基于物联网的轨道式有害气体监测装置的制作方法

本实用新型属于环境安全监测技术领域，特别涉及一种有害气体的监测装置。

背景技术：

随着科技的进步，越来越多的气体产品开始进入人们的生活领域。比如天然气、人工煤气、液化石油气以及应用于航天工业领域的肼等。这些气体的出现极大的改善了人们的生活水平，但在使用这些气体的过程中，因泄漏造成的意外事故时有发生，人员中毒伤亡的事故更是屡见不鲜。尤其在密闭空间，空气不流通，室内温度过高，一旦室内燃气泄漏就极易达到爆炸极限，给人们的生命和财产安全带来了严重的威胁。纵观市场上的有害气体检测设备主要有便携式检漏仪和固定式泄漏检测设备两种。

便携式检漏仪一般用于工作人员巡视时的现场临时检测。使用该仪器的最大缺点在于，工作人员必须亲自进入现场检测，若气体已经发生泄漏，自身会也受到了不同程度的伤害，此外，传统的人工巡检方式由于人为因素的影响，有时难以及时发现设备异常和潜在的故障隐患。

固定式泄漏检测装置主要通过在可能产生危险气体的地方布置大量的传感器或采集管路来监测环境中有害气体的浓度，这种设备的优势在于能够及时准确地把检测到的数据传输到较远的距离，克服了便携式泄漏检测设备的不足。但高昂的制造和维护成本限制了此类设备的大规模应用。

智能机器人作为新一代生产和服务工具，在制造领域和非制造领域具有更广泛、更重要的位置，代替人完成各种工作。同时，智能机器人作为自动化、信息化的装置与设备，完全可以进入智能检测领域，发挥更多、更大的作用，这对人类减低劳动强度，改善操作环境，降低工作风险具有十分现实的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：提供一种基于物联网的轨道式有害气体监测装置，代替传统的检测方法，达到减低劳动强度，改善操作环境，降低工作风险，加速推进武器库房无人值守化进程的目的。

本实用新型的技术方案是：基于物联网的轨道式有害气体监测装置，它包括：泄漏检测装置、导航磁条、物联网监测平台以及终端用户；泄漏检测装置由导航磁条提供导航轨迹，并通过物联网监测平台向终端用户发送包括检测环境中有害气体浓度在内的检测数据。泄漏检测装置、物联网监测平台、以及终端用户构成物联网监测系统；物联网监测系统通过在监测体系中嵌入物联网监控平台，采用泄漏检测装置内的传感器、信息反馈模块，使的终端用户借助浏览器，可以实时查看检测区域的实时信息，及时掌握检测区域运行状态，泄漏检测装置既可以远程接受操作指令，同时可对事故隐患和故障先兆进行自动判定和报警。

泄漏检测装置具体包括：检测室，控制系统，与控制系统建立信号连接的超声波传感器、温湿度传感器、取样泵、电磁隔断阀、温度传感器、压力传感器、气体浓度监测传感器、压力调节阀；

气体浓度监测传感器安装在检测室内，用于检测室内有害气体浓度的检测；温度传感器、压力传感器分别用于检测检测室内的温度、压力；压力调节阀连接检测室的出口管路；取样泵通过电磁隔断阀连接检测室的入口管路；超声波传感器用于对泄漏检测装置移动轨道上障碍物的监测；温湿度传感器用于检测环境中的温度和湿度；取样泵用于检测环境中气体的取样；

有害气体监测装置的工作过程为：

A.终端用户远程向泄漏检测装置输入巡检路线、巡检次数；该巡检路线可以为常规巡检路线，即巡视全部待检产品，也可以为定点检测路线，即巡视特定待检产品；

B.泄漏检测装置开始自检，以判断各功能部件是否能够正常运行；若自检正常则进入巡检，若某一部件发生故障，待自检完成后，泄漏检测装置将故障部件以编码打包的方式发送至终端用户；

C.待检产品的周围铺设导航磁条，导航磁条为可移动泄漏检测装置提供移动路径，该磁条柔韧性强，可弯曲折叠，不损害磁性；可塑性强，可随意剪裁成需要的长度，能够满足大型武器库房特殊的行走路线要求；泄漏检测装置按设定路线行走，导航磁条为其提供导航轨迹；泄漏检测装置每完成巡检一个待检产品即向终端用户发送该待检产品的检测数据；

D.当泄漏检测装置检测到危险气体浓度高于设定时，则停止行走，采用定点监测方式向终端用户实时发送实时数据，并提供声光报警。

有益效果：本实用新型充分运用物联网技术，通过在库房内待检产品周围铺设导航磁条的方式，对泄漏检测装置的巡视路线进行准确设定，充分发挥泄漏检测装置可移动的技术优势，完成一些人工巡检难以完成的任务，提高巡检质量，加速推进大型库房无人值守化的进程。

