专利名称：一种多参数气体自动监测及处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于气体监控装置，具体地说，是一种多参数气体自动监测及处理系 统。
背景技术：
在城市下水道管网、污水处理厂、化粪池、沼气池、垃圾处理场等场所，产生和存在 多种毒害、可燃、易爆等危险气体，如甲烷、硫化氢、一氧化碳等。这些气体的存在，导致每年 发生大量的爆炸、中毒和窒息等事故。为避免此类事故的发生，对这些场所的气体浓度进行 自动监测和处理是技术发展的趋势。本申请人曾申请了专利号为200820100930. 4的一种危险气体在线监测及自动控 制装置，以及专利申请号为200920293815. 8的危险气体自动检测及处理系统，以上专利公 开了利用GPRS/CDMA通信技术，对上述场所中的危险气体进行24小时在线监测，当某处气 体浓度超标时，会在监控电脑显示屏上报警，并发出手机短信息通知责任人进行处理，还能 自动对该监控点进行风机抽排以及自动冲水来实现降低气体浓度的系统和方法。但是，不同的监测地点一般存在多种有毒有害气体，而且不同监测场所的主要气 体种类也有差异，仅仅监测甲烷、硫化氢、一氧化碳三种气体浓度已不能满足需求，因此需 要一台设备在满足现有监测气体种类的同时还能监测二氧化碳、氨气、氯气和氧气的浓度。 另外，根据市政管理内容和社会现状的要求，也提出了对下水道、化粪池等场所的排水堵 塞、环境温度、窨井盖被盗、设备被盗等多功能监测预警的需求。而现有技术的缺点是虽然对危险气体的处理进行了改进和优化，能够实现快速 降低危险气体浓度并能减少危险气体的产生，但是现有气体浓度监测及处理设备所监测气 体的种类太少，不能满足多种监测环境的需要，而对于下水道排水是否堵塞，环境温度，窨 井盖以及其他设备是否被盗以及设备是否发生故障的监测，几乎都是采用各种相互独立的 设备来实现，现有技术中还缺少一种集成化的多参数气体自动监测及处理装置。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种多参数气体自动监测及处理系统，对原有的危险气 体自动监测及处理系统中的中央处理控制板进行改进，将集成式环境探测装置以及危险气 体处理机构融合一体，既保留了原有装置中所拥有的危险气体在线监测、自动报警、风机抽 排以及自动冲水等基本功能，又增加了气体传感器的种类和数量，而且还能实现排水堵塞 监测，温度监测，窨井盖和设备被盗监测，市电断电监测，风机运行状态监测以及冲水控制 状态监测等多种监测功能，形成了一种集成度高，监测参数多，处理机构完善的气体自动监 测及处理系统。为达到上述目的，本实用新型提供了一种多参数气体自动监测及处理系统，包括 气体浓度监测传感器组、中央处理控制板、外围控制板以及报警处理机构，所述气体浓度监 测传感器组安装在气室内，该气体浓度监测传感器组中的传感器信号传输线分别连接在所述中央处理控制板上相应的气体监测数据输入端口上，该中央处理控制板和所述外围控制 板的数据传输端口双向连接，在该外围控制板上连接所述报警处理机构；其关键在于所述中央处理控制板的数据输入端口组上还分别连接有水位传感 器、温度传感器以及至少一个行程开关，在所述外围控制板上还设置有市电断电反馈模块、 风机运行反馈模块以及冲水控制反馈模块，所述市电断电反馈模块的输出端与中央处理控 制板的第一反馈输入端连接，所述风机运行反馈模块的输出端与中央处理控制板的第二反 馈输入端连接，所述冲水控制反馈模块的输出端与中央处理控制板的第三反馈输入端连 接。对中央处理控制板进行了优化和改进，在原有气体监测的基础上增加了多个数据 输入端口，通过接收水位传感器的监测信号可以判断下水道排水是否发生堵塞，温度传感 器可以实时上传监测环境中的温度变化情况，所述行程开关可以与窨井盖、设备箱盖或其 他设备连接，当设备被盗或者设备箱非法开启时，则触发行程开关通断状态变化，实现物件 的监测和管理功能。通过市电断电反馈模块实时监测市电供电是否发生异常，通过风机运 行反馈模块以及自动冲水反馈模块可以实时监测相应设备的运行状态，如果出现设备故 障，设备被盗或者气体浓度超标等异常现象，中央处理控制板则发出相关控制指令到外围 控制板，外围控制板控制报警处理机构发出报警信息并按指令执行相应的自动处理流程。