气体浓度检测报警装置的制作方法

1.本实用新型涉及气体探测技术领域，特别是涉及一种气体浓度检测报警装置。


背景技术：

2.对于目前设置在海上的核电平台，氢气的主要作用是用于调节反应堆冷却剂中氢气浓度，相对陆地核电站来说，氢气的使用量有所降低但还是不能避免使用氢气，所以氢气需储存于船舶舱室内。由于船舶舱室空间狭小，若有氢气泄漏则及易发生氢气的聚集，并且氢气的浓度容易达到爆炸极限从而带来风险隐患，所以对氢气的泄露需要快速响应并尽可能的降低氢气泄漏量。
3.目前常用的方案是在氢气储存间内设置氢气浓度探测器，用于监测是否发生氢气的泄露，且根据房间面积并考虑可靠性后一般设置两组探测器，并且每个探测器设置两个整定值，即实现不同浓度的对应级别报警。但两个探测器的报警信号间无信号选择逻辑，也无与供气总阀门关联的连锁控制。
4.目前的方案的仍然存在一些问题，包括氢气浓度报警信号与供气总隔离阀门无直接的关联信号控制，当探测到氢气泄漏浓度超限制后，无法实现快速终止供气；存在氢气泄漏后处理措施响应不及时而导致氢气大量泄漏的问题；以及在船体狭小空间内，氢气容易发生聚集，且浓度容易达到爆炸极限带来风险隐患。


技术实现要素：

5.基于此，有必要提供一种可以快速响应并与供气阀门联动的气体浓度检测报警装置。
6.一种气体浓度检测报警装置，包括：
7.气体浓度检测装置，设置在气体储存间内，通过数据线与气体信号机柜的输入端相连接；
8.气体信号机柜，所述气体信号机柜的输出端通过数据线与警报机柜的输入端相连接；
9.警报机柜，所述警报机柜的输出端通过数据线与分散控制装置以及报警输出装置相连接；
10.分散控制装置，所述分散控制装置与所述报警机柜、供气总阀门以及显示装置相连接；
11.报警输出装置，所述报警输出装置与所述警报机柜相连接；
12.显示装置，所述显示装置与所述分散控制装置相连接。
13.在其中一个实施例中，所述气体浓度检测装置包括两个以上的气体浓度探测探头，所述气体浓度探测探头设置在所述气体储存间的不同位置处。
14.在其中一个实施例中，所述气体信号机柜包括判断输入的所述气体浓度信号值是否超过预设值，并将判断结果输出给所述警报机柜的第一信号处理装置，所述第一信号处
理装置连接所述气体浓度检测装置和所述警报机柜。
15.在其中一个实施例中，所述第一信号处理装置包括：
16.响应于所述气体浓度信号值，并将所述气体浓度信号值与第一基准信号值的大小比较后输出第一判断信号的第一比较器；
17.响应于所述气体浓度信号值，并将所述气体浓度信号值与第二基准信号值的大小比较后输出第二判断信号的第二比较器；
18.其中，所述第二基准信号值大于所述第一基准信号值；所述第一比较器连接所述气体浓度检测装置，所述第二比较器连接所述气体浓度检测装置。
19.在其中一个实施例中，所述警报机柜包括接收所述第一信号处理装置的判断结果，输出警报信号的第二信号处理装置，所述第二信号处理装置连接所述第一信号处理装置、所述分散控制装置和所述报警输出装置。
20.在其中一个实施例中，所述第二信号处理装置包括：
21.响应于一个所述第一判断信号并发出第一警报信号的一级警报器；
22.响应于两个以上的所述第一判断信号和/或若干个所述第二判断信号并发出第二警报信号的二级警报器；
23.所述一级警报器连接所述第一比较器，所述二级警报器连接所述第一比较器和所述第二比较器，所述分散控制装置和所述一级警报器以及所述二级警报器相连接，所述报警输出装置和所述一级警报器以及所述二级警报器相连接。
24.在其中一个实施例中，所述报警输出装置包括：
25.响应于所述第一警报信号和/或第二警报信号的声音报警装置和光效报警装置；
26.所述声音报警装置、所述光效报警装置与所述第二信号处理装置中所述一级报警器相连接；
27.所述声音报警装置、所述光效报警装置与所述第二信号处理装置中所述二级报警器相连接。
28.在其中一个实施例中，所述分散控制装置包括接收所述第二信号处理装置发出的警报信号，输出控制信号的第三信号处理装置，所述第三信号处理装置连接所述第二信号处理装置、所述供气总阀门以及所述显示装置。
29.在其中一个实施例中，所述第三信号处理装置包括：
30.响应于所述第一警报信号并发出第一控制信号的第一控制器；
