一种户内燃气管道气密性检验仪的制作方法

本实用新型涉及燃气管道严密性检测相关技术领域，尤其是一种户内燃气管道气密性检验仪。

背景技术：

天然气管道是直接连通在居民户内，给广大居民日常生活带来了极大便利，然而天燃气管道能否安全、有效严密的运行，同样也摆在了燃气公司、建设单位和居民面前。天然气本身无毒，但是人体吸入天然气后，会导致人呼吸困难，会在人不知情的情况下窒息而死，从而燃气管道户内的严密性，直接影响到居住在房间内居民的生命安全，故要采用严格的措施和手段，检测燃气管道的严密性，以确保燃气管道的安全运行。

以往燃气职工采用u形压力计（水柱表）来检查是否发生燃气管道泄漏，首先由工作人员向管道到用嘴吹气，将燃气管道的压力上升到5kpa以上开始观察u形压力计（水柱表）15分钟，看看u形压力计（水柱表）中液位是否下降，这种方法有人工读数的误差，由于采用人工每小时记录压力数值的情况，不能排除记录者的主观因素，在特殊情况下，可能出具虚假记录，蒙混过关，给安全生产留下安全隐患，工程验收过程无法追塑，不能及时保证管道严密性的检测结果，从而给燃气管道日后的运行带来不便和隐患。

此外，由于普通的电子压力表不具有数据存储功能，无法对数据进行前后分析，判定是否泄漏等情况，同时便携性也是该仪器具备的特点，使得产品开发的难度比较大，目前国内外，还没有一款专门用于判定管道密封性结果的电子产品。

此外，水银气压计的刻度事宜温度为0℃，纬度为45°的海平面高度为标准，从u形气压表上直接读取的数值，除进行仪器误差校正外，在精密的工作中，还必须进行温度，纬度及海拔高度的校正，校正过程复杂，不易获得准确的压力值，且水银的纯度对压力测量结果造成误差；在测量压力较高一点的管道时候，需要采用水银压力计，水银属于有毒、容易挥发性的物质,挥发性的水银在空气中容易生成雾状吸入肺部，刺激呼吸道和水银中毒的症状。水银不慎流入地面，会给土壤、水源造成很大影响。并且，由于采用人工记录，不便于数据存档，发生安全事故后，很难追究相关责任人的责任。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种户内燃气管道气密性检验仪，它可以弥补现有技术的空白，其结构简单、容易实现，具有一定的实用性和发展前景。

本实用新型的技术方案：一种户内燃气管道气密性检验仪，包括外壳、打压装置及壳内的检测电路系统，所述外壳上配有显示屏及按键，打压装置安装于外壳内，其特征在于所述壳内的检测电路系统是无线远传压力记录仪，包括传感器单元、差压放大器电路单元、看门狗复位电路单元、主控制器单元、报警单元、按键控制单元、液晶显示单元、存储器单元、无线通讯模块、低电压/过流保护电路单元、低功耗稳压电源及充电电路单元；其中，所述传感器单元安装在传感器安装板上；所述主控制器单元的输入端分别与看门狗复位电路单元、按键控制单元及低电压/过流保护电路单元的输出端连接，其输出端与报警单元、存储器单元、无线通讯模块及液晶显示单元连接；所述主控制器单元与差压放大器电路单元之间呈双向数据连接；所述差压放大器电路单元的输入端接收传感器单元的输出信号，将压差信号进行放大、模数转换，将该信号转换成可以显示和记录的数字信号；所述低功耗稳压电源的输入端连接充电电路单元，其输出端与低电压/过流保护电路单元连接；所述按键单元与外壳上的按键有效连接；所述打压装置的打压口设置于外壳上。

所述主控制器单元和液晶显示单元均采用spi四线制数据接口；所述存储器单元也是采用spi接口。

所述按键控制单元是由6位按键防抖电路构成；所述按键控制单元首先将开关连接上拉电阻，然后再经过计数器cd40160进行施密特逻辑非门电路整形后送到主控制器单元，提高按键的抗干扰能；当没有按键的时候，主控制器单元将检查到高电平，按键按下时，主控制器单元将检查到低电平，低电平维持时间大于50毫秒，确认一个有效按键。