所述水位传感器、温度传感器以及至少一个行程开关安装在集成式环境探测装置 上，该集成式环境探测装置设置有固定管以及保护壳，该固定管的首端固定所述水位传感 器以及温度传感器，在保护壳上安装有可调支架，所述行程开关安装在该可调支架上，所述 水位传感器、温度传感器以及行程开关的连接导线安装在固定管内，所述固定管内还安装 有采样气管。采用集成式环境探测装置，既能满足下水道、化粪池等场所防腐、防潮的要求，同 时安装的各种传感器能够满足监测下水道是否堵塞，窨井盖是否被盗以及环境温度等多种 监测功能，各种传感器集成安装，统一布置，方便了安装和调试，而且该装置对集中安装的 多种传感器具有保护功能。用于监测设备被盗和设备箱非法开盖的行程开关则安装在需要监测的设备的相 应位置。所述中央处理控制板设置有1至7个气体监测数据输入端口，所述气体浓度监测 传感器组设置有甲烷传感器和/或硫化氢传感器和/或一氧化碳传感器和/或二氧化碳传 感器和/或氨气传感器和/或氯气传感器和/或氧气传感器。根据不同监测环境的要求，所述气体传感器组可以同时监测7种气体浓度值，也 可以按照不同的需求选择安装其中的一种或几种气体传感器，所述气体传感器监测气室中 相应危险气体的浓度信息，中央处理控制板接收气体传感器上传的实测数据并计算出相应 气体的当前浓度值，与由上位机设定并存储在中央处理控制板内存中的不同种类、不同级 别的气体报警浓度值比较，判断实测的该种危险气体浓度是否超标，如果超标，中央处理控 制板按照预设的控制方案，向外围控制板发出控制指令，由外围控制板控制报警处理机构 工作。所述报警处理机构包括声光报警机构、风机抽排机构以及自动冲水机构，所述风 机抽排机构设置有风机，该风机安装在窨井的顶部，直接与窨井连通；该风机也可以安装在窨井旁，通过埋设的管道或构建的通道与窨井连通；所述自动冲水机构设置水管网络，所述 水管网络的出水管上安装有冲水控制阀，在出水管上还设置有至少1个出水口及喷嘴，所 述风机和冲水控制阀的控制输入端都与所述外围控制板连接。当报警处理机构接收到外围控制板的报警处理控制指令后，声光报警机构发出声 光报警，提醒周边人员的注意；风机抽排机构和自动冲水机构根据预设的控制流程工作，通 过抽排高浓度气体和冲水两种方式对监测点进行处理，使该监测点内危险气体的浓度迅速 降低。所述中央处理控制板的输出控制端与采样泵相连，该采样泵的进气端口与所述集 成式环境探测装置中的采样气管连接，该采样泵的出气口与所述气室相通，方便气体的采 样。如果气体传感器长期置于下水道、化粪池等潮湿、有腐蚀性气体的环境中时，会影 响气体传感器的使用寿命，同时也会降低其监测精度。为此，通过采样泵将被测气体抽入到 气室中，只需在气室中安装相应的气体监测传感器便能够完成相应气体浓度的检测。所述外围控制板上还设置有GPRS/CDMA无线收发模块，该外围控制板经无线网络 接入基站，所述基站与服务器连接，该服务器经过因特网还与上位机连接，所述服务器上还 配置有短信发送模块。中央处理控制板接收并计算出实测危险气体浓度值，接收到设备故障，排水堵塞、 窨井盖或设备被盗以及设备箱非法开启等异常信息后，不但能通过报警处理模块进行报警 和处理，还能经过GPRS/CDMA无线收发模块发送到远程基站中，远程基站与服务器连接，服 务器经英特网与上位机连接，在上位机上实时获取各个监测点的上述监测信息。所述上位 机也可以配置服务器中预存的各种参数，同时还可以给中央处理控制板发送相关的控制及 预存指令，最终实现本系统的远程在线实时监测和控制功能。所述外围控制板还连接有运行记录存储模块，以便使本装置在不需要向服务器上 传信息的场所单独使用，并通过读取运行记录存储模块内的信息了解和保存设备的运行状 况。所述外围控制板上还设置有直流电源和后备电源，直流电源和后备电源为外围控 制板供电。该直流电源经安全栅还为中央处理控制板供电。直流电源经过安全栅后为中央处理控制板提供本质安全电源，将中央处理控制板 与外围控制板隔离，实现本质安全的防爆设计，增加了本装置的安全性。在市电断电或停电的异常情况出现后，后备电源马上响应，为设备供电，使设备能 继续工作数小时并保存数据。本实用新型未详尽描述之处为本领域内的所公开的现有技术，在此不再累述。本实用新型的显著效果是提供一种多参数气体自动监测及处理系统，既保留了原有装置中所拥有的危险气 体在线监测、自动报警、风机抽排以及自动冲水等基本功能，又增加了气体传感器的种类和 数量，可以按照不同的需求选择安装其中的一种或几种气体传感器监测相应危险气体的浓 度，而且还能实现下水道堵塞监测，温度监测，窨井盖和设备被盗监测，设备箱非法开启监 测，市电断电监测，风机运行状态监测以及冲水控制状态监测等多种参数监测功能，增强了 系统的集成性，提高了性价比并降低了系统的安装和维护成本。
