一种储能电站安全检测装置的制作方法

1.本实用新型属于储能电站技术领域，具体涉及一种储能电站安全检测装置。


背景技术：

2.随着风力发电、光伏发电等可再生能源的大规模应用，储能系统作为破解可再生能源间歇性、波动性的未来武器进入人们的视野。储能电站能够将用电低峰时段剩余的电量储存起来，在用电高峰时段重新释放到电网中，达到削峰填谷的目的。
3.储能电站的规模化建设为电力系统安全生产带来了新的挑战，储能电站监管缺失容易发生火灾或爆炸事故，主要原因是在外界电、热激源的刺激下，储能电池会发生热失控反应，释放出大量高温可燃的气液混合物，遇到外部空气中的氧气，在条件合适的时候，就会发生爆炸。
4.有鉴于此，本实用新型提供一种储能电站安全检测装置，以解决现有技术中存在的缺陷，是非常有必要的。


技术实现要素：

5.针对储能电站存在的安全问题，本实用新型提供一种储能电站安全检测装置，检测储能电池是否存在安全隐患，对储能电站的事故风险进行早期预测和及时预警。
6.为实现上述目的，本实用新型给出以下技术方案：
7.一种储能电站安全检测装置，包括探测传感器模块，所述探测传感器模块连接信号处理模块，所述信号处理模块连接a/d转换模块,所述a/d转换模块连接控制模块，所述控制模块连接串口通信模块、显示模块、按键模块和报警模块；所述探测传感器模块包括气体检测单元、温度检测单元、火焰检测单元、烟雾检测单元和红外摄像头。
8.作为优选，所述控制模块包括单片机at89s52芯片，at89s52芯片的rst引脚通过电阻r2接地，at89s52芯片的rst引脚还通过电容c1连接到电压vcc，at89s52芯片的rst引脚还连接电阻r1的第一端，电阻r1的第二端通过复位按键s1连接到电压vcc；at89s52芯片的p3.0引脚连接sw1引线，at89s52芯片的p3.1引脚连接sw2引线，at89s52芯片的p3.2引脚连接sw3引线；at89s52芯片的xtal2引脚连接晶振y2的第一端，晶振y2的第二端连接at89s52芯片的xtal1引脚，晶振y2的第一端通过电容c2接地，晶振y2的第二端通过电容c3接地；at89s52芯片的gnd引脚接地，at89s52芯片的vpp引脚通过上拉电阻r3连接到电压vcc，at89s52芯片的vcc引脚通过电容c4接地；单片机at89s52芯片接收探测传感器模块检测的数据，控制报警模块进行报警提示，同时查询是否有键按下的请求，实现检测装置的整体控制。
9.作为优选，所述a/d转换模块采用模数转换芯片adc0809；部分探测传感器输出信号为模拟信号，无法直接被单片机识别，模拟信号经过放大处理后通过模数转换芯片adc0809转换为数字信号。
10.作为优选，所述信号处理模块包括lm324a芯片，lm324a芯片的同相输入端通过电
阻r4连接到信号输入端v
in
，信号输入端v
in
连接二极管d1的正极，二极管d1的负极接地，信号输入端v
in
还连接电容c5的第一端，电容c5的第二端接地；lm324a芯片的反相输入端通过电阻r5接地，lm324a芯片的反相输入端还连接电阻r6的第一端，电阻r6的第二端连接lm324a芯片的输出端v
out
；通过信号处理模块对探测传感器输出的信号进行放大，得到较强的信号以便后续对信号进行模数转换。
11.作为优选，所述按键模块包括按键key1、按键key2和按键key3；按键key1的第一端接地，按键key1的第二端通过电阻r7连接+5v电压，按键key1的第二端还连接sw1引线；按键key2的第一端接地，按键key2的第二端通过电阻r8连接+5v电压，按键key2的第二端还连接sw2引线；按键key3的第一端接地，按键key3的第二端通过电阻r9连接+5v电压，按键key3的第二端还连接sw3引线；通过按键模块设置温度阈值和烟雾浓度阈值，按键key1为功能转换键，按下此键则开始键盘控制，按键key2功能为数值加，按键key2功能为数值减，系统上电后，显示模块显示当前环境温度和烟雾浓度，按下按键key1，依次进入温度阈值、烟雾浓度阈值设置模式，按下按键key2，温度阈值增加1℃或烟雾浓度阈值增加0.01％，按下按键key3，温度阈值减小1℃或烟雾浓度阈值减小0.01％，设置成功后，按下按键key1退出键盘控制，回到正常检测模式。
12.作为优选，所述显示模块采用lcd1602芯片，lcd1602芯片的vss引脚接地，lcd1602芯片的vcc引脚连接电压vcc，lcd1602芯片的vo引脚通过电阻r10接地，lcd1602芯片的rs引脚连接rs引线，lcd1602芯片的rw引脚连接rw引线，lcd1602芯片的e引脚连接lcden引线，lcd1602芯片的rb0引脚连接p00引线，lcd1602芯片的rb1引脚连接p01引线，lcd1602芯片的rb2引脚连接p02引线，lcd1602芯片的rb3引脚连接p03引线，lcd1602芯片的rb4引脚连接p04引线，lcd1602芯片的rb5引脚连接p05引线，lcd1602芯片的rb6引脚连接p06引线，lcd1602芯片的rb7引脚连接p07引线，lcd1602芯片的bla引脚通过电阻r11连接电压vcc，lcd1602芯片的blk引脚接地；通过lcd1602芯片将气体检测单元、温度检测单元、火焰检测单元和烟雾检测单元检测的数据进行显示。
