一种防水气体仪表箱的制作方法

本发明涉及一种智能防水气体仪表箱，应用在气体仪表及环境监测领域。尤其是基于隧道环境(电力隧道，通信隧道，综合管廊等)或恶劣环境条件下使用的气体仪表和气体仪表设备长期工作在容易被水浸泡的环境中。

背景技术：

随着我国电力系统行业、通信系统行业、市政工程的快速发展，配套完善的电力隧道、通信隧道、综合管廊的建设数量日益剧增，隧道的综合监控系统得到了快速的发展和普及，其中对隧道内部的有毒有害气体的监测为重中之重。在传统的气体仪表监测中也是业界使用非常广泛的气体仪表中，因气体监测的特殊性气体传感器全部设置在仪表的外部，并无法进行高等级的物理防护，其最高的防护等级设计均为ip65或ip67，这样在使用的过程中遇到隧道进水倒灌情况气体仪表将全部发生进水而损坏，然而隧道水流倒灌，在雨季却时有发生，最终导致隧道内部的气体监测设备或气体仪表批量进水损坏，给相关部门或企业带来了巨大的经济损失和安全隐患。

技术实现要素：

发明目的：

本发明提供一种防水气体仪表箱，其目的是解决以往所存在的问题。

技术方案：

一种防水气体仪表箱，包括气体仪表(15)，还包括防水箱(1)、进气水汽分离装置、进气联动电机(6)、双向气泵(8)、光感水位传感器(9)、排气联动电机(10)、排气排水水汽分离装置、结露排水排气装置(14)、压力传感器(16)和核心控制器(17)；

双向气泵(8)、光感水位传感器(9)、结露排水排气装置(14)、气体仪表(15)、压力传感器(16)和核心控制器(17)均设置在防水箱(1)内；

结露排水排气装置(14)设置在双向气泵(8)、光感水位传感器(9)、气体仪表(15)、压力传感器(16)和核心控制器(17)的上方，结露排水排气装置(14)连接排气排水水汽分离装置，排气排水水汽分离装置位于防水箱(1)的侧壁且排气排水水汽分离装置的位置低于结露排水排气装置(14)；

气体仪表(15)连接核心控制器(17)，核心控制器(17)连接进气联动电机(6)、双向气泵(8)、光感水位传感器(9)和排气联动电机(10)；进气联动电机(6)连接进气水汽分离装置，双向气泵(8)连接进气水汽分离装置，进气水汽分离装置位于防水箱(1)的侧壁且进气水汽分离装置的位置低于气体仪表(15)和核心控制器(17)；排气联动电机(10)连接排气排水水汽分离装置(具体是连接装置内部的双层排气阀11)，结露排水排气装置(14)连接至排气排水水汽分离装置；

光感水位传感器(9)位于防水箱(1)内的底部。

进气水汽分离装置包括双层进气阀(4)，双层进气阀(4)包括外侧胶堵(4-1)、联动杆(4-2)和内侧胶堵(4-3)；外侧胶堵(4-1)通过联动铜杆(4-2)连接内侧胶堵(4-3)，内侧胶堵(4-3)固定在套筒(4-4)上，套筒(4-4)套在侧壁筒(4-5)上，套筒(4-4)能相对于侧壁筒(4-5)移动，弹簧(4-6)的一端位于套筒(4-4)内，另一端位于侧壁筒(4-5)内；

进气水汽分离装置还包括设置在防水箱(1)的侧壁的工字形腔体，所述工字形腔体包括前竖腔(1-1)、过渡横腔(1-2)和后竖腔(1-3)，前竖腔(1-1)通过过渡横腔(1-2)与后竖腔(1-3)连通，外侧胶堵(4-1)位于前竖腔(1-1)内，内侧胶堵(4-3)位于后竖腔(1-3)内，联动杆(4-2)穿过过渡横腔(1-2)前后两端分别连接外侧胶堵(4-1)和内侧胶堵(4-3)；

进气水汽分离装置还包括设置在防水箱(1)的侧壁内侧的箱体进气口(4-10-1)，箱体进气口(4-10-1)连接双向气泵(8)，箱体进气口(4-10-1)与后竖腔(1-3)连通；

进气联动电机(6)设置在防水箱(1)的侧壁内侧，进气联动电机(6)连接钢丝绳(4-9)，钢丝绳(4-9)通过静滑轮(4-7)后连接内侧胶堵(4-3)，通过进气联动电机(6)及钢丝绳(4-9)控制内侧胶堵(4-3)前后移动；进气联动电机(6)拉动内侧胶堵(4-3)向后移动至最后时，内侧胶堵(4-3)的后侧贴紧后竖腔(1-3)的上后侧壁(b1)和下后侧壁(b2)将箱体进气口(4-10-1)封堵，此时，外侧胶堵(4-1)的后侧贴紧前竖腔(1-1)的上后侧壁(a1)和下后侧壁(a2)将过渡横腔(1-2)的前端封堵；

内侧胶堵(4-3)向前移动至最前端，内侧胶堵(4-3)的下部贴紧后竖腔(1-3)的下前侧壁(b3)，内侧胶堵(4-3)的上部与后竖腔(1-3)的上前侧壁(b4)之间留有间隙(h)，使得过渡横腔(1-2)的上部通过间隙(h)与箱体进气口(4-10-1)连通，形成进气道(c)，此时，外侧胶堵(4-1)离开上后侧壁(a1)和下后侧壁(a2)。

过渡横腔(1-2)内设置有侧壁中部构件(5-3)，侧壁中部构件(5-3)上设置有排水孔(5-3-1)，侧壁中部构件(5-3)的底部与过渡横腔(1-2)的底面(d)之间留有供水流过的间隙，过渡横腔(1-2)的底面(d)为向前竖腔(1-1)倾斜的斜面。

侧壁中部构件(5-3)为由多个凸起部(5-3-2)构成的结构，相邻的凸起部(5-3-2)之间形成低洼处(5-3-3)，排水孔(5-3-1)位于低洼处的底部，凸起部(5-3-2)的顶部为平面，联动杆(4-2)位于凸起部(5-3-2)的顶部，过渡横腔(1-2)的顶端为倒三角结构(1-2-1)。

前竖腔(1-1)的外侧为开口，在该开口处设置有防尘隔水网盖(3)，防尘隔水网盖(3)包括盖体(3-1)和防尘隔水材料(3-2)，盖体(3-1)盖在开口处，防尘隔水材料(3-2)位于盖体(3-1)内侧。

排气排水水汽分离装置包括双层排气阀(11)，双层排气阀(11)包括外侧胶堵(11-1)、联动杆(11-2)和内侧胶堵(11-3)；外侧胶堵(11-1)通过联动杆(11-2)连接内侧胶堵(11-3)，内侧胶堵(11-3)固定在套筒(11-4)上，套筒(11-4)套在侧壁桶(11-5)上，套筒(11-4)能相对于侧壁桶(11-5)移动，弹簧(11-6)的一端位于套筒(11-4)内，另一端位于侧壁筒(11-5)内；

排气排水水汽分离装置还包括位于防水箱(1)的侧壁的工字形腔体，所述工字形腔体包括排气前竖腔(1-5)、排气过渡横腔(1-6)和排气后竖腔(1-7)，排气前竖腔(1-5)通过排气过渡横腔(1-6)与排气后竖腔(1-7)连通，外侧胶堵(11-1)位于排气前竖腔(1-5)内，内侧胶堵(11-3)位于排气后竖腔(1-7)内，联动杆(11-2)穿过排气过渡横腔(1-6)前后两端分别连接外侧胶堵(11-1)和内侧胶堵(11-3)；

排气排水水汽分离装置还包括防水箱(1)的侧壁内侧的排气排水口(11-10-1)，排气排水口(11-10-1)连接结露排水排气装置(14)，排气排水口(11-10-1)与排气后竖腔(1-7)连通；

排气联动电机(10)设置在防水箱(1)的侧壁内侧，排气联动电机(10)连接钢丝绳(11-9)，钢丝绳(11-9)通过静滑轮(11-7)后连接内侧胶堵(11-3)，通过排气联动电机(10)及钢丝绳(11-9)控制内侧胶堵(11-3)前后移动；排气联动电机(10)拉动内侧胶堵(11-3)向后移动至最后时，内侧胶堵(11-3)的后侧贴紧排气后竖腔(1-7)的上后侧壁(f1)和下后侧壁(f2)将排气排水口(11-10-1)封堵，此时，外侧胶堵(11-1)的后侧贴紧排气前竖腔(1-5)的上后侧壁(e1)和下后侧壁(e2)将排气过渡横腔(1-6)的前端封堵；

