隧道施工中有害气体自动监测预警系统的制作方法

本发明涉及隧道施工中有害气体监测技术领域，具体涉及一种能够实时有效的监测到开挖隧道内各个位置的有害气体分布情况并将该位置大的坐标信息现场情况反馈到远程服务器的隧道施工中有害气体自动监测预警系统。

背景技术：

在隧道开挖过程中，有时难免会遇到开挖断面中含有有害气体，这些有毒有害气体是隧道施工中的主要危险源，如果施工不当极易发生重大安全事故。隧道中有害气体主要有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氮气和数量不等的重烃以及微量的稀有气体等。

隧道中的有害气体分为可燃气体与有毒气体两大类。隧道中的可燃性气体主要成分为甲烷(ch4，瓦斯)和一些挥发性有机化合物(voc)，主要危害是气体燃烧引起爆炸，从而对财产与人的生命造成危害。隧道中的有毒气体又根据他们对人体不同的作用机理分为刺激性气体、窒息性气体和急性中毒的有机气体(voc)三大类。刺激性气体包括(氯气、光气、双光气、二氧化硫、氮氧化物、甲醛、氨气、臭氧)等气体。刺激性气体对机体作用的特点是对皮肤、黏膜有强烈的刺激作用，其中一些同时具有强烈的腐蚀作用；窒息性气体包括(一氧化碳、硫化氢、氰氢酸、二氧化碳、氮气、甲烷、乙烷、乙烯、硝基苯的蒸气、氰化氢)等气体。这些化合物进入机体后导致的组织细胞缺氧。甲烷(ch4)也可属于窒息性气体，它本身对机体无明显的毒害，其造成的组织细胞缺氧，实际是由于吸入气中氧浓度降低所致的缺氧性窒息。急性中毒的有机溶剂有正己烷、二氯甲烷等；急性中毒的有机气体(voc)三大类，上述有机挥发性化合物同以上无机有毒气体一样，也会对人体的呼吸系统与神经系统造成危害，有的致癌，比如苯。

目前的隧道开挖施工过程中缺乏一套可以有效准确地监测有害气体的预警系统，无法做到对开挖隧道全方位无死角的有害气体监测，无法保证隧道开挖施工安全。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明提供的一种隧道施工中有害气体自动监测预警系统，包括：

移动搭载装置，用于在隧道中沿预定轨道移动；所述移动搭载装置上安装有处理器、信号转换接口装置、ad/dc转换芯片、gps定位装置、可燃气体传感器、有毒气体传感器、存储器、通信装置和电源；

所述处理器分别双向连接所述信号转接接口装置、所述ad/dc转换芯片、所述gps定位装置、所述存储器及所述通信装置；

所述ad/dc转换芯片连接所述可燃气体传感器和所述有毒气体传感器；

所述可燃气体传感器，用于检测可燃气体的浓度，并将所述可燃气体的浓度数据发送至所述ad/dc转换芯片；

所述有毒气体传感器，用于检测有毒气体的浓度，并将所述有毒气体的浓度数据发送至所述ad/dc转换芯片；

所述通信装置通信连接后台服务器；

所述移动搭载装置上设有用于遥控所述移动搭载装置的遥控装置；

所述遥控装置通信连接所述后台服务器，所述后台服务器通信连接所述遥控装置；

所述信号转换接口装置连接有监控摄像机；

所述移动搭载装置上还设有电源装置，所述电源装置用于为所述处理器、所述遥控装置、所述通信装置及所述监控摄像机供电。

进一步的，所述移动搭载装置上还安装有重心偏移装置。

进一步的，所述移动搭载装置上还安装有防撞雷达，所述防撞雷达连接所述遥控装置。

进一步的，所述移动搭载装置上还设有照明装置，所述遥控装置连接所述照明装置。

进一步的，所述电源装置还用于为所述防撞雷达供电。

进一步的，所述电源装置还用于为所述照明装置供电。

本发明有益效果：可及时全面地探测到开挖隧道内有害气体的分布情况并做出预警，保证了开挖过程的安全性，同时该系统可记录开挖进程中有害气体的浓度变化并预测是否接近含有危险物质的地层，且支持多台探测器同时工作，提高了探测效率。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的隧道施工中有害气体自动监测预警系统的功能原理框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或模块，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、模块和/或它们的组。

需要说明的是，在本发明所述的实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通，或两个元件的相互作用关系，除非具有明确的限定。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本领域普通技术人员应当理解的是，附图只是一个实施例的示意图，附图中的部件或装置并不一定是实施本发明所必须的。