13.作为优选,所述温度检测单元包括温度传感器ad590芯片，ad590芯片的电源输入端连接+5v电压,ad590芯片的输出端连接信号处理模块的信号输入端v
in
,ad590芯片的输出端还连接电阻r12的第一端，电阻r12的第二端通过可调变阻器r13接地；通过温度传感器检测储能电池的温度，检查储能电池是否温度过高存在安全隐患。
14.作为优选，所述气体检测单元采用红外气体检测仪；通过红外气体检测仪检测储能电池释放的特殊气体是否超标，检查储能电池是否存在火灾和爆炸隐患。
15.作为优选，所述火焰检测单元包括红外接收二极管q1，红外接收二极管q1的正极通过电阻r14连接电压vcc，红外接收二极管q1的正极还连接lm339芯片的同相输入端，红外接收二极管q1的负极接地，红外接收二极管q1的负极还通过电容c6连接lm339芯片的同相输入端，lm339芯片的反向输入端连接可调变阻器r15的p端,可调变阻器r15的a端连接电压vcc，可调变阻器r15的b端接地；lm339芯片的输出端通过电阻r16连接电压vcc，lm339芯片的输出端还连接发光二极管led1的负极，发光二极管led1的正极通过电阻r17连接电压vcc；通过火焰检测单元检测储能电池周围是否存在火光，可根据检测结果及时发现火灾隐患。
16.作为优选，所述烟雾检测单元采用mq-2b烟雾传感器；通过mq-2b烟雾传感器检测
储能电池周围环境的烟雾浓度，检查储能电池是否存在火灾隐患。
17.本实用新型的有益效果在于，探测传感器模块对储能电池周围环境的特殊气体、温度、火焰、烟雾浓度进行检测，并通过红外摄像头采集储能电池周围的图像，探测传感器模块输出的信号通过信号处理模块进行放大处理，经过放大处理的信号进入a/d转换模块，a/d转换模块将模拟信号转换为数字信号送入控制模块，控制模块通过串口通信模块进行通信，控制模块接收到的检测数据通过显示模块显示给用户，用户通过按键模块自主设置温度阈值和烟雾浓度阈值，通过报警模块提醒用户储能电池存在安全隐患。本实用新型提供的装置能够检测储能电池是否存在安全隐患，对储能电站的事故风险进行早期预测和及时预警，减少火灾、爆炸事故发生，提高储能电站的安全性。
18.由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
20.图1是本实用新型实施例提供的一种储能电站安全检测装置的原理框图。
21.图2是控制模块的电路图。
22.图3是信号处理模块的电路图。
23.图4显示模块的电路图。
24.图5是按键模块的电路图。
25.图6是温度检测单元的电路图。
26.图7是火焰检测单元的电路图。
27.其中，1-探测传感器模块，1.1-气体检测单元，1.2-温度检测单元，1.3-火焰检测单元，1.4-烟雾检测单元，1.5-红外摄像头，2-信号处理模块，3-a/d转换模块，4-控制模块，5-串口通信模块，6-显示模块，7-按键模块，8-报警模块。
具体实施方式
28.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
29.如图1至7所示，本实用新型实施例提供一种储能电站安全检测装置，包括探测传感器模块1，所述探测传感器模块1连接信号处理模块2，所述信号处理模块2连接a/d转换模块3,所述a/d转换模块3连接控制模块4，所述控制模块4连接串口通信模块5、显示模块6、按键模块7和报警模块8；所述探测传感器模块1包括气体检测单元1.1、温度检测单元1.2、火焰检测单元1.3、烟雾检测单元1.4和红外摄像头1.5。
30.所述控制模块4包括单片机at89s52芯片，at89s52芯片的rst引脚通过电阻r2接
地，at89s52芯片的rst引脚还通过电容c1连接到电压vcc，at89s52芯片的rst引脚还连接电阻r1的第一端，电阻r1的第二端通过复位按键s1连接到电压vcc；at89s52芯片的p3.0引脚连接sw1引线，at89s52芯片的p3.1引脚连接sw2引线，at89s52芯片的p3.2引脚连接sw3引线；at89s52芯片的xtal2引脚连接晶振y2的第一端，晶振y2的第二端连接at89s52芯片的xtal1引脚，晶振y2的第一端通过电容c2接地，晶振y2的第二端通过电容c3接地；at89s52芯片的gnd引脚接地，at89s52芯片的vpp引脚通过上拉电阻r3连接到电压vcc，at89s52芯片的vcc引脚通过电容c4接地；单片机at89s52芯片接收探测传感器模块1检测的数据，控制报警模块8进行报警提示，同时查询是否有键按下的请求，实现检测装置的整体控制。