内侧胶堵(11-3)向前移动至最前端时，内侧胶堵(11-3)的上部贴紧排气后竖腔(1-7)的上前侧壁(f3)，内侧胶堵(11-3)的下部与排气后竖腔(1-7)的下前侧壁(f4)之间留有间隙(j)，使得排气过渡横腔(1-6)的下部通过间隙(j)与排气排水口(11-10-1)连通，形成排水排气通道(n)，此时，外侧胶堵(11-1)离开上后侧壁(e1)和下后侧壁(e2)。

排气过渡横腔(1-6)内设置有箱体侧壁中部构件(12-3)，侧壁中部构件(12-3)上设置有排水孔(12-3-1)，箱体侧壁中部构件(12-3)的底部与排气过渡横腔(1-6)的底面(g)之间留有供水流过的间隙，排气过渡横腔(1-6)的底面(g)为向排气前竖腔(1-5)倾斜的斜面。

箱体侧壁中部构件(12-3)为由多个凸起部(12-3-2)构成的结构，相邻的凸起部(12-3-2)之间形成低洼处，排水孔(12-3-1)位于低洼处的底部，凸起部(12-3-2)的顶部为平面，联动杆(11-2)位于凸起部(12-3-2)的顶部，排气过渡横腔(1-6)的顶端为倒三角结构(1-6-1)。

排气前竖腔(1-5)的外侧为开口，在该开口处设置有防尘隔水网盖，防尘隔水网盖包括盖体(a3-1)和防尘隔水材料(a3-2)，盖体(a3-1)盖在开口处，防尘隔水材料(a3-2)位于盖体(a3-1)内侧。

结露排水排气装置(14)包括结露顶板(14-1)和积水排水槽(14-2)，结露顶板(14-1)位于积水排水槽(14-2)的上方，结露顶板(14-1)的底部设置有多个倒三角形凸起(14-1-1)，倒三角形凸起(14-1-1)对应积水排水槽(14-2)，积水排水槽(14-2)的底部设置有与排气排水口(11-10-1)连通的排水排气孔(14-3-1)。

排气排水口(11-10-1)处、箱体进气口(4-10-1)处之一或者全部设置有连接座，所示连接座包括连接法兰(20)和密封垫圈，所述连接法兰(20)包括法兰底盘(20-1)和连接套筒(20-2)，连接套筒(20-2)与法兰底盘(20-1)连接；

密封垫圈包括底部环形圈(21)和凸起环形圈(22)，凸起环形圈(22)连接底部环形圈(21)，凸起环形圈(22)包括内底斜面圈、内中斜面圈和内上斜面圈；

所述内底斜面圈的内壁(22-1)为由内向外直径逐渐缩小的缩口结构，所述内中斜面圈连接内底斜面圈，内中斜面圈的内壁(22-2)也为由内向外直径逐渐缩小的缩口结构，内中斜面圈的内壁(22-2)与内底斜面圈的内壁(22-1)的连接位置形成凹槽(q)；

所述内上斜面圈与内中斜面圈连接，内上斜面圈的内壁(22-3)为由内向外直径逐渐夸大的扩口结构；在内上斜面圈与内中斜面圈内壁的衔接处形成凸起部(p)；

所述凸起环形圈(22)的外侧面(22-4)为由内向外直径逐渐缩小的缩口结构，外侧面(22-4)与内上斜面圈的内壁(22-3)之间形成弧形部(r)；

所述连接座通过连接头连接结露排水排气装置(14)，连接头为使用时与连接座连接的部件，连接头包括连接头后管(23)和使用时伸入排气排水口(11-10-1)内的连接头前管(24)，连接头后管(23)的外壁直径大于连接头前管(24)的外壁直径，在连接头后管(23)与连接头前管(24)衔接处的外壁设置有用于卡住凸起环形圈(22)的卡豁(s)，所述卡豁(s)的外圈侧壁(s-1)为与凸起环形圈(22)的外侧面(22-4)相适应的斜面，所述卡豁(s)的内圈侧壁(s-2)为与凸起环形圈(22)的内上斜面圈的内壁(22-3)相适应的斜面；所述卡豁(s)的底部为与弧形部(r)相适应的弧形底(s-3)；

法兰底盘(20-1)的内壁设置有使用时用于卡固底部环形圈(21)的卡口(t)。

当连接头与连接座连接时，连接头后管(23)的外壁与连接套筒(20-2)的外壁平齐，连接头后管(23)与连接套筒(20-2)之间通过临时连接件连接；

所述卡豁(s)的外圈侧壁(s-1)上设置有接水凹坑(23-1)，在连接头后管(23)的外壁设置有蓄水腔(23-2)，接水凹坑(23-1)与蓄水腔(23-2)连通。

优点效果：

为了克服现有的气体监测设备和气体仪表的不足,本发明提供一种智能防水气体仪表箱及设计方法。为使产品美观保持原有气体仪表显示屏正常读数功能，其气体仪表箱体使用加厚的透明亚克力板进行加工制造(根据压力大小和箱体体积大小选定亚克力板的厚度，本发明使用50mm厚的亚克力板进行加工)，箱体前面板设计为双轴开关门形式，上下各有锁卡扣2个，面板门与箱体之间使用双密封胶条进行密封设计(这个就是现有的密封结构而已，就是双固定轴的，较为牢靠的，使用双密封胶条设计，当然也可以采用其他的现有密封设计)，箱体其他部分连接涂抹溶胶后再使用螺钉固定，其中进气阀与排气阀可以使用加工后溶胶粘结的工艺进行整体加工，也可以使用其他现有公知的工艺整体加工；箱体内部的真空压力可达到0.1mpa；控制箱体阀门全部关闭，连接负压表抽取箱内空气使之达到负的0.1mpa，关闭气道观察密封效果(压力表值)，其压力保持20天不发生变化。达到指标后此箱体可保持在约为水下10m深处不进水，同时亚克力板透光度好可轻松读取气体仪表显示屏的数据测量值，便于工程技术人员维护巡检。防水箱内部可任意放置不同种类的气体仪表或多合一的气体仪表。仪表箱侧壁设计了水汽分离装置，双层进气阀与排气阀，进一步保证了气密性。箱体安装了空气循环装置双向气泵，侧壁设计了进气联动阀，排气联动阀，水汽分离装置，设备顶端设计了结露排水排气装置，设备内部有核心控制器，光感水位传感器，箱体压力传感器，外部接口使用高防护等级的防水航空插头2(把线路引出去，用于供电和信号传输)，和防尘隔水网盖装置，进而提升了防护箱的可靠性和高等级的ip68防护性、防水性。

此智能防水气体仪表箱在正常工作时，可通过控制接口配置工作参数，数据采集方式分为两种：实时采集和间隔采集，其中实时采集为系统不间断的高实时性的连续采集，间隔采集可设置数据采集时间和数据采集间隔。配置好数据采集方式后核心控制器将按照配置参数，实时读取光感水位传感器的监测数据值，当箱体外部水位距离箱体底部10cm以上时，控制打开排气联动电机和进气联动电机，打开空气循环装置双向气泵，读取箱体内压力数据，调节空气循环装置双向气泵的进气量，使箱体内部的空气处于正常压力范围循环，适当延时后待外部气体循环充满至箱体内部后，进行气体仪表数据的采集，并将采集数据远传。(延时时间与密封箱体容积和双向气泵的气流流量存在一定关系，当双向气泵气流量一定时，箱体容积越大延时越长，反之则小。当密封箱体容积一定时，双向气泵气流量越大延时越小，反之则大。公式为：t＝xl/sl，其中xl为密封箱体容积，sl为双向气泵气流量，t为延时时间。)当监测到箱体外侧水位距箱体底部小于等于10cm时，核心板控制关闭空气循环装置双向气泵，在依次控制关闭进气联动电机和排气联动电机，使箱体工作在密封状态，同时核心控制装置发出报警信号远传至控制中心，上报仪表箱当前状态。当检测到箱体外部水位降至距箱体底部15cm时，核心控制器控制进入自动清理积水状态(水淹没箱体后，在水位降下时，网盖3-1内侧和前竖腔(1-1)以及排气前竖腔(1-5)的腔体会有残水，防止这些残水被吸入箱体内部，所以需要清理积水，通过排气实现的清理积水，通过双向气泵8的加压实现的。将水吹出去，清理积水增加安全等级)，清理完成后核心控制器将再次按照配置参数进行工作。本发明也可用于其他需要在侵水环境下工作的电子设备，只需更改其结构就可直接生产使用。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：该仪表箱包括箱体结构和硬件电路、程序控制流程逻辑等。其中1为整个防水箱、2ip68高防护等级航空接头、3防尘隔水网盖、4双层进气阀、5进气水汽分离装置、6进气联动电机、7进气管、8双向气泵、9光感水位传感器、10排气联动电机、11双层排气阀、12排气排水水汽分离装置、13排气排水管、14结露排水排气装置、15气体仪表、16压力传感器、17核心控制器、18开关电源。