实施例

如图1所示，本发明实施例提供了一种一种隧道施工中有害气体自动监测预警系统，包括：

移动搭载装置，用于在隧道中沿预定轨道移动；所述移动搭载装置上安装有处理器、信号转换接口装置、ad/dc转换芯片、gps定位装置、可燃气体传感器、有毒气体传感器、存储器、通信装置和电源；

所述处理器分别双向连接所述信号转接接口装置、所述ad/dc转换芯片、所述gps定位装置、所述存储器及所述通信装置；

所述ad/dc转换芯片连接所述可燃气体传感器和所述有毒气体传感器；

所述可燃气体传感器，用于检测可燃气体的浓度，并将所述可燃气体的浓度数据发送至所述ad/dc转换芯片；

所述有毒气体传感器，用于检测有毒气体的浓度，并将所述有毒气体的浓度数据发送至所述ad/dc转换芯片；

所述通信装置通信连接后台服务器；

所述移动搭载装置上设有用于遥控所述移动搭载装置的遥控装置；

所述遥控装置通信连接所述后台服务器，所述后台服务器通信连接所述遥控装置；

所述信号转换接口装置连接有监控摄像机；

所述移动搭载装置上还设有电源装置，所述电源装置用于为所述处理器、所述遥控装置、所述通信装置及所述监控摄像机供电。

进一步的，所述移动搭载装置上还安装有重心偏移装置。

进一步的，所述移动搭载装置上还安装有防撞雷达，所述防撞雷达连接所述遥控装置。

进一步的，所述移动搭载装置上还设有照明装置，所述遥控装置连接所述照明装置。

进一步的，所述电源装置还用于为所述防撞雷达供电。

进一步的，所述电源装置还用于为所述照明装置供电。

本发明实施例所述的隧道施工中有害气体自动监测预警系统，在具体使用时，所述的搭载飞行器在使用时置于开挖隧道内，用于搭载其他主体装置，且在开挖隧道内可设置所述搭载飞行器的数量为一个以上；

所述搭载飞行器上设置有重心偏移装置、防撞雷达、遥控装置、灯光照明装置、处理器、信号转换接口装置、ad/dc转换芯片、gps定位装置、有毒气体传感器、存储器、远程通信传递机构(及通信装置)和蓄电池；

所述重心偏移装置放置于搭载飞行器内，用于检测搭载飞行器的重心是否偏移，从而确定搭载飞行器是否偏离预定轨道，若检测到偏离预定轨道，则通过遥控装置控制飞行器调整回预定轨道。

所述防撞雷达通过数据线与遥控装置连接，避免了飞行过程中与障碍物相撞。

所述遥控装置通过数据线与后台服务器连接，操作人员可通过后台服务器的控制遥控装置。

所述灯光照明装置通过数据线与遥控装置连接。

所述处理器通过数据线分别与信号转换接口装置、ad/dc转换芯片、gps定位装置、存储器和远程通信传递机构连接；

所述信号转换接口装置上连接有高清摄像头；

所述ad/dc转换芯片通过数据线与可燃气体传感器和有毒气体传感器连接连接；

所述的可燃气体传感器和有毒气体传感器可针对待检气体而定，且数量不局限与一个，可采用不同的方式监测气体浓度；所述的可燃气体传感器和有毒气体传感器可针对待检气体而定，且数量不局限与一个，可采用不同的方式监测气体浓度；

所述远程通信传递机构与服务器连接；

所述蓄电池分别通过电源线与防撞雷达、遥控装置、灯光照明装置、处理器、远程通信传递机构连接；

所述远程通信传递机构通过gprs通讯技术与服务器连接；

隧道开挖后，控制搭载飞行器进入隧道，启动自动驾驶模式，飞行器按预定路线巡航并实时采集其所在位置的有害气体浓度，然后将其于与飞行器所处的位置一起发送给服务器，服务器根据传回的数据做出相应的分析判断，当有害气体浓度超过阈值时，服务器会发出报警提醒后台人员并传递信号回飞行器让其在该位置悬停，同时关闭自动驾驶模式，后台工作人员可通过信号转换接口装置上的高清摄像头观测浓度超标处的现场情况并切换至手动模式遥控飞行器探测附近有害气体浓度，最后根据现场实际情况采取相应的处理措施。

本领域普通技术人员可以理解：本发明实施例中的装置中的部件可以按照实施例的描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。