图1是本实用新型的系统组成示意图；图2是本实用新型的电路原理框图；图3是现有技术中的一种集成式环境探测装置结构示意图；图4是风机抽排机构以及自动冲水机构安装结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1、2所示一种多参数气体自动监测及处理系统，包括气体浓度监测传感器 组1、中央处理控制板2、外围控制板3以及报警处理机构4，所述气体浓度监测传感器组1 安装在气室5内，该气体浓度监测传感器组1中的传感器信号传输线分别连接在所述中央 处理控制板2上相应的气体监测数据输入端口上，该中央处理控制板2和所述外围控制板 3的数据传输端口双向连接，在该外围控制板3上连接所述报警处理机构4 ；在中央处理控制板2上设置有7个气体数据输入端口，分别与甲烷传感器la、硫化 氢传感器lb、一氧化碳传感器lc、二氧化碳传感器Id、氨气传感器le、氯气传感器If以及 氧气传感器Ig连接。所述中央处理控制板2的数据输入端口组上还分别连接有水位传感器2a、温度传 感器2b以及行程开关2c，在所述外围控制板3上还设置有市电断电反馈模块2d、风机运行 反馈模块2e以及冲水控制反馈模块2f，所述市电断电反馈模块2d的输出端与中央处理控 制板2的第一反馈输入端fl连接，所述风机运行反馈模块2e的输出端与中央处理控制板2 的第二反馈输入端f2连接，所述冲水控制反馈模块2f的输出端与中央处理控制板2的第 三反馈输入端f3连接。如图1、2、3所示所述水位传感器2a、温度传感器2b以及行程开关2c安装在集成 式环境探测装置10上，该集成式环境探测装置10设置有固定管IOa以及保护壳10b，该固 定管IOa的首端固定所述水位传感器2a以及温度传感器2b，在保护壳IOb上安装有可调支 架10c，所述行程开关2c安装在该可调支架IOc上，所述水位传感器2a、温度传感器2b以 及行程开关2c的连接导线安装在固定管IOa内，所述固定管IOa内还安装有采样气管10d。所述行程开关2c顶端的位移感应探针与窨井盖紧密接触后被压迫，当窨井盖被 取走时，所述位移感应探针复位，触发行程开关的通、断状态改变，从而实现感知窨井盖被 盗的功能。监测设备被盗和设备箱非法开盖的行程开关的工作原理也与上述原理相同。如图1、2、4所示，所述报警处理机构4包括声光报警机构4a、风机抽排机构4b以 及自动冲水机构4c，所述风机抽排机构4b设置有风机4b 1，该风机4b 1安装在窨井的顶部， 直接与窨井连通；所述自动冲水机构4c设置水管网络，所述水管网络的出水管a上安装有 冲水控制阀4cl，在出水管a上还设置有一个或多个出水口 b及喷嘴，其中出水口 b的数量 以及喷嘴喷水的方向可以根据不同的监测环境，按照实际处理需要进行设置，所述风机4bl 和冲水控制阀4cl的控制输入端都与所述外围控制板3连接。自动冲水机构4c安装在每个窨井里，对于危险气体产生量特别多的环境，也可以 同时安装风机4bl，当监测到危险气体浓度超标时，风机4bl运转，通过抽排降低危险气体的浓度，而且还能够通过外围控制板3控制自动冲水机构4c向需要冲水的监测点冲水，在 冲水的过程中，不但能让部分危险气体溶解到水中，而且下水道、化粪池、沼气池等复杂环 境受到水流的冲击后，其中堆积的发酵固态物腐烂发酵的结构会被破坏，存积的发酵液体 的浓度也会降低，从而减少危险气体的产生量，危险气体的处理效果更佳。所述中央处理控制板2的输出控制端与采样泵9相连，该采样泵9的进气端口与 所述集成式环境探测装置10中的采样气管IOd连接，该采样泵9的出气口与所述气室5相 通，构成采样回路。