本发明按照图1的内部剖面图结构形式组建一个气体仪表防水箱体，其中1为整个气体仪表箱体，箱体使用加厚的亚克力板进行加工制造，本发明使用50mm厚的亚克力板进行加工制作。(此箱体可根据防水深度对应的压力大小和箱体体积大小选定亚克力板的厚度。)箱体前面板一侧设计为双轴开关门方式，门的另一侧上下各有一个锁卡扣用于面板门的锁紧，面板门与箱体之间使用双密封胶条进行密封，侧壁设计了水汽分离装置，双层进气阀与排气阀，箱体其他部分连接涂抹溶胶后再使用螺钉固定，使其真空压力可达到0.1mpa并保压20天，达到指标后此箱体可保持在约为水下10m深处不进水。其中2为整个气体仪表箱的供电和通信端子，该端子为ip68的航空接头，3防尘隔水网盖为气通道的过滤装置，防止灰尘、水滴、昆虫等进入双向气泵或箱体内部。防尘隔水网盖分为盖体3-1和防尘隔水材料3-2，防尘隔水材料3-2安装在防尘隔水网盖3-1内部，防尘隔水网盖3分别固定安装在防水箱的两侧即与外界连通的进气口和与外界连通的排气口。双层进气阀4，由外侧胶堵4-1和联动铜杆4-2与内侧胶堵4-3组成联动胶塞，同时内侧胶堵4-3固定在铝制胶堵套筒4-4上，铝制胶堵套筒4-4内部装有弹簧4-6，弹簧4-6外侧为侧壁筒4-5，侧壁筒在铝制胶堵套筒4-4的内侧，此结构可实现往复式运动，通过联动进气电机6旋转带动钢丝绳4-9通过静滑轮4-7转变力的方向来拉动胶堵4-3、铝制胶桶4-4和联动铜杆4-2以及外侧胶堵4-1一起动作，实现阀体芯的开合。外侧胶堵4-1和内侧胶堵4-3为一体注塑而成，其内部为圆型钢板，外侧为注塑整体胶套，中心为4mm凸起螺栓，联动铜杆4-2紧固在4-1和4-3的凸起螺栓上，内侧胶堵4-3的内侧螺栓紧固在铝制胶堵套筒4-4上，从而起到联动作用，具体的说就是，如图6所示的，外侧胶堵4-1为内外两层，外层的结构是这样的，外层(就是图6所示的左侧的层)的内部为圆型钢板4-1-1，圆型钢板4-1-1外侧为注塑整体胶套4-1-5，内层的内部也为圆形钢板4-1-3，圆形钢板4-1-3的外侧为注塑整体胶套4-1-4，内层的直径小于外层的直径；内外两层同心设置后，中心为4mm凸起螺栓4-1-3，4mm凸起螺栓4-1-3与联动铜杆4-2的一端连接；

同理，内侧胶堵4-3也分为内外两层，外层内部为圆型钢板4-3-1，圆型钢板4-3-1的外侧为注塑整体胶套4-3-6，内层的内部也为圆形钢板4-3-2，圆形钢板4-3-2的外部为注塑整体胶套4-3-5，内层的直径小于外层的直径，外两层同心设置后，中心为4mm凸起螺栓4-3-3，该4mm凸起螺栓4-3-3与联动铜杆4-2的另一端连接；

双层排气阀11的结构与上述双层进气阀4的结构雷同。

4-1和4-3其一端与5-1和5-2箱体连接形成密闭腔体或开放式腔体，侧壁中部构件5-3起到支撑4双层进气阀的作用，其中箱体进气口座4-10与进气管7相连，另一端与箱体进气口4-10-1相连，箱体进气口4-10-1连通至进气水汽分离装置内部；

进气水汽分离装置5主要由箱体侧壁上部5-1和箱体侧壁中部5-3和箱体侧壁下部5-2以及双层进气阀4等，箱体侧壁上部5-1和箱体侧壁下部5-2之间形成工字形腔体。箱体侧壁中部5-3的结构为排出残水或阻隔淋水的设计，箱体侧壁中部5-3低洼处开有圆形排水孔，端口的残水将通过排水孔流向底部的箱体侧壁下部5-2，箱体侧壁下部为斜角设计，可以有效将水排出至防尘隔水网盖3。同时进气水汽分离装置5内的双层进气阀4和整体壳体1组成一体式的结构，在箱体侧壁上部5-1与双层进气阀4形成了上方进气道c(也就是前面所说的过渡横腔1-2的上部)，而下方箱体侧壁底部5-2与双层进气阀4形成排水道(具体的说就是联动铜杆4-2与斜面d之间形成排水道)，这种结构将有效杜绝水的进入。侧壁中部5-3的顶端为平面设计，将联动铜杆4-2承托，起到限位作用，进气水汽分离装置5内的双层进气阀4的设计可防止残水进入双向气泵和箱体内部。进气联动电机6，通过钢丝绳4-6与静滑轮4-7联动双层进气阀4，可控制双层进气阀打开与关闭，实现箱体进气道的打开与关闭。便于箱体外部的气体进入，同时关断阻隔箱体外部水的流入。进气管7，实现箱体进气孔连接到双向气泵8的进气孔的进气道连接。双向气泵8，其一端与进气管7连接另一端悬空。光感水位传感器9通过核心控制器17采集箱体底部水位状态便于控制箱体的进气排气阀状态。排气联动电机10，通过钢丝绳11-9与静滑轮11-7联动双层排气阀11，可控制双层排气阀打开与关闭，实现箱体排气道的打开与关闭，便于箱体内部的气体或液体排出，同时关断阻隔箱体外部水的流入。箱体排气口座11-10与排气排水管13的一端相连，排气排水管13另一端与结露排水排气装置(14)的14-3排水排气座连接，同时排气排水水汽分离装置12与其内部的双层排气阀11以及整体壳体1组成一体式的结构，实现方式与进气阀基本相同，不同结构处在于箱体排气侧壁的上部12-1与排气胶堵11-3的连接处，在排气时排气阀内侧胶堵11-3与箱体排气侧壁的上部12-1是封闭的，使气道在阀体下侧排出，可有效将结露水排出箱体外侧。排气排水水汽分离装置12内双层排气阀11的设计可防止残水进入箱体内部，同时将箱体内部的结露水或潮气通过结露排水排气装置14与排气排水管13排出箱体，排气排水水汽分离装置12及双层排气阀11的特殊结构可有效将结露的水排除箱体外部。排气排水管13，为结露排水装置14到箱体1的排气排水口11-10的排气排水道。结露排水排气装置14，由结露顶板14-1和积水排水槽14-2和排水排气座14-3组成，结露顶板14-1加工在箱体1的上方顶板上，当箱体内部存在潮气时由于结露顶板的密集三角形的散热面积大，水蒸气结露在结露顶板14-1上，由于顶板采用倒三角形设计，结露水将滴在积水排水槽14-2内，积水排水槽14-2内部为斜角设计，通过排水座14-3和排气排水管13排出，经过排气排水装置12的双层排气阀11后排出箱外，而气体也是从上述通道一同排出(残留的水会被排气吹出)，从而达到排水排气功能。气体仪表15，可使用单独的气体仪表或多合一气体仪表，任意用户选择。箱体压力传感器16，采集箱体内部压力，使箱体内部压力平稳，箱体压力传感器16与核心控制器连接。核心控制器17，采集光感水位传感器信息和箱体压力传感器信息，控制整体气阀的动作与气泵的动作，采集气体仪表数据和远传数据。开关电源18，箱体内部的气体仪表供电和核心控制供电模块，为整个箱体提供工作电源。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明使用4合一气体仪表，箱体体积小安装方便设计较灵活；

