要解决现有的检测气体泄漏源方向的装置精度较低、集成度不高、便携性差等问题。一种用于检测气体泄漏源方向的装置，主要包括顶板部件（1）、气体传感器阵列（2）、气体浓度检测舱室阵列（3）、风速风向检测区阵列（4）、底板部件（5）。一种用于检测气体泄漏源方向的装置，通过检测气体泄漏源扩散的浓度信息和风速风向信息，可以检测气体泄漏源的方向。本实用新型能够提高检测气体泄漏源方向的精度，同时可以使检测气体泄漏源方向的装置集成度更高、便携性更好。
【专利说明】
一种用于检测气体泄漏源方向的装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及气体泄漏源的搜寻和定位领域，适用于气体泄漏源方向的检测和泄漏源位置的判定。
【背景技术】
[0002]气体泄漏事故多发于化工品的生产、使用、仓储、以及运输过程中，具有危险性大、危害性广、突发性强、处置难度高等特点，如果能够及时、准确检测出气体泄漏源的方向和判定气体泄漏源的位置，对于气体泄漏事故的处置和救援将具有十分重大的意义。
[0003]早期，气体泄漏源方向的检测主要通过检测人员手持气体探测仪检测不同位置的气体浓度，然后根据浓度梯度推算气体泄漏源的方向来实现，此种检测方法原理简单、操作容易，但存在精度较低、效率不高的问题。近年来，随着群体智能技术的发展，利用多机器人协同工作进行自主检测成为趋势，即在每个机器人上搭载气体传感器采集气体浓度信息，通过机器人间的信息交互判定气体泄漏源的方向和位置，此种检测方法效率和精度均较高，但存在价格昂贵、集成度不高、便携性较差的问题。在这种背景下，本实用新型综合考量气体云团扩散方向信息和风向信息，从而弥补了现有技术的不足。
【发明内容】
[0004]本实用新型是为解决现有的检测气体泄漏源方向的装置存在精度较低、集成度不高、便携性较差等问题，而提出的一种用于检测气体泄漏源方向的装置。本实用新型必须在气体泄漏源的下风方向使用。
[0005]—种用于检测气体泄漏源方向的装置，主要包括顶板部件(1)、气体传感器阵列
(2)、气体浓度检测舱室阵列(3)、风速风向检测区阵列(4)、底板部件(5)，连接顶板部件和底板部件的数据线置于装置中心的空心圆柱腔体一 (3-5)和空心圆柱腔体二 (4-5)内；顶板部件(I)主要包括微处理器芯片(1-1)、数字罗盘(1-2)、温度传感器(1-3)和PCB电路板一(1-4)，数字罗盘(1-2)和温度传感器(1-3)获取的数据传输给微处理器芯片(1-1)，PCB电路板一(1-4)圆周边缘开有一周直径为4_的小圆孔;气体传感器阵列(2)包括4个相同型号的气体传感器，分别为气体传感器一 (2-1)、气体传感器二 (2-2 )、气体传感器三(2-3 )、气体传感器四(2-4);气体浓度检测舱室阵列(3)包括4个气体浓度检测舱室，分别为气体浓度检测舱室一 (3-1)、气体浓度检测舱室二 (3-2)、气体浓度检测舱室三(3-3)、气体浓度检测舱室四(3-4)，气体传感器一 (2-1)、气体传感器二 (2-2)、气体传感器三(2-3 )、气体传感器四(2-
4)分别倒置于气体浓度检测舱室一 (3-1)、气体浓度检测舱室二 (3-2)、气体浓度检测舱室三(3-3)、气体浓度检测舱室四(3-4)的中心;气体浓度检测舱室阵列(3)底部开有两周直径为4mm的小圆孔，与PCB电路板一(1-4)圆周边缘的小圆孔形成导气通道，气体浓度检测舱室阵列(3 )底部的小圆孔数量为PCB电路板一(1-4 )圆周边缘小圆孔数量的I?2倍，使气体浓度检测舱室一 (3-1)、气体浓度检测舱室二 (3-2)、气体浓度检测舱室三(3-3)、气体浓度检测舱室四(3-4)分别近似为暂稳态气体浓度检测环境;风速风向检测区阵列(4)包括4个风速风向检测区，分别为风速风向检测区一(4-1)、风速风向检测区二(4-2)、风速风向检测区三(4-3)、风速风向检测区四(4-4);底板部件(5)以PCB电路板二 (5-9)为底座，底板部件(5)还包括4个相同型号的压控恒温PTC发热片，分别为PTC发热片一(5-1)、PTC发热片二(5-2)、PTC发热片三(5-3)、PTC发热片四(5-4)，以及4个贴片式PTlOOO型温度传感器，分别为PT1000型温度传感器一(5-5)、PT1000型温度传感器二(5-6)、PT1000型温度传感器三(5-7)、PT1000型温度传感器四(5-8)，PTC发热片一(5-l)通过加压电极片一(5-10)、加压电极片二 (5-11)分别与插针一 (5-18)、插针二 (5-19)连接，并且置于风速风向检测区一 (4-1)的中心位置，加压电极片一 (5-10)、加压电极片二 (5-11)为PTC发热片一 (5-1)提供工作电压，PTC发热片二(5-2)通过加压电极片三(5-12)、加压电极片四(5-13)分别与插针三(5-20)、插针四(5-21)连接，并且置于风速风向检测区二 (4-2)的中心位置，加压电极片三(5-12)、加压电极片四(5-13)为PTC发热片二 (5-2)提供工作电压，PTC发热片三(5-3)通过加压电极片五(5-14)、加压电极片六(5-15)分别与插针五(5-22)、插针六(5-23)连接，并且置于风速风向检测区三(4-3)的中心位置，加压电极片五(5-14)、加压电极片六(5-15)为PTC发热片三(5-3)提供工作电压，PTC发热片四(5-4)通过加压电极片七(5-16)、加压电极片八(5-17)分别与插针七(5-24)、插针八(5-25)连接，并且置于风速风向检测区四(4-4)的中心位置，加压电极片七(5-16)、加压电极片八(5-17)为PTC发热片四(5-4)提供工作电压，PT1000型温度传感器一(5-5)、？1'1000型温度传感器二(5-6)、？1'1000型温度传感器三(5-7)、？1'1000型温度传感器四(5-8)分别置于PTC发热片一(5-1)、PTC发热片二(5-2)、PTC发热片三(5-3)、PTC发热片四(5-4)的顶部。
[0006]进一步，顶板部件(I)、气体传感器阵列(2)、气体浓度检测舱室阵列(3)构成气体云团扩散方向计算单元，风速风向检测区阵列(4)和底板部件(5)构成风向计算单元。
[0007]本实用新型的有益效果:本实用新型将气体泄漏源扩散浓度检测和风速风向检测相结合，能够提高检测气体泄漏源方向的精度;本实用新型集成度较高，其良好的便携性，非常适用于进行现场检测。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型所述装置的拼装图。
[0009]图2为本实用新型所述装置的空间结构示意图。
[0010]图3为图1中气体浓度检测舱室阵列(3)的俯视图。
[0011 ]图4为采用本实用新型所述装置搭建检测系统的硬件电路框图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
[0013]本实用新型所述一种用于检测气体泄漏源方向的装置如图1和图2所示，主要包括顶板部件(I)、气体传感器阵列(2 )、气体浓度检测舱室阵列(3 )、风速风向检测区阵列(4)、底板部件(5)。顶板部件(1)、气体传感器阵列(2)、气体浓度检测舱室阵列(3)构成气体云团扩散方向计算单元，风速风向检测区阵列(4)和底板部件(5)构成风向计算单元。通过气体云团扩散方向计算单元获取气体云团扩散方向角度数据，通过风向计算单元获取风向角度数据，使用上述数据计算气体泄漏源方向角度，从而结合数字罗盘的数据信息检测出气体泄漏源的方向。