所述外围控制板3上还设置有GPRS/CDMA无线收发模块3a，该外围控制板3经无 线网络接入基站6，所述基站6与服务器7连接，该服务器7经过因特网还与上位机8连接， 所述服务器7上还配置有短信发送模块7a，通过GPRS/CDMA无线收发模块3a实现本系统的 远程在线实时监控功能。所述外围控制板3上还设置有运行记录存储模块3d，以便使本装置在不需要向服 务器7上传信息的场所单独使用，并通过读取运行记录存储模块3d内的信息了解和保存设 备的运行状况。所述外围控制板3上还设置有直流电源3b和后备电源3c，直流电源3b为后备电 源3c和外围控制板3供电。该直流电源3b经安全栅还为中央处理控制板2供电。在市电断电或停电的异常情况出现后，后备电源3c马上响应，为设备供电，使设 备能继续工作数小时并保存数据。将中央处理控制板2安装在中央处理监测箱中，将外围控制板3及其附属机构安 装在电源通讯控制箱中，直流电源经过安全栅后为中央处理控制板2提供本质安全电源， 中央处理控制板2与外围控制板3相互隔离，实现本质安全的防爆设计，增加本装置的安全 性。本实用新型的工作原理是所述中央处理控制板2控制采样泵9抽取监测环境中的气体到气室5中，气体浓 度监测传感器组1中的各种气体传感器实时监测相应气体的浓度信息并上传到中央处理 控制板2内，由于增加了中央处理控制板2中气体数据输入接口，所以增加了危险气体监测 的种类，中央处理控制板2接收气体传感器上传的实测数据并计算出相应气体的当前浓度 值，与由上位机设定并存储在中央处理控制板2内存中的不同种类、不同级别的气体报警 浓度值比较，判断该种危险气体浓度是否超标，中央处理控制板2还实时接收由水位传感 器2a以及温度传感器2b所监测到的相应信息，运算并判断出水位以及温度是否达到预警 值。同时，中央处理控制板2还实时接收由行程开关2c、市电断电反馈模块2d、风机运 行反馈模块2e以及冲水控制反馈模块2f所反馈的信息，实时监测是否有设备被盗和设备 运行异常等状况。一旦监测到气体浓度超标、水位高度超过警戒值、设备被盗或设备出现故障等异 常现象时，中央处理控制板2则输出相关的控制指令到外围控制板3中，由外围控制板3控 制声光报警机构4a发出声光报警信息，同时经过GPRS/CDMA无线收发模块3a接入基站6， 该基站6与服务器7连接，服务器7再经因特网与远程上位机8连接，使得远程监控中心的 上位机8上能够显示出相应的报警信息，在服务器7上配置的短信发送模块(7a)按预设的方案向相关责任人发送报警短信，也能及时提示工作人员进行抢修。如果监测到的异常情况是危险气体浓度超标，则中央处理控制板2还会发出相应 控制信息到外围控制板3，外围控制板3控制风机抽排机构4b和自动冲水机构4c工作，通 过抽风和冲水两种方式对监测点进行处理，使该监测点危险气体的浓度迅速降低。所述上位机8通过英特网访问服务器7，不但能够实时获取各个监测点的监测信 息，也可以配置服务器7中预存的各种参数，同时还可以向中央处理控制板2发送相关的控 制及预存指令，最终实现本系统的远程在线实时监测和控制功能。尽管以上结构结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但本实用新型不 限于上述具体实施方式
，上述具体实施方式
仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普 通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以 做出多种类似的表示，如更改气体传感器的种类和数量、更换传感器的安装与控制方式以 及更换装置使用的环境等，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种多参数气体自动监测及处理系统，包括气体浓度监测传感器组(1)、中央处理控制板(2)、外围控制板(3)以及报警处理机构(4)，所述气体浓度监测传感器组(1)安装在气室(5)内，该气体浓度监测传感器组(1)中的传感器信号传输线分别连接在所述中央处理控制板(2)上相应的气体监测数据输入端口上，该中央处理控制板(2)和所述外围控制板(3)的数据传输端口双向连接，在该外围控制板(3)上连接所述报警处理机构(4)；其特征在于所述中央处理控制板(2)的数据输入端口组上还分别连接有水位传感器(2a)、温度传感器(2b)以及至少