31.响应于所述第二警报信号并发出第二控制信号的第二控制器；
32.其中，所述供气总阀门响应于所述第二控制信号并关闭总阀门；第一控制器连接所述一级警报器和所述显示装置；所述第二控制器连接所述二级警报器、所述供气总阀门以及所述显示装置。
33.在其中一个实施例中，所述显示装置包括：
34.响应于所述第一控制信号的气体浓度低位报警显示装置；
35.响应于所述第二控制信号的气体浓度高位报警显示装置；气体浓度低位报警显示装置连接所述第一控制器，气体浓度高位报警显示装置连接所述第二控制器。
36.本实用新型所提供的气体浓度检测报警装置，通过设置气体储存间内的气体浓度检测装置实时检测气体的浓度，并将气体的浓度信号输出给气体信号机柜，气体信号机柜
完成信号处理后，发送至警报机柜完成警报信号的处理；警报机柜输出相应的警报信号，报警输出装置输出相应的报警信息、分散控制装置联动供气总阀门将总阀门关闭以及显示装置显示相应的警报显示信息。上述气体浓度检测报警装置用于海上核电平台氢气储存间内的氢气浓度探测，该气体浓度检测报警装置实时的检测储存间内的气体浓度并与供气总阀门进行联动控制，在发生氢气泄露时，可以实时监测室内的氢气浓度，并发出相应的警报，且当氢气浓度达到一定值时，供气总阀门会响应相应的警报信号关闭总阀门，避免了氢气的持续性释放泄露，减少了氢气泄露量，降低了氢气储存间爆炸的风险，可以有效控制船舱室环境内的氢气浓度。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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技术的一些实施例，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。
38.图1为气体浓度检测报警装置结构简图。
39.图2为气体浓度检测报警装置详细示意图。
具体实施方式
40.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
41.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
42.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
43.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
44.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
45.参阅图1对本技术提供的气体浓度检测报警装置做进一步说明。
46.一种气体浓度检测报警装置，用于海上核电平台氢气储存间内的氢气浓度探测或其他地方的气体浓度检测，如图1所示，所述气体浓度检测报警装置包括：气体浓度检测装
置1、气体信号机柜2、警报机柜3、分散控制装置4、报警输出装置5和显示装置7。气体浓度检测装置1设置在气体储存间内，并输出气体浓度信号，通过数据线与气体信号机柜2的输入端相连接。气体信号机柜2的输入端连接气体浓度检测装置1并接收气体浓度信号，气体信号机柜2的输出端通过数据线与警报机柜3的输入端相连接。警报机柜3的输入端连接气体信号机柜2，警报机柜3的输出端通过数据线与分散控制装置4以及报警输出装置5相连接。分散控制装置4与报警机柜3、供气总阀门6以及显示装置7相连接。报警输出装置5与警报机柜3相连接。显示装置7与分散控制装置4相连接。
47.上述所提供的气体浓度检测报警装置，通过设置气体储存间内的气体浓度检测装置1实时检测气体的浓度，并将气体的浓度信号输出给气体信号机柜2，气体信号机柜2完成信号处理后，发送至警报机柜3完成警报信号的处理；警报机柜3输出相应的警报信号，报警输出装置5输出相应的报警信息、分散控制装置4联动供气总阀门6将总阀门关闭以及显示装置7显示相应的警报显示信息。上述气体浓度检测报警装置用于海上核电平台氢气储存间内的氢气浓度探测，该气体浓度检测报警装置实时的检测储存间内的气体浓度并与供气总阀门6进行联动控制，在发生氢气泄露时，可以实时监测室内的氢气浓度，并发出相应的警报，且当氢气浓度达到一定值时，供气总阀门6会响应相应的警报信号关闭总阀门，避免了氢气的持续性释放泄露，减少了氢气泄露量，降低了氢气储存间爆炸的风险，可以有效控制船舱室环境内的氢气浓度。
