车间氢气自动排放系统的制作方法

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车间氢气自动排放系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种自动排放系统,具体涉及一种车间氢气自动排放系统。
【背景技术】
[0002]在一些密闭的净化车间内,需要一定量的氢气作为氧化还原气体。如果氢气没有完全反应,就会混入到车间内的空气中,当车间内的氢气达到一定的浓度后,在一定的条件下会引起爆炸,对企业的车间生产存在巨大的安全隐患。为了解决此安全隐患,并考虑到氢气的密度较小这一物理性质,传统的方法是:在车间的天花板上安装多个排气扇,同时在车间各个墙角的上端安装氢气报警器,来达到预警和排放的作用。采用该方法虽然能在一定程度上起到排放氢气及报警的作用,但在实际使用过程仍存在如下缺陷:
[0003]1、所设置的排气扇需要24小时不停工作,一方面不利于排气扇的使用寿命,另一方面排气扇在工作时消耗浪费的电能较多,不利于能源的节约;
[0004]2、不能实时检测车间内的氢气浓度、也不能根据氢气当前的浓度实现自动排放功會K。
【实用新型内容】
[0005]针对上述的不足,本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能化程度高、节约电能的车间氢气自动排放系统,该氢气自动排放系统能实时检测车间内的氢气浓度、并根据氢气当前的浓度进行自动排放。
[0006]为解决上述问题,本实用新型通过以下技术方案实现:
[0007]车间氢气自动排放系统,包括安装于车间顶部上的至少2个排气扇,各排气扇上均连接有一驱动电机,还包括依次连接的光发射模块、光接收模块、光电检测模块和控制处理模块,在控制处理模块的输出端上还连接有一 PC机,其中
[0008]光发射模块,用于发射指定波长的光信号,主要由LD光源和用以驱动LD光源的调制电路及与LD光源相连接的温控电路组成,所述调制电路还连接有信号发生电路;
[0009]光接收模块,包括光环行器和端面镀有钯膜的单模光纤,用于将发射光发送至光环行器,并将单模光纤反射回的反射光发送至光电检测模块;
[0010]光电检测模块,用于接收单模光纤反射回的反射光、并对所述反射光进行光电转换,将转换得到的电信号发送至控制处理模块;
[0011 ]控制处理模块,用于接收光电检测模块发来的电信号,并对其进行计算处理后得出氢气的浓度值,并将此浓度值与系统的预设值进行比较处理后得出一个控制信号,所述驱动电机接收该控制信号、以控制排气扇的启闭。
[0012]上述方案中,所述控制处理模块具体可以包括处理器、显示屏和声光报警器,所述显示屏和声光报警器连接在处理器的输出端上。
[0013]上述方案中,所述处理器可以采用型号为C8051F120的单片机。
[0014]上述方案中,所述光电检测模块可以包括光电转换器,所述光电转换器的输出端连接有一前置放大器、其输出端连接有一有源低通滤波电路。
[0015]上述方案中,为了避免粉尘、水汽污染钯膜,所述单模光纤上套设有一段开口、另一端密封的防尘罩,且防尘罩的密封端对应为单模光纤上的镀钯膜端。
[0016]上述方案中,进一步防止粉尘等颗粒物进入防尘罩内,在所述防尘罩的开口端上设有防尘过滤圈。
[0017]本实用新型的有益效果为:
[0018]本实用新型通过检测光波在光纤中传播的波长、光强等由于氢气浓度的不同而产生的变化,通过处理器计算出氢气的浓度值,从而实现氢气浓度是实时监测,当检测到的氢气浓度超出设定的安全范围值时,处理器发出报警信号且控制驱动电机启动,排气扇工作,自动排出氢气、直至氢气的浓度恢复到设定的安全值为止。采用本系统不仅能实时检测氢气的浓度,还能控制排气扇合理有效地转动工作,降低了能耗、延长了排气扇的使用寿命,具有灵敏度高、检测效果好、结构简单、智能化程度高的特点。
【附图说明】
[0019]图1为排气扇安装在车间顶部的俯视结构图。
[0020]图2为本车间氢气自动排放系统组成的模块框图。
[0021 ]图中标号为:1、车间;2、排气扇;3、光发射模块;4、光接收模块;5、光电检测模块;
6、控制处理模块。
【具体实施方式】
[0022]在本实用新型中,除另有明确的规定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接、电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以使两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0023]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的解释说明。
[0024]如图1、图2所示,车间氢气自动排放系统,包括安装于车间I顶部上的至少2个排气扇2,本实施例的排气扇2为5个,依次分布在车间I顶部的四个角落及中间位置上。所述各排气扇2上均连接有一驱动电机,还包括依次连接的光发射模块3、光接收模块4、光电检测模块5和控制处理模块6,在控制处理模块6的输出端上还连接有一 PC机,其中
[0025]光发射模块3,用于发射指定波长的光信号,主要由LD光源和用以驱动LD光源的调制电路及与LD光源相连接的温控电路组成,其中,LD光源具体为DFB-LD激光器。所述调制电路还连接有信号发生电路,所述信号发生电路主要由型号为ICL8038的芯片及相关外围电路构成,其工作时产生三角波电流,通过调制电路使得三角波电流的交流分量和直流分量精确可调,用以驱动LD光源发光。并通过温度电路对LD光源进行控制,使其工作在恒温状态,具体是由型号为LTC1923的芯片及外围电路组成。