一个行程开关(2c)，在所述外围控制板(3)上还设置有市电断电反馈模块(2d)、风机运行反馈模块(2e)以及冲水控制反馈模块(2f)，所述市电断电反馈模块(2d)的输出端与中央处理控制板(2)的第一反馈输入端(f1)连接，所述风机运行反馈模块(2e)的输出端与中央处理控制板(2)的第二反馈输入端(f2)连接，所述冲水控制反馈模块(2f)的输出端与中央处理控制板(2)的第三反馈输入端(f3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种多参数气体自动监测及处理系统，其特征在于所述水 位传感器(2a)、温度传感器(2b)以及至少一个行程开关(2c)安装在集成式环境探测装 置(10)上，该集成式环境探测装置(10)设置有固定管(IOa)以及保护壳(10b)，该固定管 (IOa)的首端固定所述水位传感器(2a)以及温度传感器(2b)，在保护壳(IOb)上安装有可 调支架(10c)，所述行程开关(2c)安装在该可调支架(IOc)上，所述水位传感器(2a)、温度 传感器(2b)以及行程开关(2c)的连接导线安装在固定管(IOa)内，所述固定管(IOa)内 还安装有采样气管(IOd)。
3.根据权利要求1所述的一种多参数气体自动监测及处理系统，其特征在于所述中 央处理控制板(2)设置有1至7个气体监测数据输入端口，所述气体浓度监测传感器组(1) 设置有甲烷传感器(Ia)和/或硫化氢传感器(Ib)和/或一氧化碳传感器(Ic)和/或二氧 化碳传感器(Id)和/或氨气传感器(Ie)和/或氯气传感器(If)和/或氧气传感器(Ig)。
4.根据权利要求1所述的一种多参数气体自动监测及处理系统，其特征在于所述报 警处理机构(4)包括声光报警机构(4a)、风机抽排机构(4b)以及自动冲水机构(4c)，所述 风机抽排机构(4b)设置有风机(4bl)，该风机(4bl)安装在窨井的顶部，直接与窨井连通， 该风机或安装在窨井旁，通过埋设的管道或构建的通道与窨井连通；所述自动冲水机构(4c)设置水管网络，所述水管网络的出水管(a)上安装有冲水控制 阀(4cl)，在出水管(a)上还设置有至少1个出水口(b)及喷嘴，所述风机(4bl)和冲水控 制阀(4cl)的控制输入端都与所述外围控制板(3)连接。
5.根据权利要求2所述的一种多参数气体自动监测及处理系统，其特征在于所述中 央处理控制板(2)的输出控制端与采样泵(9)相连，该采样泵(9)的进气口与所述集成式 环境探测装置(10)中的采样气管(IOd)连接，该采样泵(9)的出气口与所述气室(5)相通。
6.根据权利要求1所述的一种多参数气体自动监测及处理系统，其特征在于所述外 围控制板(3)上还设置有GPRS/CDMA无线收发模块(3a)，该外围控制板(3)经无线网络接 入基站(6)，所述基站(6)与服务器(7)连接，该服务器(7)经过因特网还与上位机(8)连 接，所述服务器(7)上还配置有短信发送模块(7a)。
7.根据权利要求1所述的一种多参数气体自动监测及处理系统，其特征在于所述外 围控制板(3)还连接有运行记录存储模块(3d)。
8.根据权利要求1所述的一种多参数气体自动监测及处理系统，其特征在于所述外围控制板⑶上还设置有直流电源(3b)和后备电源(3c)，其中直流电源(3b)经安全栅为 所述中央处理控制板(2)供电。
专利摘要本实用新型公开了一种多参数气体自动监测及处理系统，包括气体浓度监测传感器组、中央处理控制板、外围控制板以及报警处理机构，其特征在于中央处理控制板的数据输入端口组上还分别连接有水位传感器、温度传感器以及至少一个行程开关，在外围控制板上还设置有市电断电反馈模块、风机运行反馈模块以及冲水控制反馈模块。其显著效果是既保留了原有装置中的危险气体在线监测、自动报警、风机抽排以及自动冲水等基本功能，又增加了气体传感器的数量和种类，而且还能实现水位、温度、窨井盖和设备被盗、市电断电、风机故障以及冲水控制故障等多种监测功能，增强了系统的集成性，降低了系统的维护和安装成本。
文档编号G05B19/02GK201638035SQ20092029416
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者钟啸风 申请人:钟啸风