气体监测装置的制作方法

本实用新型涉及气体监测技术领域，特别是涉及一种气体监测装置。

背景技术：

目前，变电站中配电房数量众多，且在地域上分布得非常广泛，而配电房环境监控技术落后且监控范围小，导致变电站对于配电房的巡检工作量大需要耗费大量人力物力。而且巡检人员在巡检过程中存在触电、sf6气体中毒等风险。对于目前配电房的环境设施条件，无法实现对所有配电房的安全情况进行智能化的监测和管理。

技术实现要素：

基于此，有必要针对无法实现对所有配电房的安全情况进行智能化的监测和管理的问题，提供一种气体监测装置。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种气体监测装置，包括检测模组，用于检测环境中的气体浓度数据；控制模组，与所述检测模组连接，用于接收并处理所述气体浓度数据以获得气体浓度信息；传输模组，与所述控制模组连接，用于接收并传输所述气体浓度信息；监控模块，与所述传输模组连接，用于接收所述气体浓度信息并根据所述气体浓度信息作安全判断。

在其中一个实施例中，所述检测模组包括六氟化硫传感器，与所述控制模组连接，用于检测环境中的六氟化硫浓度数据，并传输至所述控制模组；臭氧传感器，与所述控制模组连接，用于检测环境中的臭氧浓度数据，并传输至所述控制模组；氧气传感器，与所述控制模组连接，用于检测环境中的氧气浓度数据，并传输至所述控制模组。

在其中一个实施例中，所述控制模组包括核心控制模块，分别与所述检测模组和传输模组连接，用于接收并处理所述气体浓度数据以获取气体浓度信息；按键调试模块，与所述核心控制模块连接，用于实现对所述气体监测装置进行id设置及复位。

在其中一个实施例中，所述核心控制模块包括规约转换器，与所述检测模组连接，用于将所述检测模组采集到的数据转换成同一规约标准的数据；数据统计器，与所述规约转换器连接，用于接收所述同一规约标准的数据并进行统计；分析单元，与所述规约转换器连接，用于根据统计所得的数据分析获得气体浓度信息。

在其中一个实施例中，所述按键调试模块包括按键单元，与所述核心控制模块连接，用于对所述气体监测装置进行id设置；复位单元，与所述核心控制模块连接，用于对所述气体监测装置进行复位。

在其中一个实施例中，所述传输模组包括无线传输模块，与所述控制模组连接，用于实现与所述监控模块的无线通信，用于传输所述气体浓度信息；通信接口电路，与所述控制模组连接，用于实现所述检测模组与所述控制模组间的连接。

在其中一个实施例中，所述通信接口电路包括rs485接口和光耦合器，其中，所述光耦合器与所述rs485接口连接，用于隔离干扰信号。

在其中一个实施例中，所述气体监测装置还包括用于向所述控制模组供电的第一电源模组，其中，所述第一电源模组包括过压保护电路，用于控制输入的直流电信号的电压处于预设范围内；dc/dc转换器，与所述过压保护电路连接，用于将所述直流电信号转换为固定电压的直流电信号。

在其中一个实施例中，所述气体监测装置还包括第二电源模组，所述第二电源模组分别与所述第一电源模组、传输模组连接，用于向所述传输模组供电，其中，所述第二电源模组还包括隔离转换电路，分别与所述dc/dc转换器和所述传输模组连接，用于隔离干扰信号并将所述直流电信号转换为适用于供电的直流电信号。

本实用新型提供的气体监测装置，包括检测模组、控制模组、传输模组和监控模块。检测模组，用于检测环境中的气体浓度数据；控制模组，与所述检测模组连接，用于接收并处理所述气体浓度数据以获得气体浓度信息；传输模组，与所述控制模组连接，用于接收并传输所述气体浓度信息；监控系统，与所述传输模组连接，用于接收所述气体浓度信息并根据所述气体浓度信息作安全判断。通过采集所述气体监测装置所处环境中的气体浓度数据，处理获取气体浓度信息，将所述气体浓度信息通过所述传输模组无线传输至监控系统；监控系统通过所述气体浓度信息作安全判断，实现对配电房的远程安全情况监测。