2.本发明使用亚克力板进行箱体设计方便维护读取气体仪表数据，减少开发成本；

3.本发明使用双轴开关门形式可便于工程技术人员维护；

4.本发明使用双向气泵、双层气阀设计，提高产品的功能性；

5.本发明内部设计了结露排水排气装置，有效防止了箱体内部结露问题；

6.本发明箱体侧壁设计了水汽分离装置，有效避免了箱体淋水或浸水后水容易进入箱体内部问题；

7.本发明整体防水箱可实现水下10米深的防水性；

8.本发明可有效防护气体仪表的防水性；

9.本发明提升隧道项目的气体仪表监测的可靠性；

10.本发明使用压力传感器和光感水位传感器可进一步提高产品的可靠性；

11.本发明的设计方法灵活，可方便设计更改，便于多方案使用；

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的智能防水气体仪表箱整体结构示意图；

图2为本发明的进气水汽分离装置和双层进气阀的打开状态结构示意图；

图3为本发明的进气水汽分离装置和双层进气阀的关闭状态结构示意图；

图4为本发明的排气水汽分离装置和双层排气阀的打开状态结构示意图；

图5为本发明的排气水汽分离装置和双层排气阀的关闭状态结构示意图；

图6为本发明的气阀阀芯胶堵的结构示意图；

图7为本发明的结露排水排气装置；

图8为本发明的核心控制器原理框图；

图9为本发明的整体模块控制流程图；

图10为防尘隔水网盖的结构示意图；

图11为连接座与连接头连接结构示意图；

图12为连接座的结构示意图；

图13为连接头的结构示意图；

图14为图11中y所示的圆圈部分的放大图；

图15为现有技术拉扣锁的结构示意图。

附图标记说明：

1为整个防水箱、2ip68高防护等级航空接头、3防尘隔水网盖、4双层进气阀、5进气水汽分离装置、6进气联动电机、7进气管、8双向气泵、9光感水位传感器、10排气联动电机、11双层排气阀、12排气排水水汽分离装置、13排气排水管、14结露排水排气装置、15气体仪表、16压力传感器、17核心控制器、18开关电源。

具体实施方式

一种防水气体仪表箱，包括气体仪表(15)，其特征在于：还包括防水箱(1)(防水箱(1)可以采用透明的材质，或者说至少在有需要的面采用透明的材质，例如透明的亚克力等，防水箱(1)在需要的时候能够形成密封状态，具体见后面的描述)、进气水汽分离装置、进气联动电机(6)、双向气泵(8)、光感水位传感器(9)、排气联动电机(10)、排气排水水汽分离装置、结露排水排气装置(14)、压力传感器(16)和核心控制器(17)；

双向气泵(8)、光感水位传感器(9)、结露排水排气装置(14)、气体仪表(15)、压力传感器(16)和核心控制器(17)、开关电源(18)均设置在防水箱(1)内；

结露排水排气装置(14)设置在双向气泵(8)、光感水位传感器(9)、气体仪表(15)、压力传感器(16)和核心控制器(17)的上方，结露排水排气装置(14)连接排气排水水汽分离装置，排气排水水汽分离装置位于防水箱(1)的侧壁且排气排水水汽分离装置的位置低于结露排水排气装置(14)；

气体仪表(15)连接核心控制器(17)，核心控制器(17)连接进气联动电机(6)、双向气泵(8)、光感水位传感器(9)和排气联动电机(10)；进气联动电机(6)连接进气水汽分离装置(具体是连接进气水汽分离装置内的双层进气阀(4))，双向气泵(8)(通过进气管7)连接进气水汽分离装置，进气水汽分离装置位于防水箱(1)的侧壁(原则上其与排气排水水汽分离装置不在同一侧侧壁)且进气水汽分离装置的位置低于气体仪表(15)和核心控制器(17)(最好是在靠近底部的位置，不可高于气体仪表，便于提高气体箱内空气的循环，提高气体仪表传感器的采集的气体准确度)；排气联动电机(10)连接排气排水水汽分离装置(具体是连接装置内部的双层排气阀11)，结露排水排气装置(14)(通过排气排水管13)连接至排气排水水汽分离装置(排气排水水汽分离装置位于靠近防水箱(1)的顶端的侧壁)；

光感水位传感器(9)位于防水箱(1)内的底部(便于采集底部的水位)。

进气水汽分离装置包括双层进气阀(4)，双层进气阀(4)包括外侧胶堵(4-1)、联动铜杆(4-2)和内侧胶堵(4-3)；外侧胶堵(4-1)通过联动铜杆(4-2)连接内侧胶堵(4-3)，内侧胶堵(4-3)固定在铝制胶堵套筒(4-4)上，套筒(4-4)套在侧壁筒(4-5)上，套筒(4-4)能相对于侧壁筒(4-5)移动(就是轴向移动，也就是如图2所示的横向移动)，弹簧(4-6)的一端位于套筒(4-4)内，另一端位于侧壁筒(4-5)内(也就是说弹簧(4-6)的前端连接套筒(4-4)前端内壁，弹簧(4-6)的后端连接侧壁筒(4-5)后端内壁)；

进气水汽分离装置还包括设置在防水箱(1)的侧壁的工字形腔体，所述工字形腔体包括前竖腔(1-1)、过渡横腔(1-2)和后竖腔(1-3)，前竖腔(1-1)通过过渡横腔(1-2)与后竖腔(1-3)连通(形成工字形结构，也可以叫h形结构)，外侧胶堵(4-1)位于前竖腔(1-1)内，内侧胶堵(4-3)位于后竖腔(1-3)内，联动铜杆(4-2)穿过过渡横腔(1-2)前后两端分别连接外侧胶堵(4-1)和内侧胶堵(4-3)；

进气水汽分离装置还包括设置在防水箱(1)的侧壁内侧的箱体进气口(4-10-1)，箱体进气口(4-10-1)(通过进气管7，具体的说，就是箱体进气口(4-10-1)上设置有箱体进气口座4-10，箱体进气口座4-10与进气管7连通，进气管7与双向气泵(8)连接)连接双向气泵(8)，箱体进气口(4-10-1)与后竖腔(1-3)连通；

进气联动电机(6)设置在防水箱(1)的侧壁内侧，进气联动电机(6)连接钢丝绳(4-9)，(进气联动电机(6)的输出轴缠绕钢丝绳(4-9))，钢丝绳(4-9)通过静滑轮(4-7)后连接内侧胶堵(4-3)(钢丝绳穿过弹簧4-6)，通过进气联动电机(6)及钢丝绳(4-9)控制内侧胶堵(4-3)前后移动(就是图2中的左右移动)；进气联动电机(6)拉动内侧胶堵(4-3)向后移动(就是向图2所示的右侧)至最后时，内侧胶堵(4-3)的后侧贴紧后竖腔(1-3)的上后侧壁(b1)和下后侧壁(b2)将箱体进气口(4-10-1)封堵，此时，外侧胶堵(4-1)的后侧贴紧前竖腔(1-1)的上后侧壁(a1)和下后侧壁(a2)将过渡横腔(1-2)的前端(就是图2中过渡横腔(1-2)的左侧)封堵；

内侧胶堵(4-3)向前移动至最前端，内侧胶堵(4-3)的下部贴紧后竖腔(1-3)的下前侧壁(b3)，内侧胶堵(4-3)的上部与后竖腔(1-3)的上前侧壁(b4)之间留有间隙(h)，使得过渡横腔(1-2)的上部通过间隙(h)与箱体进气口(4-10-1)连通，形成进气道(c)，此时，外侧胶堵(4-1)离开上后侧壁(a1)和下后侧壁(a2)。

(外侧胶堵(4-1)与前竖腔(1-1)的顶部和底部之间均留有间隙，内侧胶堵(4-3)与后竖腔(1-3)的顶部和底部之间也均留有间隙)

过渡横腔(1-2)内设置有侧壁中部构件(5-3)(主要用于支撑联动铜杆(4-2))，侧壁中部构件(5-3)上设置有排水孔(5-3-1)，侧壁中部构件(5-3)的底部与过渡横腔(1-2)的底面(d)之间留有供水流过的间隙，过渡横腔(1-2)的底面(d)为向前竖腔(1-1)倾斜的斜面。(就是水能够流进前竖腔(1-1))

侧壁中部构件(5-3)为由多个凸起部(5-3-2)构成的结构，相邻的凸起部(5-3-2)之间形成低洼处(5-3-3)，排水孔(5-3-1)位于低洼处的底部，凸起部(5-3-2)的顶部为平面，联动铜杆(4-2)位于凸起部(5-3-2)的顶部，过渡横腔(1-2)的顶端为倒三角结构(1-2-1)(倒三角结构(1-2-1)与联动铜杆(4-2)之间留有一定间隙，倒三角结构(1-2-1)主要的作用就是排除冷凝水，防止水逆流，和潮气冷凝的作用)。