31.所述a/d转换模块3采用模数转换芯片adc0809；部分探测传感器输出信号为模拟信号，无法直接被单片机识别，模拟信号经过放大处理后通过模数转换芯片adc0809转换为数字信号。
32.所述信号处理模块2包括lm324a芯片，lm324a芯片的同相输入端通过电阻r4连接到信号输入端v
in
，信号输入端v
in
连接二极管d1的正极，二极管d1的负极接地，信号输入端v
in
还连接电容c5的第一端，电容c5的第二端接地；lm324a芯片的反相输入端通过电阻r5接地，lm324a芯片的反相输入端还连接电阻r6的第一端，电阻r6的第二端连接lm324a芯片的输出端v
out
；通过信号处理模块2对探测传感器输出的信号进行放大，得到较强的信号以便后续对信号进行模数转换。
33.所述显示模块6采用lcd1602芯片，lcd1602芯片的vss引脚接地，lcd1602芯片的vcc引脚连接电压vcc，lcd1602芯片的vo引脚通过电阻r10接地，lcd1602芯片的rs引脚连接rs引线，lcd1602芯片的rw引脚连接rw引线，lcd1602芯片的e引脚连接lcden引线，lcd1602芯片的rb0引脚连接p00引线，lcd1602芯片的rb1引脚连接p01引线，lcd1602芯片的rb2引脚连接p02引线，lcd1602芯片的rb3引脚连接p03引线，lcd1602芯片的rb4引脚连接p04引线，lcd1602芯片的rb5引脚连接p05引线，lcd1602芯片的rb6引脚连接p06引线，lcd1602芯片的rb7引脚连接p07引线，lcd1602芯片的bla引脚通过电阻r11连接电压vcc，lcd1602芯片的blk引脚接地；通过lcd1602芯片将气体检测单元、温度检测单元、火焰检测单元和烟雾检测单元检测的数据进行显示。
34.所述按键模块7包括按键key1、按键key2和按键key3；按键key1的第一端接地，按键key1的第二端通过电阻r7连接+5v电压，按键key1的第二端还连接sw1引线；按键key2的第一端接地，按键key2的第二端通过电阻r8连接+5v电压，按键key2的第二端还连接sw2引线；按键key3的第一端接地，按键key3的第二端通过电阻r9连接+5v电压，按键key3的第二端还连接sw3引线；通过按键模块7设置温度阈值和烟雾浓度阈值，按键key1为功能转换键，按下此键则开始键盘控制，按键key2功能为数值加，按键key2功能为数值减，系统上电后，显示模块显示当前环境温度和烟雾浓度，按下按键key1，依次进入温度阈值、烟雾浓度阈值设置模式，按下按键key2，温度阈值增加1℃或烟雾浓度阈值增加0.01％，按下按键key3，温度阈值减小1℃或烟雾浓度阈值减小0.01％，设置成功后，按下按键key1退出键盘控制，回到正常检测模式。
35.所述温度检测单元1.1包括温度传感器ad590芯片，ad590芯片的电源输入端连接+5v电压，ad590芯片的输出端连接信号处理模块的信号输入端v
in
,ad590芯片的输出端还连接电阻r12的第一端，电阻r12的第二端通过可调变阻器r13接地；通过温度传感器检测储能
电池的温度，检查储能电池是否温度过高存在安全隐患。
36.所述气体检测单元1.2采用红外气体检测仪；通过红外气体检测仪检测储能电池释放的特殊气体是否超标，检查储能电池是否存在火灾和爆炸隐患。
37.所述火焰检测单元1.3包括红外接收二极管q1，红外接收二极管q1的正极通过电阻r14连接电压vcc，红外接收二极管q1的正极还连接lm339芯片的同相输入端，红外接收二极管q1的负极接地，红外接收二极管q1的负极还通过电容c6连接lm339芯片的同相输入端，lm339芯片的反向输入端连接可调变阻器r15的p端,可调变阻器r15的a端连接电压vcc，可调变阻器r15的b端接地；lm339芯片的输出端通过电阻r16连接电压vcc，lm339芯片的输出端还连接发光二极管led1的负极，发光二极管led1的正极通过电阻r17连接电压vcc；通过火焰检测单元1.3检测储能电池周围是否存在火光，可根据检测结果及时发现火灾隐患。
38.所述烟雾检测单元1.4采用mq-2b烟雾传感器；通过mq-2b烟雾传感器检测储能电池周围环境的烟雾浓度，检查储能电池是否存在火灾隐患。
39.所述红外摄像头1.5连接图像处理服务器，通过图像处理服务器分析储能电池周围环境是否存在安全隐患。
40.尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。