附图说明

图1为本实用新型其中一实施例的气体监测装置的组成框图；

图2为本实用新型其中一实施例的气体监测装置的组件连接示意图；

图3为本实用新型其中一实施例的核心控制模块和按键调试模块的组件连接示意图；

图4为本实用新型其中一实施例的第一电源模组和第二电源模组的组件连接示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的优选实施方式。但是，本实用新型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方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本实用新型的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型实施例中的气体监测装置采用mems(微电子机械系统)技术集成。mems是利用微米/纳米技术基础，对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它将机械构件、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元，不仅能够采集、处理与发送信息和指令，还能按照所获取的信息采取行动。采用mems技术集成的气体监测装置具有几何尺寸小、低成本、低能耗、高精度、使用寿命长、动态性好等优点。

图1为本实用新型其中一实施例的气体监测装置的组成框图。本实用新型实施例提供了一种气体监测装置包括检测模组100、控制模组200、传输模组300和监控模块400。所述检测模组100，用于检测环境中的气体浓度数据；所述控制模组200，与所述检测模组100连接，用于接收并处理所述气体浓度数据以获得气体浓度信息；所述传输模组300，与所述控制模组200连接，用于接收并发送所述气体浓度信息至监控模块；监控模块400，与所述传输模组300连接，用于接收所述气体浓度信息并根据所述气体浓度信息作安全判断。

图2为本实用新型其中一实施例的气体监测装置的组件连接示意图。所述检测模组100包括六氟化硫传感器110，与所述控制模组200连接，用于检测环境中的六氟化硫浓度数据，并传输至所述控制模组200。臭氧传感器120，与所述控制模组200连接，用于检测环境中的臭氧浓度数据，并传输至所述控制模组200。氧气传感器130，与所述控制模组200连接，用于检测环境中的氧气浓度数据，并传输至所述控制模组200。

具体地，检测模组100中的六氟化硫传感器110、臭氧传感器120和氧气传感器130分别检测所述气体监测装置所处环境中的六氟化硫、臭氧和氧气的气体浓度数据，并将所述六氟化硫、臭氧和氧气的气体浓度数据传输至控制模组200中进行处理。

本实用新型实施例中的气体监测装置采用的sf6传感器(六氟化硫传感器)是基于双光束非分光红外线检测技术的，用于对环境中六氟化硫气体浓度的监测以判断六氟化硫是否泄漏。sf6(六氟化硫)气体化学性质稳定、绝缘性能良好，常用于电子设备的绝缘介质。但同时它也是一种窒息剂，在高浓度下会造成人体呼吸困难、喘息、皮肤和黏膜变蓝、全身痉挛等症状，所以必须对环境中sf6气体浓度进行监测。

本实用新型实施例中的气体监测装置采用的臭氧传感器是基于丝网技术的，用于对环境中臭氧气体浓度的监测以判断臭氧是否泄漏。o3(臭氧)气体很不稳定，在常温下就会慢慢分解，在200℃时迅速分解，且氧化性强。臭氧与多种无机物、有机物均可发生反应。臭氧化空气对大部分金属材料和部分非金属材料都有腐蚀作用，且长时间暴露在高浓度的臭氧气体环境下也会对人体健康造成危害，所以需要对环境中的臭氧浓度进行监测。

本实用新型实施例中的气体监测装置采用的氧气传感器是基于荧光技术的，用于对环境中氧气气体浓度的监测。

在其中一个实施例中，所述控制模组200包括核心控制模块210和按键调试模块220。其中，核心控制模块210分别与所述检测模组100和传输模组300连接，用于接收并处理所述气体浓度数据以获取气体浓度信息。按键调试模块220，用于实现对所述气体监测装置进行id设置及复位。

图3为本实用新型其中一实施例的核心控制模块和按键调试模块的组件连接示意图，在其中一个实施例中，所述核心控制模块210包括规约转换器211，与所述检测模组连接，用于将所述检测模组采集到的数据转换成同一规约标准的数据；数据统计器212，与所述规约转换器211连接，用于接收所述同一规约标准的数据并进行统计；分析单元213，与所述数据统计器212连接，用于根据统计所得的数据分析获得气体浓度信息。