前竖腔(1-1)的外侧为(与外界连通的)开口(与外界连通的进气口)，在该开口处设置有防尘隔水网盖(3)，防尘隔水网盖(3)包括盖体(3-1)(网格状的)和防尘隔水材料(3-2)(网格状的)(盖体(3-1)是起固定作用的，防尘隔水材料(3-2)主要起过滤作用，防尘隔水材料(3-2)的原理和作用类似于空调滤芯或者净水滤芯，防尘隔水材料(3-2)可以定期更换，该材料可以采用尼龙编制的网，也可以采用其他现有公知的隔水材料，采用尼龙编制的网的时候，网的细密程度可以根据需要常规选择，如果采用尼龙编制的网，那么其与盖体的固定方式，可以采用如下的方式，如图10所示，将防尘隔水材料(3-2)的上下两端扣在夹板20上，然后用螺钉21穿过夹板20后旋拧在盖体(3-1)的边框上进行固定，这只是一种固定方式，还可以采用其他的现有固定方式)，盖体(3-1)盖在开口处，防尘隔水材料(3-2)位于盖体(3-1)内侧。防尘隔水网盖(3)主要是在平时防止灰尘、水滴、昆虫的进入所以叫做防尘隔水，而当排气排水或者进气时，是可以通过压力排气排水或者通过压力进气的。

排气排水水汽分离装置包括双层排气阀(11)，双层排气阀(11)包括外侧胶堵(11-1)、联动铜杆(11-2)和内侧胶堵(11-3)；外侧胶堵(11-1)通过联动铜杆(11-2)连接内侧胶堵(11-3)，内侧胶堵(11-3)固定在铝制胶堵套筒(11-4)上，铝制胶堵套筒(11-4)套在侧壁桶(11-5)上，铝制胶堵套筒(11-4)能相对于侧壁桶(11-5)移动(就是轴向移动，也就是如图4所示的横向移动)，弹簧(11-6)的一端位于铝制胶堵套筒(11-4)内，另一端位于侧壁筒(11-5)内(就是说弹簧前端连接铝制胶堵套筒(11-4)的前端内壁，弹簧的后端连接侧壁筒(11-5)的后端内壁)；

排气排水水汽分离装置还包括位于防水箱(1)的侧壁的工字形腔体(这个工字形腔体与进气水汽分离装置的工字形腔体不是同一个，这个是另一个)，所述工字形腔体包括排气前竖腔(1-5)、排气过渡横腔(1-6)和排气后竖腔(1-7)，排气前竖腔(1-5)通过排气过渡横腔(1-6)与排气后竖腔(1-7)连通(形成工字形结构，也可以叫h形结构)，外侧胶堵(11-1)位于排气前竖腔(1-5)内，内侧胶堵(11-3)位于排气后竖腔(1-7)内，联动铜杆(11-2)穿过排气过渡横腔(1-6)前后两端分别连接外侧胶堵(11-1)和内侧胶堵(11-3)；

排气排水水汽分离装置还包括防水箱(1)的侧壁内侧的排气排水口(11-10-1)，排气排水口(11-10-1)(通过排气排水管13)连接结露排水排气装置(14)，(具体的说，就是排气排水口(11-10-1)上设置有箱体排气排水口座11-10，箱体排气排水口座11-10与排气排水管13连通，排气排水管13连接结露排水排气装置(14))，排气排水口(11-10-1)与排气后竖腔(1-7)连通；

排气联动电机(10)设置在防水箱(1)的侧壁内侧，排气联动电机(10)连接钢丝绳(11-9)，(排气联动电机(10)的输出轴缠绕钢丝绳(11-9))，钢丝绳(11-9)通过静滑轮(11-7)后连接内侧胶堵(11-3)(钢丝绳穿过弹簧11-6)，通过排气联动电机(10)及钢丝绳(11-9)控制内侧胶堵(11-3)前后移动(就是如图4所示的左右移动)；排气联动电机(10)拉动内侧胶堵(11-3)向后移动(就是图4所示的右侧)至最后时，内侧胶堵(11-3)的后侧贴紧排气后竖腔(1-7)的上后侧壁(f1)和下后侧壁(f2)将排气排水口(11-10-1)封堵，此时，外侧胶堵(11-1)的后侧贴紧排气前竖腔(1-5)的上后侧壁(e1)和下后侧壁(e2)将排气过渡横腔(1-6)的前端(就是图4中的排气过渡横腔(1-6)左侧)封堵；

内侧胶堵(11-3)向前移动至最前端时，内侧胶堵(11-3)的上部贴紧排气后竖腔(1-7)的上前侧壁(f3)，内侧胶堵(11-3)的下部与排气后竖腔(1-7)的下前侧壁(f4)之间留有间隙(j)，使得排气过渡横腔(1-6)的下部通过间隙(j)与排气排水口(11-10-1)连通，形成排水排气通道(n)，此时，外侧胶堵(11-1)离开上后侧壁(e1)和下后侧壁(e2)。(外侧胶堵(11-1)与排气前竖腔(1-5)的顶部和底部之间均留有间隙，内侧胶堵(11-3)与排气后竖腔(1-7)的顶部和底部之间也均留有间隙)

排气过渡横腔(1-6)内设置有箱体侧壁中部构件(12-3)(主要用于支撑联动铜杆(11-2))，侧壁中部构件(12-3)上设置有排水孔(12-3-1)，箱体侧壁中部构件(12-3)的底部与排气过渡横腔(1-6)的底面(g)之间留有供水流过的间隙，排气过渡横腔(1-6)的底面(g)为向排气前竖腔(1-5)倾斜的斜面。(就是水能够流进排气前竖腔(1-5)))

箱体侧壁中部构件(12-3)为由多个凸起部(12-3-2)构成的结构，相邻的凸起部(12-3-2)之间形成低洼处，排水孔(12-3-1)位于低洼处的底部，凸起部(12-3-2)的顶部为平面，联动铜杆(11-2)位于凸起部(12-3-2)的顶部，排气过渡横腔(1-6)的顶端为倒三角结构(1-6-1)(倒三角结构(1-6-1)与联动铜杆(11-2)留有一定间隙，倒三角结构(1-6-1)主要的作用就是排除冷凝水，防止水逆流，和潮气冷凝的作用)。

排气前竖腔(1-5)的外侧为(与外界连通的)开口(与外界连通的排气口)，在该开口处设置有防尘隔水网盖，防尘隔水网盖包括盖体(a3-1)和防尘隔水材料(a3-2)(这个盖体(a3-1)和防尘隔水材料(a3-2)与进气水汽分离装置外端的盖体和防尘隔水材料在结构和材料上雷同)，盖体(a3-1)盖在开口处，防尘隔水材料(a3-2)位于盖体(a3-1)内侧。

结露排水排气装置(14)包括结露顶板(14-1)和积水排水槽(14-2)，结露顶板(14-1)位于积水排水槽(14-2)的上方，结露顶板(14-1)的底部设置有多个倒三角形凸起(14-1-1)(向下凸起)，倒三角形凸起(14-1-1)对应积水排水槽(14-2)，积水排水槽(14-2)的底部设置有与排气排水口(11-10-1)连通的排水排气孔(14-3-1)。(排水排气孔(14-3-1)处设置有排水排气座14-3，排水排气座14-3通过排气排水管13与排气排水口(11-10-1)连通，积水排水槽(14-2)的底面为斜面，就是向排水排气孔(14-3-1)倾斜，使得水更快速、方便的流出)

排气排水口(11-10-1)处、箱体进气口4-10-1处之一或者两者同时设置有连接座(就是说连接座可以只设置在排气排水口(11-10-1)处或箱体进气口4-10-1处，也可以同时设置在排气排水口(11-10-1)处和箱体进气口4-10-1处)，所示连接座包括连接法兰(20)和密封垫圈，所述连接法兰(20)包括法兰底盘(20-1)和连接套筒(20-2)，连接套筒(20-2)与法兰底盘(20-1)连接(使用时法兰底盘(20-1)通过螺杆固定在防水箱(1)的内侧壁(12-1)、5-1)；