48.在一个实施例中，如图2所示，具体地，该气体浓度检测装置1包括两个以上的气体浓度探测探头10，该气体浓度探测探头10设置在气体储存间的不同位置处，该气体浓度探测探头10实时检测所处位置内的气体浓度。其中，该气体浓度探测探头10包括但不限于氢气浓度探测探头、甲烷浓度探测探头、乙烷浓度探测探头、酒精浓度探测探头、一氧化碳浓度探测探头等易燃易爆气体的浓度探测探头，可根据实际使用的需求设置不同气体浓度探测探头。在本实施例中，均以氢气浓度探测探头为例来说明。下文中提到的气体可以理解为氢气。该气体浓度检测装置1汇总各个气体浓度探测探头10所检测到的气体浓度信号，并输出给气体信号机柜2。
49.在一个实施例中，气体信号机柜2包括判断输入的气体浓度信号值是否超过预设值，并将判断结果输出给警报机柜3的第一信号处理装置20，该第一信号处理装置20连接气体浓度检测装置1和警报机柜3。具体地，第一信号处理装置20包括：响应于气体浓度信号值，并将气体浓度信号值与第一基准信号值的大小比较后输出第一判断信号的第一比较器201；响应于气体浓度信号值，并将气体浓度信号值与第二基准信号值的大小比较后输出第二判断信号的第二比较器202。其中，第二基准信号值大于第一基准信号值；该第一比较器201连接气体浓度检测装置1，该第二比较器202连接气体浓度检测装置1。第一基准信号值和第二基准信号值可根据气体泄漏量的危害大小来设定。
50.气体信号机柜2内的第一信号处理装置20接收并完成气体浓度信号的初步处理后，第一比较器201和第二比较器202将比较结果发送至警报机柜3。
51.在一个实施例中，警报机柜3包括接收第一信号处理装置20的判断结果，输出警报信号的第二信号处理装置30，第二信号处理装置30连接第一信号处理装置20、分散控制装置4和报警输出装置5。其中，第二信号处理装置30包括：响应于一个第一判断信号并发出第一警报信号的一级警报器301；响应于两个以上的第一判断信号和/或若干个第二判断信号
并发出第二警报信号的二级警报器302。该一级警报器301连接第一比较器201，该二级警报器302连接第一比较器201和第二比较器202，分散控制装置4和一级警报器301以及二级警报器302相连接，报警输出装置5和一级警报器301以及二级警报器302相连接。
52.该警报机柜3接收气体信号机柜2发送的判断结果，警报机柜3处理判断结果并输出相应的警报信号给报警输出装置5以及分散控制装置4。
53.在一个实施例中，报警输出装置5接收警报信号并输出相应的报警效果，该报警输出装置5包括：响应于所述第一警报信号和/或第二警报信号的声音报警装置50和光效报警装置51。声音报警装置50、光效报警装置51与第二信号处理装置30中一级报警器301相连接；声音报警装置50、光效报警装置51与第二信号处理装置30中二级报警器302相连接。声音报警装置50可以发出包括但不限于鸣笛声、蜂鸣声等报警声音，光效报警装置51可以发出包括但不限于闪烁灯、彩光灯等光效报警信号。
54.相应地，分散控制装置4包括接收第二信号处理装置30发出的警报信号，输出控制信号的第三信号处理装置40，第三信号处理装置40连接第二信号处理装置30、供气总阀门6以及显示装置7。其中，第三信号处理装置40包括：响应于第一警报信号并发出第一控制信号的第一控制器401；响应于第二警报信号并发出第二控制信号的第二控制器402。其中，供气总阀门6响应于第二控制信号并关闭总阀门；第一控制器401连接一级警报器301和显示装置7；第二控制器连接二级警报器302、供气总阀门6以及显示装置7。
55.在一个实施例中，显示装置7包括：响应于第一控制信号的气体浓度低位报警显示装置70；响应于所述第二控制信号的气体浓度高位报警显示装置71。气体浓度低位报警显示装置70连接所述第一控制器401，气体浓度高位报警显示装置71连接所述第二控制器402。
56.具体地，警报机柜3输出第一警报信号，报警输出装置5中的声音报警装置50和光效报警装置51响应启动，并输出声效和光效报警信息；显示装置7中的气体浓度低位报警显示装置70响应启动，并输出储存间内气体泄漏浓度低位的信息。