附图说明

图1是本实用新型中泄漏检测装置的结构组成框图；

图2是本实用新型中物联网监测系统的组成框图；

图3是本实用新型中泄漏检测装置常规巡检的路线图；

图4是本实用新型中泄漏检测装置定点巡检的路线图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

基于物联网的轨道式有害气体监测装置，它包括：泄漏检测装置、导航磁条、物联网监测平台以及终端用户；

有害气体监测装置由导航磁条提供导航轨迹，并通过物联网监测平台向终端用户发送包括检测环境中有害气体浓度在内的检测数据。

参见附图1，泄漏检测装置包括：检测室10，控制系统8，与控制系统8建立信号连接的超声波传感器1、温湿度传感器2、取样泵3、电磁隔断阀4、温度传感器5、压力传感器6、气体浓度监测传感器7、压力调节阀9；气体浓度监测传感器7安装在检测室10内，温度传感器5、压力传感器6分别用于检测检测室10内的温度、压力；压力调节阀9连接检测室10的出口管路；取样泵3通过电磁隔断阀4连接检测室10的入口管路；其中，取样泵3用于待检测环境中气体的取样，取样后通过入口管路传输至检测室10，气体浓度监测传感器7用于检测室10内有害气体浓度的检测(依据发生泄漏后待检测环境中可能会出现的有害气体选择对应的气体浓度监测传感器)，压力调节阀9用于调节检测室内的压力；温湿度传感器2用以待检测环境中的温度和湿度检测，超声波感应器1用于对泄漏检测装置移动轨道上障碍物的监测，可防止移动装置对人身的意外伤害。

控制系统8拥有读取、分析各传感器数据以及将检测室10内有害气体浓度、待测产品附近的环境温度、湿度数值等数据信息反馈至物联网监测平台的基础功能，其通过无线传输方式向物联网监测平台发送检测数据，进一步的，检测系统还可拥有断电记忆功能和静电防护功能。

进一步的，取样泵3、电磁隔断阀4、检测室10之间通过表面吸附性较小的聚四氟乙烯管连接，检测室10采用316L不锈钢制作，内表面进行抛光处理，带压泄漏量小于0.2ml/min，检测室10内还设有阻尼装置，有效降低了气流扰动。

每次完成设定的巡检路线后，泄漏检测装置启动去污模式，即：控制系统8开启电磁隔断阀4、取样泵3，将压力调节阀9的开度调至最大，并开启检测室10内伴热装置，采用干净空气吹扫检测室10及与之相连的管路。

参见附图2，泄漏检测装置、物联网监测平台以及终端用户构成物联网监测系统；管理者和终端用户通过浏览器，可以查看每个库房的实时信息，及时掌握库房运行状态；泄漏检测装置监测过程中如果库房某一产品的温湿度或气体浓度不达标，一段时间仍然未被相关管理者发现时，物联网监测平台的报警系统会发出声光报警提示。

基于物联网的轨道式有害气体监测方法，包括以下步骤：

A.终端用户远程向泄漏检测装置输入巡检路线、巡检次数；巡检路线可分为常规巡检和设定点巡检；如图3所示，泄漏检测装置从a点开始对第一个待检产品按照b、c、d、e的路线巡检后，到达第二个待检产品f处，同样按逆时针(或顺时针)方式进行巡检，直至巡检完成所有产品后返回a处，此种方式为常规检测；定点巡检的方式如图4所示：假设选定右侧中部待检产品和左侧上部待检产品，则按a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、z、a的路线完成巡检；

B.泄漏检测装置开始自检，以判断各功能部件是否能够正常运行；若自检正常则进入巡检，若某一部件发生故障，待自检完成后，泄漏检测装置将故障部件以编码打包的方式发送至终端用户；

C.待检产品的周围铺设导航磁条，泄漏检测装置按设定路线行走，导航磁条为其提供导航轨迹；泄漏检测装置每完成巡检一个待检产品即向终端用户发送该待检产品的检测数据；泄漏检测装置发送的检测数据包括：该待测产品附近的危险气体浓度以及该待测产品附近的环境温度、湿度数值；其中，待测产品附近的危险气体浓度v的计算方法为：

其中，k为泄漏检测装置表面吸附有关大于1的系数，v₀为泄漏检测装置中气体浓度监测传感器的采样值，t为泄漏检测装置中检测室内的温度，p为泄漏检测装置中检测室内的压力，该压力始终保持在0.12mpa±1800pa；

D.当泄漏检测装置检测到危险气体浓度高于设定时，则停止行走，采用定点监测方式向终端用户实时发送实时数据，并提供声光报警；需要注意的是当v的读数在0±0.02ppm区间时，认为没有发生泄漏，其数值由泄漏检测装，置本身的漂移形成。

进一步的，泄漏检测装置还配有超声波传感器在行走过程中，通过超声波传感器感应障碍物，遇到障碍物后自动暂停，障碍物远离后按原路线继续行走。

进一步的，泄漏检测装置还设有去污模式；泄漏检测装置巡检完成后，启动去污模式，清除其内的污染气体，并进入待机充电状态等待下一次指令。

进一步的，泄漏检测装置具有自动回充功能，当泄漏检测装置的电量小于20％时，检测装置按最近路线返回原点进行充电。

综上，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。