密封垫圈包括底部环形圈(21)(底部环形圈(21)的内部直径略小于或者刚好等于排气排水口(11-10-1)的直径，这样的话，防止底部环形圈(21)与防水箱(1)的侧壁(12-1)之间积水，影响密封效果)和凸起环形圈(22)，凸起环形圈(22)连接底部环形圈(21)(如图11和12所示)，凸起环形圈(22)包括内底斜面圈、内中斜面圈和内上斜面圈；

所述内底斜面圈位于排气排水口(11-10-1)处，所述内底斜面圈的内壁(22-1)为由内向外(就是图12中的由排气排水口(11-10-1)的内侧向防水箱(1)内，即如图11所示的由左向右)直径逐渐缩小的缩口结构(其作用是限制水倒流，增强密封效果)，所述内中斜面圈连接内底斜面圈，内中斜面圈的内壁(22-2)也为由内向外(就是图12中的由排气排水口(11-10-1)的内侧向防水箱(1)的内侧，即如图12所示的由左向右)直径逐渐缩小的缩口结构(其作用是进一步限制水倒流，增强密封效果)，内中斜面圈的内壁(22-2)的倾斜角度(θ)小于内底斜面圈的内壁(22-1)倾斜的角度(δ)，使得内中斜面圈的内壁(22-2)与内底斜面圈的内壁(22-1)的连接位置形成凹槽(q)(其作用是进一步阻隔倒流水)；

所述内上斜面圈与内中斜面圈连接，内上斜面圈的内壁(22-3)为由内向外(就是图12中的由排气排水口(11-10-1)的内侧向防水箱(1)的内侧，即如图12所示的由左向右)直径逐渐夸大的扩口结构(其作用是，便于与后续的连接头连接时的顶紧，进而增强密封效果)；在内上斜面圈与内中斜面圈内壁的衔接处形成凸起部(p)(这个凸起部也是起到一个阻水的效果)；

所述凸起环形圈(22)的外侧面(22-4)为由内向外(就是图12中的由排气排水口(11-10-1)的内侧向防水箱(1)的内侧，即如图12所示的由左向右)直径逐渐缩小的缩口结构，外侧面(22-4)与内上斜面圈的内壁(22-3)之间形成弧形部(r)；

所述连接座通过连接头连接结露排水排气装置(14)(连接头连接排气排水管13，排气排水管13连接至结露排水排气装置(14))，连接头为使用时与连接座连接的部件，连接头包括连接头后管(23)和使用时伸入排气排水口(11-10-1)或箱体进气口(4-10-1)内的连接头前管(24)，连接头后管(23)的外壁直径大于连接头前管(24)的外壁直径，在连接头后管(23)与连接头前管(24)衔接处的外壁设置有用于卡住凸起环形圈(22)的卡豁(s)，所述卡豁(s)的外圈侧壁(s-1)为与凸起环形圈(22)的外侧面(22-4)相适应的斜面，所述卡豁(s)的内圈侧壁(s-2)为与凸起环形圈(22)的内上斜面圈的内壁(22-3)相适应的斜面；所述卡豁(s)的底部为与弧形部(r)相适应的弧形底(s-3)；

法兰底盘(20-1)的内壁设置有使用时用于卡固底部环形圈(21)的卡口(t)。(连接头后管(23)的前端为一段直径小于连接头后管(23)的缩径管(233，该缩径管(233)的外壁直径与连接套筒(20-2)的内壁直径相适应，即该缩径管(233)使用时能刚好容纳进连接套筒(20-2)内，使得连接头后管(23)与连接套筒(20-2)的外径平齐，如图11所示)

当连接头与连接座连接时，连接头后管(23)的外壁与连接套筒(20-2)的外壁平齐(就是外壁直径相同)，连接头后管(23)与连接套筒(20-2)之间通过临时连接件连接(这个连接件采用现有的结构即可，例如：采用拉扣锁(如图15所示，也有叫搭扣的)，或者采用螺母连接的形式，即如图11所示，在连接套筒(20-2)上设置有螺母25，连接套筒(20-2)外壁上设置有限位键(26)，其限制螺母25只能转动而不能沿着连接套筒(20-2)的轴向移动或者只能少量的沿连接套筒(20-2)的轴向移动，然后连接头后管(23)上、与连接套筒(20-2)的连接位置外壁为外螺纹，通过旋拧螺母25使螺母25与连接头后管(23)的外螺纹旋拧配合，完成连接头后管(23)与连接套筒(20-2)之间的固定，在连接套筒(20-2)与连接头后管(23)接触的端面可以设置密封垫片，增加密封效果)；

所述卡豁(s)的外圈侧壁(s-1)上设置有接水凹坑(23-1)，在连接头后管(23)的外壁设置有蓄水腔(23-2)，接水凹坑(23-1)与蓄水腔(23-2)连通。(蓄水腔(23-2)侧壁还设置有用于排水的排水口(23-3)，排水口(23-3)平时可以拧上一个盖子用于临时封堵，这个就与矿泉水瓶口和瓶盖的结构一样，排水口(23-3)相当于矿泉水瓶的瓶口，盖子就相当于矿泉水瓶的瓶盖，此处不赘述，另外，为了便于观察蓄水腔(23-2)内的蓄水情况可以将蓄水腔(23-2)的后部外壁，即没有外螺纹的部分设置一个透明材质的观察窗，接水凹坑(23-1)的作用就是，防止万一有水渗至接水凹坑(23-1)所在的位置，其可以将水接住并引流至蓄水腔(23-2)内，起到一定的防渗作用，另外，也可以在观察窗处看见渗漏情况，方便及时处理)

连接头后管(23)的内径大于连接头前管(24)的内径，使得连接头后管(23)的内径与连接头前管(24)的内径衔接处形成由内向外(即如图13所示的由左向右)逐渐扩大的扩口斜面(j)，这个斜面的作用是，当水或者气出来的时候，对该斜面形成顶力，进一步增强卡豁(s)与凸起环形圈(22)的顶紧力加强密封效果。

使用时，如图11所示，以排气排水口(11-10-1)为例，连接头后管(23)是与排气排水管13(或者进气管7)直接连接的(连接关系现有，不赘述)，将连接头前管(24)插入排气排水口(11-10-1)内，使得缩径管233置于连接套筒(20-2)内，然后，旋拧螺母25(使用拉扣时，直接拉紧即可)，使得螺母25与连接头后管(23)的外螺纹配合，使得连接头后管(23)逐渐压紧，卡豁(s)逐渐压紧凸起环形圈(22)，内上斜面圈的内壁(22-3)贴紧卡豁(s)的内圈侧壁(s-2)，弧形部(r)顶紧弧形底(s-3)，外侧面(22-4)贴紧外圈侧壁(s-1)，完成密封连接，需要拆卸或者更换时，反向旋拧螺母25即可。

当然，排气排水口(11-10-1)、箱体进气口4-10-1也可以采用其他的现有方式与排水管13或者进气管7连接。

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示为本发明的智能防水气体仪表箱整体结构示意图，主要分为以下几个部分，其中包括：1整体防水箱、2ip68高防护等级航空接头、3防尘隔水网盖、，5进气水汽分离装置(位于进气水汽分离装置内的4双层进气阀)、6进气联动电机、7进气管、8双向气泵、9光感水位传感器、10排气联动电机、、12排气排水水汽分离装置(位于排气排水水汽分离装置内的11双层排气阀)、13排气排水管、14结露排水排气装置、15气体仪表、16压力传感器、17核心控制器、18开关电源。

1为整个气体仪表箱体，箱体使用加厚的亚克力板进行加工制造，本发明使用50mm厚的亚克力板进行加工制作。(此箱体可根据防水深度对应的压力大小和箱体体积大小选定亚克力板的厚度。)箱体前面板设计为双轴开关门形式，上下各有锁卡扣2个，面板门与箱体之间使用双密封胶条进行密封，箱体其他部分连接涂抹溶胶后再使用螺钉固定，使其真空压力可达到0.1mpa并保压20天，达到指标后此箱体可保持在约为水下10m深处不进水。其中2为整个气体仪表箱的供电和通信端子为ip68的航空接头，为达到良好的防水效果航空接头必须选用业界最高等级的航空接头，本发明选用5芯的航空接头，航空接头一端3芯连接箱体内部的18开关电源提供整体供电，另外2芯连接至17核心控制器的rs485通信接口，提供对外的数据通信和远传。3防尘隔水网盖为箱体气通道的过滤装置，防止灰尘、水滴、昆虫等进入双向气泵和箱体，3防尘隔水网盖，分别安装在箱体的进气端和排气端共2个。