57.警报机柜3输出第二警报信号，报警输出装置5中的声音报警装置50和光效报警装置51响应启动，并输出声效和光效报警信息；分散控制装置4中的第三信号处理装置40输出第二控制信号，供气总阀门6响应于第二控制信号并关闭总阀门；显示装置7中的气体浓度高位报警显示装置71响应启动，并输出储存间内气体泄漏浓度高位的信息。
58.在一个实施例中，在氢气储存间内设置两组以上的气体浓度探测探头10，来实现环境内氢气浓度的实时检测并实时输出氢气浓度信号，气体信号机柜2接收并完成气体浓度信号的初步处理后，将处理结果输出给警报机柜3，警报机柜3完成警报信号的集中处理。当环境内氢气浓度达到报警阈值后，警报机柜3立即发出警报信号。报警输出装置5立即响应，并启动声效报警和光效报警。当环境内氢气浓度达到高位报警阈值后，分散控制系统4进行处理警报信号后，输出控制信号，供气总阀门6得到响应，并快速关闭供气总阀门，隔离氢气泄露，降低氢气储存间内发生氢气爆炸风险的可能性，可以有效控制船舱室环境内的氢气浓度。
59.在本实施例中，气体浓度探测探头10分别设定两个基准信号值，两个基准信号值为不同大小，进而产生两个级别的报警信号。本实施例中的气体浓度检测报警装置的具体控制逻辑为，当发生氢气发生泄露时，在气体浓度检测装置1中的任意一个气体浓度探测探
头10检测到氢气聚集的浓度达到第一基准信号值阈值后，第一比较器201输出一个第一判断信号，一级警报器301响应第一判断信号并发出第一警报信号，声音报警装置50和光效报警装置51响应于第一警报信号发出声效报警和光效报警，第一控制器401响应于第一警报信号并发出第一控制信号，气体浓度低位报警显示装置70响应于第一控制信号并输出储存间内气体泄漏浓度低位的显示信息。
60.在气体浓度检测装置1中的任意两个以上的气体浓度探测探头10检测到氢气聚集的浓度达到第一基准信号值阈值后，第一比较器201输出两个以上相对应的第一判断信号。二级警报器302响应两个以上的第一判断信号并发出第二警报信号，声音报警装置50和光效报警装置51响应于第二警报信号发出声效报警和光效报警。第二控制器402响应于第二警报信号并发出第二控制信号，气体浓度高位报警显示装置71响应于第二控制信号并输出储存间内气体泄漏浓度高位的显示信息。供气总阀门6响应于第二控制信号并快速关闭供气总阀门，隔离氢气泄露。
61.在气体浓度检测装置1中的任意一个的气体浓度探测探头10检测到氢气聚集的浓度达到第二基准信号值阈值后，第二比较器201输出一个相对应的第二判断信号。二级警报器302响应第二判断信号并发出第二警报信号，声音报警装置50和光效报警装置51响应于第二警报信号发出声效报警和光效报警。第二控制器402响应于第二警报信号并发出第二控制信号，气体浓度高位报警显示装置71响应于第二控制信号并输出储存间内气体泄漏浓度高位的显示信息。供气总阀门6响应于第二控制信号并快速关闭供气总阀门，隔离氢气泄露。
62.本实用新型针对现有技术中海上核电平台氢气储存间内的氢气浓度报警信号与供气总隔离阀无直接的关联信号控制，当探测到氢气泄漏浓度超限制后，无法实现快速终止供气的问题、以及存在氢气泄漏后处理措施响应不及时而导致氢气大量泄漏的问题以及在船体狭小空间内，氢气容易发生聚集，且浓度容易达到爆炸极限带来风险隐患等问题，提供了一种气体浓度检测报警装置。该气体浓度检测报警装置实现了海上核电平台的氢气储存间内氢气浓度的探测以及氢气泄漏浓度的控制，达到的效果包括，氢气浓度报警信号与供气总阀门联锁控制，避免气瓶内的氢气持续释放，减少氢气泄漏的量，降低氢气储存间爆炸风险；在船平台的小空间内，有效控制舱室环境内的氢气浓度；该气体浓度检测报警装置的工作逻辑使得报警信号间相互关联，当仅有一个第一级报警信号时，只发出报警信号，而不关闭阀门，当两个第一级报警信号均出现时才发起关闭阀门动作，避免出现局部氢气聚集状况而引发氢气供应中断。
63.上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
64.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。