[0026]光接收模块4,包括光环行器和端面镀有钯膜的单模光纤,用于将发射光发送至光环行器,并将单模光纤反射回的反射光发送至光电检测模块5。本实施例中,所述单模光纤上套设有一段开口、另一端密封的防尘罩,且防尘罩的密封端对应为单模光纤上的镀钯膜端。所述防尘罩的开口端上设有防尘过滤圈。
[0027]光电检测模块5,用于接收单模光纤反射回的反射光、并对所述反射光进行光电转换,将转换得到的电信号发送至控制处理模块6;所述光电检测模块5包括光电转换器,所述光电转换器的输出端连接有一前置放大器、其输出端连接有一有源低通滤波电路。光电转换器具体为光电二极管。
[0028]控制处理模块6,用于接收光电检测模块5发来的电信号,并对其进行计算处理后得出氢气的浓度值,并将此浓度值与系统的预设值进行比较处理后得出一个控制信号,所述驱动电机接收该控制信号、以控制排气扇2的启闭。所述预设值具体是根据不同的生产车间的要求而设定的安全临界值。
[0029]所述控制处理模块6包括处理器、显示屏和声光报警器,所述显示屏和声光报警器连接在处理器的输出端上。所述处理器为型号为C8051F120的单片机,内部集成有12位ADC和12位DAC,可实现信号的转换,并指出JTAG调试,且运行速度快。
[0030]本实用新型的工作过程:
[0031]单模光纤置于需要检测氢气浓度的相应车间I环境中,由于单模光纤端面的钯膜与氢气反应而生成氢化物,因此单模光纤端面的折射率发生变化,从而改变了其反射光强,通过计算光强信号的改变,即可获得氢气的浓度信息。LD光源发出光信号,光信号通过光环行器无损失地传输到单模光纤,并在钯膜端面发生反射、折射,反射光信号沿光纤反方向传输到光环行器上;反射光经光环形器分离后从光环行器的输出端口射出,经放大后,由光电二极管获取,并将光信号转为电信号后,再经滤波电路后发送给处理器;处理器通过自带的A/D转换器对该电信号转换,并进行分析处理,计算出氢气浓度、显示在显示屏上,同时氢气浓度这一数据可通过通信模块上传给PC机进行存储。当氢气浓度超过预设值时,声光报警器报警,驱动电机启动,排气扇2工作、直至氢气浓度达到预设值的安全范围才会停止;反之,不做任何响应。
【主权项】
1.车间氢气自动排放系统,包括安装于车间(I)顶部上的至少2个排气扇(2),各排气扇(2)上均连接有一驱动电机,其特征在于:还包括依次连接的光发射模块(3)、光接收模块(4)、光电检测模块(5)和控制处理模块(6),在控制处理模块(6)的输出端上还连接有一PC机,其中 光发射模块(3),用于发射指定波长的光信号,主要由LD光源和用以驱动LD光源的调制电路及与LD光源相连接的温控电路组成,所述调制电路还连接有信号发生电路; 光接收模块(4),包括光环行器和端面镀有钯膜的单模光纤,用于将发射光发送至光环行器,并将单模光纤反射回的反射光发送至光电检测模块(5); 光电检测模块(5),用于接收单模光纤反射回的反射光、并对所述反射光进行光电转换,将转换得到的电信号发送至控制处理模块(6); 控制处理模块(6),用于接收光电检测模块(5)发来的电信号,并对其进行计算处理后得出氢气的浓度值,并将此浓度值与系统的预设值进行比较处理后得出一个控制信号,所述驱动电机接收该控制信号、以控制排气扇(2)的启闭。2.如权利要求1所述的车间氢气自动排放系统,其特征在于:所述控制处理模块(6)包括处理器、显示屏和声光报警器,所述显示屏和声光报警器连接在处理器的输出端上。3.如权利要求2所述的车间氢气自动排放系统,其特征在于:所述处理器为型号为C8051F120的单片机。4.如权利要求1或2所述的车间氢气自动排放系统,其特征在于:所述光电检测模块(5)包括光电转换器,所述光电转换器的输出端连接有一前置放大器、其输出端连接有一有源低通滤波电路。5.如权利要求1所述的车间氢气自动排放系统,其特征在于:所述单模光纤上套设有一段开口、另一端密封的防尘罩,且防尘罩的密封端对应为单模光纤上的镀钯膜端。6.如权利要求5所述的车间氢气自动排放系统,其特征在于:所述防尘罩的开口端上设有防尘过滤圈。
【专利摘要】本实用新型公开了一种车间氢气自动排放系统,包括安装于车间顶部上的至少2个排气扇,各排气扇上均连接有一驱动电机,还包括依次连接的光发射模块、光接收模块、光电检测模块和控制处理模块,在控制处理模块的输出端上还连接有一PC机。本实用新型通过检测光波在光纤中传播的波长、光强等由于氢气浓度的不同而产生的变化,通过处理器计算出氢气的浓度值,从而实现氢气浓度的实时监测,当氢气的浓度超出设定的安全范围值时,处理器发出报警信号且控制驱动电机启动,排气扇工作,自动排出氢气、直至氢气的浓度恢复到设定的安全值为止。延长了排气扇的使用寿命,降低了能耗,具有灵敏度高、检测效果好、结构简单、智能化程度高的特点。
【IPC分类】F24F11/04, G05D11/13
【公开号】CN205318241
【申请号】CN201520972911
【发明人】秦年科, 李勇昌, 蒋振荣, 朱金华, 邹波
【申请人】桂林斯壮微电子有限责任公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年11月30日
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