双层进气阀4，控制进气和阻隔箱体外部液体，。进气水汽分离装置5可防止残水进入双向气泵和箱体内部，，进气联动电机6通过钢丝绳与静滑轮连接至双层进气阀实现进气阀的联动。进气管7，一端连接箱体进气座4-10，另一端连接到双向气泵8的进气孔的进气道，形成进气通路。双向气泵8，其一端与进气管7连接另一端悬空。光感水位传感器9，通过核心控制器17采集箱体底部水位状态便于控制箱体的进气排气阀状态。排气联动电机10通过钢丝绳与静滑轮联动，双层排气阀11，可控制双层排气阀打开与关闭，实现箱体排气道的打开与关闭，便于箱体内部的气体或液体排出，同时关断阻隔箱体外部水的流入。，同时排气排水水汽分离装置12内，双层排气阀11和整体壳体1组成一体式的结构，实现方式与进气阀基本相同。排气排水管13，一端与结露排水装置14相连接另一端连接到防水箱体1侧壁的排气排水孔。结露排水排气装置14，其顶端为箱体顶板加工而成，底板固定在箱体侧壁，另一端排水口则与排气排水管13相连。气体仪表15，可使用单独的气体仪表或多合一气体仪表，监测现场使用的气体仪表用户选择，气体仪表电源和数据端口直接连接至核心控器17。箱体压力传感器16，采集箱体内部压力，使箱体内部压力平稳，此传感器焊接在核心控制器17上。核心控器17，采集光感水位传感器信息和箱体压力传感器信息，控制整体气阀的动作与气泵的动作，采集气体仪表数据和远传数据，具体工作流程见整体模块控制流程图说明。开关电源18，箱体内部的气体仪表供电和核心控制供电模块，为整个箱体提供工作电源，本发明为24v/60w的开关电源满足仪表和整机供电需求。

如图2所示为本发明的进气水汽分离装置和双层进气阀的打开状态结构示意图，此时，钢丝绳4-9放松，，弹簧4-6的作用下，内侧胶堵(4-3)的下部贴紧后竖腔(1-3)的下前侧壁(b3)，此时，气体经由盖体3-1、防尘隔水材料3-2、进气道(c)、箱体进气口4-10-1以及箱体进气口座4-10、进气管7等进入防水箱1内；这部分由箱体侧壁上部5-1、箱体侧壁中部5-3、箱体侧壁底部5-2、盖体3-1、防尘隔水材料3-2、外侧胶堵4-1、联动铜杆4-2、内侧胶堵4-3、铝制胶堵套筒4-4、侧壁桶4-5、弹簧4-6、静滑轮4-7、滑轮支架4-8、钢丝绳4-9、箱体进气口座4-10、进气联动电机6等共16部分组成。其中双层进气阀涉及外侧胶堵4-1、联动铜杆4-2、内侧胶堵4-3、铝制胶堵套筒4-4、侧壁桶4-5、弹簧4-6、钢丝绳4-9等。其中进气水汽分离器的主体由箱体侧壁上部5-1、箱体侧壁中部5-3、箱体侧壁底部5-2组成，其上半部以外侧胶堵4-1与联动铜杆4-2和内侧胶堵4-3为分界线，组成进气道c，则下半部为排水道。在进气联动电机6不动作时，钢丝绳4-9和静滑轮4-7不动作，弹簧4-6弹开将铝制胶堵套筒、外侧胶堵4-1、联动铜杆4-2、内侧胶堵4-3推向外侧如图2所示状态，此时外部空气通过进气道c进入至箱体进气口座4-10，空气在内侧胶堵4-3的作用下向上方流动(因为内侧胶堵4-3的底部是封闭的)，内侧胶堵4-3的下方与箱体侧壁底部5-2形成封闭排水道，水则无法进入进气道，可有效防止水的进入。箱体侧壁中部5-3的结构为排出残水或阻隔淋水的设计，箱体侧壁中部5-3低洼处开有圆形排水孔，过渡横腔(1-2)的顶端倒三角结构(1-2-1)上排下来的残水将通过排水孔流向底部的箱体侧壁下部5-2，箱体侧壁下部为斜角设计d，有效将水排出至防尘隔水网盖体3-1。如果有水滴或水雾进入则水通过过渡横腔(1-2)的顶端的倒三角结构(1-2-1)进行遮挡，通过箱体侧壁中部5-3的特殊结构将水排出箱体外部。外侧胶堵4-1和内侧胶堵4-3为一体注塑而成，其内部为圆型钢板外侧为一体式注塑整体胶套，中心为4mm凸起螺栓，联动铜杆4-2紧固在4-1和4-3的凸起螺栓上，内侧胶堵4-3的内侧通过螺栓紧固在铝制胶堵套筒4-4上，从而起到联动作用。箱体侧壁上部5-1与箱体侧壁中部5-3将4-2联动铜杆稳固其中，起到限位作用，支撑双层进气阀4，使其可以有效可靠动作。箱体侧壁上部5-1的倒三角(1-2-1)与箱体侧壁中部5-3的平顶另一个作用为通气隔水，达到水汽分离的作用。

如图3为本发明的进气水汽分离装置和双层进气阀的关闭状态结构示意图，组成结构与图2结构相同，在核心控制器通过传感器检测到有水时通过控制进气联动电机6旋转，带动钢丝绳4-9通过静滑轮4-7转变力的方向来拉动内侧胶堵4-3、内侧胶堵4-3带动铝制胶桶4-4、联动铜杆4-2、外侧胶堵4-1一起动作，外侧胶堵4-1内壁顶紧5-1侧壁和5-2侧壁(即如图3所示，外侧胶堵(4-1)的后侧贴紧前竖腔(1-1)的上后侧壁(a1)和下后侧壁(a2)将过渡横腔(1-2)的前端封堵)，内侧胶堵4-3也顶紧5-1侧壁和5-2侧壁(即如图3所示，内侧胶堵(4-3)的后侧贴紧后竖腔(1-3)的上后侧壁(b1)和下后侧壁(b2)将箱体进气口(4-10-1)封堵)，2个胶堵同时与各自的侧壁贴合，使整个进气道与排水道完全封闭，达到防水目的。此时弹簧4-6为压缩状态，钢丝绳4-9为拉紧状态。

如图4为本发明的排气水汽分离装置和双层排气阀的打开状态结构示意图，此时，钢丝绳11-9放松，在弹簧11-6的作用下，内侧胶堵(11-3)的上部贴紧排气后竖腔(1-7)的上前侧壁(f3)，内侧胶堵(11-3)的下部与排气后竖腔(1-7)的下前侧壁(f4)之间留有间隙(j)，积水和气体经由排气口11-10-1、排气后竖腔(1-7)及排气过渡横腔(1-6)的下部、排气前竖腔(1-5)排出；积水会被气体吹出；

这部分由箱体侧壁上部12-1、箱体侧壁中部12-3、箱体侧壁底部12-2、盖体3-1、防尘隔水材料3-2、外侧胶堵11-1、联动铜杆11-2、内侧胶堵11-3、铝制胶堵套筒11-4、侧壁桶11-5、弹簧11-6、静滑轮11-7、滑轮支架11-8、钢丝绳11-9、箱体进气口座11-10、排气联动电机10等共16部分组成。其中双层排气阀由外侧胶堵11-1、联动铜杆11-2、内侧胶堵11-3、铝制胶堵套筒11-4、侧壁桶11-5、弹簧11-6、钢丝绳11-9组成。其中排气水汽分离装置的主要部分由箱体侧壁上部12-1、箱体侧壁中部12-3、箱体侧壁底部12-2组成，其下半部以外侧胶堵11-1与联动铜杆11-2和内侧胶堵11-3为分界线，组成排水排气道n，则上半部为滴水道m。在排气联动电机10不动作时，钢丝绳11-9和静滑轮11-7不动作，弹簧11-6弹开将铝制胶堵套筒11-4、外侧胶堵11-1、联动铜杆11-2和内侧胶堵11-3推向外侧如图4所示状态，此时，内侧胶堵(11-3)的上部贴紧排气后竖腔(1-7)的上前侧壁(f3)，此时箱体内部空气通过排气排水气道11-10排出至箱体侧壁下部12-2，空气在内侧胶堵11-3的作用下向下方流动，内侧胶堵11-3的下方与箱体侧壁底部12-2形成开放式排水排气通道n，将水和空气一同排出，可有效排出积水。箱体侧壁中部12-3的结构为排出残水或阻隔淋水的设计，箱体侧壁中部12-3低洼处开有圆形排水孔，排气过渡横腔(1-6)的顶端的倒三角结构(1-6-1)排下来残水将通过排水孔流向底部的箱体侧壁下部12-2，箱体侧壁下部为斜角设计g，有效将水排出至防尘隔水网盖体3-1。如果有水滴或水雾进入则水通过的倒三角结构1-6-1进行遮挡，通过箱体侧壁中部12-3的特殊结构将水排出箱体外部。外侧胶堵11-1和内侧胶堵11-3为一体注塑而成，其内部为圆型钢板外侧为一体式注塑整体胶套，中心为4mm凸起螺栓，联动铜杆11-2紧固在外侧胶堵11-1和内侧胶堵11-3的凸起螺栓上，内侧胶堵11-3的内侧螺栓紧固在铝制胶堵套筒11-4上，从而起到联动作用。箱体侧壁上部12-1的底部，也就是排气过渡横腔(1-6)的顶端形成倒三角结构(1-6-1)，箱体侧壁中部12-3的顶部为平面设计，将联动铜杆4-2承托，起到限位作用，支撑双层排气阀11，使其可以有效可靠动作。箱体侧壁上部12-1的倒三角1-6-1与箱体侧壁中部12-3的平顶另一个作用为通气隔水，达到水汽分离的作用。