[0014]数字罗盘(1-2)用于检测本发明所述装置中直角坐标系(1-5)所示X轴正向与北夹角;温度传感器(1-3)用于检测本发明所述装置所处环境的温度变化，从而为风向角度计算提供温度补偿;气体传感器一 (2-1)、气体传感器二 (2-2)、气体传感器三(2-3)、气体传感器四(2-4)分别用于检测4个对称方向的气体云团扩散浓度数据;PTC发热片一 (5-1)、PTC发热片二(5-2)、PTC发热片三(5-3)、PTC发热片四(5-4)均为高于环境温度的发热源，分别通过加压电极片一(5-10)、加压电极片二 (5-11)、加压电极片三(5-12)、加压电极片四(5-13)、加压电极片五(5-14)、加压电极片六(5-15)、加压电极片七(5-16)、加压电极片八(5-17)将自身温度控制在70°C?75°C之间，风能够通过气流将PTC发热片一(5-l)、PTC发热片二(5-2)、PTC发热片三(5-3)、PTC发热片四(5-4)的热量转移，提高风向检测的灵敏度;PT1000型温度传感器一(5-5)、？1'1000型温度传感器二(5-6)、？1'1000型温度传感器三(5-7)、？1'1000型温度传感器四(5-8)分别用于检测4个对称方向的气流温度数据;PCB电路板一(1-4)圆周边缘开有一周直径为4mm的小圆孔，气体浓度检测舱室阵列(3)底部开有两周直径为4mm的小圆孔，与PCB电路板一(1-4)圆周边缘的小圆孔形成导气通道，气体浓度检测舱室阵列(3)底部的小圆孔数量为PCB电路板一(1-4)圆周边缘小圆孔数量的I?2倍，使气体浓度检测舱室一 (3-1)、气体浓度检测舱室二 (3-2)、气体浓度检测舱室三(3-3)、气体浓度检测舱室四(3-4)分别近似为暂稳态气体浓度检测环境，提高气体云团扩散浓度检测的精度;微处理器芯片(1-1)用于采集和处理本发明所述装置中数字罗盘(1-2)、温度传感器(1-3)、气体传感器一(2-1)、气体传感器二(2-2)、气体传感器三(2-3)、气体传感器四(2-4)、PT1000型温度传感器一(5-5)、？1'1000型温度传感器二(5-6)、？1'1000型温度传感器三(5-7)、？1'1000型温度传感器四(5-8)的数据信息，进而计算得到气体泄漏源方向，在LCD显示气体泄漏源方向?目息O
[0015]本发明所述装置的尺寸不超过120mmX120mmX60mm，该尺寸使装置具有良好的便携性，同时气体云团扩散浓度检测在近似为暂稳态的环境中进行可以提高气体云团扩散浓度检测的精度。
[0016]以上为结合附图对本实用新型【具体实施方式】所进行的描述，并非为对本实用新型保护范围的限制，在本实用新型的技术方案基础上所做的任何修改、等同替换和改进等，仍在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于检测气体泄漏源方向的装置，主要包括顶板部件(I)、气体传感器阵列(2)、气体浓度检测舱室阵列(3)、风速风向检测区阵列(4)、底板部件(5)，连接顶板部件和底板部件的数据线置于装置中心的空心圆柱腔体一 (3-5)和空心圆柱腔体二 (4-5)内；顶板部件(I)主要包括微处理器芯片(1-1)、数字罗盘(1-2)、温度传感器(1-3)和PCB电路板一(1-4)，数字罗盘(1-2)和温度传感器(1-3)获取的数据传输给微处理器芯片(1-1)，PCB电路板一(1-4)圆周边缘开有一周直径为4_的小圆孔;气体传感器阵列(2)包括4个相同型号的气体传感器，分别为气体传感器一 (2-1)、气体传感器二 (2-2)、气体传感器三(2-3)、气体传感器四(2-4);气体浓度检测舱室阵列(3)包括4个气体浓度检测舱室，分别为气体浓度检测舱室一(3-1)、气体浓度检测舱室二 (3-2)、气体浓度检测舱室三(3-3)、气体浓度检测舱室四(3-4)，气体传感器一 (2-1)、气体传感器二(2-2)、气体传感器三(2-3)、气体传感器四(2-4)分别倒置于气体浓度检测舱室一 (3-1)、气体浓度检测舱室二 (3-2)、气体浓度检测舱室三(3-3)、气体浓度检测舱室四(3-4)的中心;气体浓度检测舱室阵列(3)底部开有两周直径为4mm的小圆孔，与PCB电路板一(1-4)圆周边缘的小圆孔形成导气通道，气体浓度检测舱室阵列(3)底部的小圆孔数量为PCB电路板一(1-4)圆周边缘小圆孔数量的I?2倍，使气体浓度检测舱室一 (3-1)、气体浓度检测舱室二 (3-2)、气体浓度检测舱室三(3-3)、气体浓度检测舱室四(3-4)分别近似为暂稳态气体浓度检测环境;风速风向检测区阵列(4)包括4个风速风向检测区，分别为风速风向检测区一(4-1)、风速风向检测区二(4-2)、风速风向检测区三(4-3)、风速风向检测区四(4-4);底板部件(5)以PCB电路板二 (5-9)为底座，底板部件(5)还包括4个相同型号的压控恒温PTC发热片，分别为PTC发热片一(5-1)、PTC发热片二(5-2)、PTC发热片三(5-3)、PTC发热片四(5-4)，以及4个贴片式PTlOOO型温度传感器，分别为PTlOOO型温度传感器一(5-5)、？1'1000型温度传感器二(5-6)、？1'1000型温度传感器三(5-7)、？1'1000型温度传感器四(5_8)，PTC发热片一 (5-1)通过加压电极片一 (5-10)、加压电极片二 (5-11)分别与插针一 (5-18)、插针二(5-19)连接，并且置于风速风向检测区一 (4-1)的中心位置，加压电极片一 (5-10)、加压电极片二 (5-11)为PTC发热片一 (5-1)提供工作电压，PTC发热片二(5-2)通过加压电极片三(5-12)、加压电极片四(5-13)分别与插针三(5-20)、插针四(5-21)连接，并且置于风速风向检测区二 (4-2)的中心位置，加压电极片三(5-12)、加压电极片四(5-13)为PTC发热片二(5-2)提供工作电压，PTC发热片三(5-3)通过加压电极片五(5-14)、加压电极片六(5-15)分别与插针五(5-22)、插针六(5-23)连接，并且置于风速风向检测区三(4-3)的中心位置，加压电极片五(5-14)、加压电极片六(5-15)为PTC发热片三(5-3)提供工作电压，PTC发热片四(5-4)通过加压电极片七(5-16)、加压电极片八(5-17)分别与插针七(5-24)、插针八(5-25)连接，并且置于风速风向检测区四(4-4)的中心位置，加压电极片七(5-16)、加压电极片八(5-17)为PTC发热片四(5-4)提供工作电压，PT1000型温度传感器一(5-5)、PT1000型温度传感器二(5-6)、PT1000型温度传感器三(5-7)、PT1000型温度传感器四(5-8)分别置于PTC发热片一 (5-l)、PTC发热片二 (5-2)、PTC发热片三(5-3)、PTC发热片四(5-4)的顶部。2.根据权利要求1所述的一种用于检测气体泄漏源方向的装置，其特征在于:顶板部件(I)、气体传感器阵列(2)、气体浓度检测舱室阵列(3)构成气体云团扩散方向计算单元，风速风向检测区阵列(4)和底板部件(5)构成风向计算单元。
【文档编号】G01D21/00GK205449130SQ201521121406
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】刘丛宁, 施云波, 刘永杰
【申请人】哈尔滨理工大学