上述核心控制模块210采用stm32l151rdt6芯片，完成对所述气体监测装置的数据处理与存储，协调各模块工作。具体地，当所述检测模组100将检测所得的六氟化硫、臭氧和氧气的气体浓度数据传输至核心控制模块210时，通过规约转换器211将不同的传感器采集到的不同规约的气体浓度数据转换成同一规约标准。通过所述数据统计器212对同一规约标准的气体浓度数据进行统计。经过统计后的数据通过所述分析单元213分析得出气体浓度信息，并再次通过规约转换器211规约转换成适于传输的信息。

在其中一个实施例中，所述按键调试模块220包括按键单元221，与所述核心控制模块210连接，用于对所述气体监测装置进行id设置；复位单元222，与所述核心控制模块210连接，用于对所述气体监测装置进行复位。

具体地，通过按键单元221为安装于不同配电房中的各气体监测装置设定0-15为的id，方便对各气体监测装置进行区别管理。在出现运行状况异常等紧急情况时，通过复位单元222可以对所述气体监测装置进行复位。

在其中一个实施例中，所述传输模组300包括无线传输模块310，与所述控制模组200连接，用于实现与所述监控模块400的无线通信，用于传输所述气体浓度信息；通信接口电路320，与所述控制模组200连接，用于实现所述检测模组100与所述控制模组200间的连接。

上述无线传输模块310为zigbee小无线通信模块、wifi通信模块、蓝牙通信模块或4g无线通信模块。

具体地，控制模组200通过通信接口电路320接收到所述检测模组100检测所得的六氟化硫、臭氧和氧气的气体浓度数据，并通过核心控制模块210对所述气体浓度数据进行处理并分析获取气体浓度信息。传输模组300中的无线传输模块310将所述气体浓度信息无线传输至所述监控模块400。所述监控模块400对接收到的气体浓度信息进行分析判断所述气体监测装置所处环境中的安全情况，实现对配电房的远程监测。

在其中一个实施例中，所述通信接口电路320包括rs485接口。通信接口有多种类型，所述rs485接口是其中一种数据通信接口。在使用所述rs485接口连接各气体传感器与核心控制模块210时需要连接光耦合器，所述光耦合器用于隔离干扰信号。

图4为本实用新型其中一实施例的第一电源模组510和第二电源模组520的组件连接示意图。在其中一个实施例中，所述气体监测装置还包括用于向所述控制模组供电的第一电源模组510。

其中，所述第一电源模组510包括过压保护电路511，用于控制输入的直流电信号的电压处于预设范围内；dc/dc转换器512，与所述过压保护电路连接，用于将所述直流电信号转换为固定电压的直流电信号。

在其中一个实施例中，所述气体监测装置还包括第二电源模组520，所述第二电源模组520分别与所述第一电源模组510、所述通信接口电路320连接，用于向所述通信接口电路320供电，其中，所述第二电源模组还包括隔离转换电路521，分别与所述dc/dc转换器和所述通信接口电路320连接，用于隔离干扰信号并将所述直流电信号转换为适用于供电的直流电信号。

具体地，外部直流电压源将直流电信号加在第一电源模组510的输入端，所述过压保护电路511控制输入的直流电信号处于预设范围内，防止输入电压过大对元器件造成损坏，实现对电路的保护。通过所述dc/dc转换器，将所述直流电信号转换为固定电压的直流电信号，将输入的直流电信号转换成耗电器件所需的电压值。所述第一电源模组510有两路输出，经过第一电源模组510对输入直流电信号的调整后，一路输出对所述核心控制模块210、按键调试模块220、无线传输模块310、六氟化硫传感器110、臭氧传感器120和氧气传感器130进行供电。另一路输出通过第二电源模组520的隔离转换电路521，将直流电信号转换为适用于向所述通讯接口电路320供电的直流电信号，并对所述通讯接口电路320进行供电。

本实用新型实施例中的气体监测装置通过采集所处配电房环境中的六氟化硫、臭氧和氧气的气体浓度数据，控制上述气体浓度在合格的指标范围内，防止有害气体泄漏并对设备造成老化损坏等问题，延长设备使用寿命，提高供电可靠性。上述气体监测装置可以将所采集获得的气体浓度信息通过无线传输的方式传输至监控系统中，实现了对配电房安全状态的远程监测，降低人工巡检成本，提高安全保障。同时，上述气体监测装置可以有效避免漏检、错检等人为性失误，保障电网安全和用电可靠性，提高运维质量。

以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，未对上述实施例中的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。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。