如图5为本发明的排气水汽分离装置和双层排气阀的关闭状态结构示意图，组成结构与图4结构相同，在核心控制器通过传感器检测到有水时通过控制排气联动电机10旋转，带动钢丝绳11-9通过静滑轮11-7转变力的方向来拉动铝制胶桶11-4、内侧胶堵11-3和联动铜杆11-2、外侧胶堵11-1一起动作，外侧胶堵11-1内壁顶紧12-1侧壁和12-2侧壁(即如图5所示的，内侧胶堵(11-3)的后侧贴紧排气后竖腔(1-7)的上后侧壁(f1)和下后侧壁(f2)将排气排水口(11-10-1)封堵)，内侧胶堵11-3顶紧12-1侧壁和12-2侧壁(即如图5所示的，外侧胶堵(11-1)的后侧贴紧排气前竖腔(1-5)的上后侧壁(e1)和下后侧壁(e2)将排气过渡横腔(1-6)的前端封堵)，2个胶堵同时与各自的侧壁贴合，使整个排气道与排水道完全封闭，达到防水目的。此时弹簧11-6为压缩状态，钢丝绳11-9为拉紧状态。

如图6为本发明的气阀阀芯胶堵的结构示意图，由外侧胶堵4-1、联动铜杆4-2、内侧胶堵4-3等3大部分组成。其中外侧胶堵4-1的外环钢制圆盘4-1-1和内环钢制圆盘4-1-2分别固定在外侧胶堵4-1的4mm螺钉4-1-3上，同时外环钢制圆盘4-1-1外围则通过注胶方式包裹有胶堵橡胶4-1-5，而内环钢制圆盘4-1-2外围则通过注胶方式包裹胶堵橡胶4-1-4，2个钢制圆盘起到整体胶堵支撑作用，可达到良好的封闭强度。外侧4mm螺钉4-1-3为外螺纹形式，用于连接联动铜杆4-2的一端。联动铜杆4-2的另一端连接至内侧胶堵4-3的4mm螺钉4-3-3上，内侧胶堵4-3的外环钢制圆盘4-3-1、内环钢制圆盘4-3-2外围分别包裹胶堵橡胶4-3-6和胶堵橡胶4-3-5，其连接方式与外侧胶堵4-1的连接形式相同。内侧胶堵4-3的另一侧则留有螺钉孔4-3-4，用于固定铝制胶堵套筒4-4，起到连接固定作用。双层排气阀的结构形式与上述结构形式雷同。

如图7为本发明的结露排水排气装置，由结露顶板14-1和积水排水槽14-2与排水排气座14-3等3部分组成，结露顶板14-1加工在1箱体的上方顶板上，积水排水槽14-2固定在侧壁上，当箱体内部存在潮气时由于结露顶板的密集倒三角形的散热面积大，水蒸气结露在结露顶板14-1上，由于顶板采用倒三角形设计，结露水滴将滴在积水排水槽14-2内，通过排水座14-3和排气排水管13排出至排气排水装置，经过双层排气阀11后排出箱外，而气体也是从上述通道一同排出，从而达到排水排气功能。排水座14-3底壁为斜角设计，即向排水座14-3的方向倾斜，使得水能够更快、更准确的流至排水座14-3；本发明排水座为内部底壁倾斜角度为8°，便于结露水流动至排水排气座14-3中，最终排出至箱体外部。

如图8所示为本发明的核心控制器原理框图，其中由rs485通信电路、气体仪表供电数据采集电路、压力传感器、mcu最小系统、隔离电机驱动电桥、双向气泵接口电路、隔离驱动电路、水位传感器接口、电源等9部分组成。其中双向气泵由隔离驱动电桥进行隔离驱动，水位传感器由隔离驱动电路进行隔离采集。rs485通信电路(主要是与外部控制中心连接的通信接口)、气体仪表供电数据采集电路、压力传感器、隔离电机驱动电桥和隔离驱动电路均连接至mcu最小系统，气体仪表供电数据采集电路连接气体仪表15，隔离电机驱动电桥通过双向气泵接口电路连接至双向气泵8，隔离驱动电路通过水位传感器接口连接光感水位传感器9。

如图9所示为本发明的整体模块控制流程图，此智能防水气体仪表箱在正常开始工作时，可通过控制通信接口配置工作参数，配置数据采集方式分为两种：1实时采集方式2间隔采集方式，其中1实时采集为系统不间断的高实时性的连续采集，2间隔采集可设置数据采集时间和数据采集间隔时间。通过计算机配置好数据采集方式后保存配置信息，核心控制器17读取配置信息将按照配置信息参数，实时采集光感水位传感器9的监测数据值判断是否超限，未超阈值时(当箱体1外部水位距离箱体底部10cm以上时，为未超阈值。程序默认值10cm此数值可根据现场情况进行设置)依次控制打开进气联动电机6、打开排气联动电机10、正向打开双向气泵8使之工作在正向吸气状态，即向箱体1内部充气，此时采集压力传感器9数据，判断箱体1内部压力是否正常，正常为标准大气压，如出现偏差则调节双向气泵8的转速，即调节空气循环装置双向气泵8的进气量使之箱体内部的空气压力达到正常值范围，适当延时待箱体1外部气体充满至箱体1内部，延时预设值为30s(此数据值可根据箱体容积和气泵流量进行相关设置，延时时间与密封箱体容积和双向气泵的气流流量存在一定关系，当双向气泵气流量一定时，箱体容积越大延时越长，反之则小。当密封箱体容积一定时，双向气泵气流量越大延时越小，反之则大。公式为：t＝xl/sl，其中xl为密封箱体容积，sl为双向气泵气流量，t为延时时间。)，延时后采集气体仪表15数据，并将采集数据通过通信接口2远传，而后程序回到程序的开始入口进行循环执行。当监测到箱体1外侧水位距箱体1底部小于等于10cm时即超出阈值时，核心板17控制关闭空气循环装置双向气泵8，在依次控制关闭进气联动电机6、排气联动电机10，使箱体1工作在密封状态，同时核心控制器17发出报警信号远传至控制中心，上报仪表箱当前状态。(状态信息包括：箱体液位报警，阀门全部关闭、报警时间、当前气体仪表数据等)此时再次采集水位传感器9数据当检测到箱体1外部水位降至距箱体1底部15cm时，此时核心控制器17控制进入自动清理积水状态，自动清理积水可有效防止防水箱侵水后进气道的防尘隔水网盖3、双层进气阀4、进气水汽分离装置5和排气道的防尘隔水网盖3、双层排气阀11、排气排水水汽分离装置12的残余液体进入箱体内部。自动清理积水流程为反向打开双向气泵8使之工作在反向排气状态，即向箱体的进气口外部充气，打开进气联动电机6，向箱体外部充气延时1min后关闭气泵(是阀门打开之后1分钟再关闭气泵)，此时进气道积水清理完毕。核心控制器17正向打开双向气泵8使之工作在正向吸气状态，即向箱体内部充气，延时2min后(先打开气泵，两分钟之后再打开阀门)打开排气联动电机10此时排气道积水清理完毕，并上报状态信息，自动清理积水流程完成后核心控制器17将再次按照配置参数进行循环工作。