所述传感器单元由压力传感器和温度传感器的一种或两种组合构成。

所述压力传感器采用mpx2010系列压力传感器；所述mpx2010mpx2010系列传感器采用电桥电路结构形式，压力的变化将引发电桥电阻变化，以导致输出差压的不平衡，从而形成压差；所述温度传感器是pt100系列温度传感器。

所述差压放大器电路单元是sd16差压放大器，采用两级运放电路结构，其连接为常规连接。

所述液晶显示单元是由液晶驱动模块和液晶显示屏构成；所述液晶驱动模块是采用ht1621低功耗段式液晶驱动芯片，用于接主控制器单元的控制信号，对压力传感器的实测数据、电池电量在液晶显示屏上进行实时显示；所述ht1621低功耗段式液晶驱动芯片具有功耗低、体积小、重量轻、超薄、可视面积大，画面效果好、分辨率高，抗干扰能力强等优点。

所述主控制器单元采用msp430f2418单片机为核心，以低压微功耗电路结构为外围电路，满足电池供电的需求，其连接为常规连接。

所述存储器单元是由存储芯片w25l256及fm25l256构成。

所述无线通讯模块上有手机卡座，用于插放sim卡，实现对压力及温度数据的无线远传；所述无线通讯模块基于nbiot窄带物联网技术，实现超低功耗，不限制距离的数据传输。

所述低电压/过流保护电路单元是由低电压保护模块、保险丝限流模块和过流保护模块构成；所述保险丝限流模块能够防止电池反接；所述过流保护模块是和无线铜须模块bc95电路结构，采用开挂电源进行过流保护；所述无线铜须模块bc95与主控制器单元之间采用串行异步通讯；所述无线铜须模块bc95的铜须波特率为19200bps。

所述电源是3.6v*2ah可充电的锂电池，属于低功耗稳压电源，供电电压为3~4.2v，电压低于3.7v时，液晶显示单元将显示电池电量低的符号，需及时对仪表进行充电；所述电源还可以是1.5v*2节干电池的结构。

所述户内燃气管道气密性检验仪上带有usb的5v充电接口，能够通过充电电路单元对电源进行充电。

所述报警单元采用蜂鸣器发声和发光二极管指示的两种方式；通常，室内严密性检测过程需要压力保持15分钟，以没有出现压力降为准，待气泵完成注压后，压力记录仪每5秒钟采集一次压力，若出现压降大于4pa，则开始报警，蜂鸣器发出测压失败的响声提示，待检查泄漏后，重新启动试压判密过程。

本实用新型的优越性：结构简单，容易实现；能够实时地将检测到的户内燃气管道气密性数据通过sim卡实现数据的无线远传，便于数据存档；成本低、功耗小、稳定性高。

附图说明

图1为本实用新型所涉一种户内燃气管道气密性检验仪的整体结构框图。

图2为本实用新型所涉一种户内燃气管道气密性检验仪的外壳示意图。

图3-a、图3-b为本实用新型所涉一种户内燃气管道气密性检验仪的检测电路系统中元器件安装示意图（其中，图3-a为正面，图3-b为反面）

其中，1为壳体，2为显示屏，3为按键，4为打压口，5为液晶显示单元，6为存储器单元，7为传感器安装板，8为差压放大器电路单元，9为按键控制单元，10为主控制器单元，11为手机卡座，12按键排线插头，13为无线通讯模块，14为手机天线座，15为压力传感器，16为电池限流保护模块。

具体实施方式

实施例：一种户内燃气管道气密性检验仪，如图1所示，包括外壳1、打压装置及壳内的检测电路系统，所述外壳1上配有显示屏2及按键3，打压装置安装于外壳1内，其特征在于所述壳内的检测电路系统是无线远传压力记录仪，包括传感器单元、差压放大器电路单元8、看门狗复位电路单元、主控制器单元10、报警单元、按键控制单元9、液晶显示单元5、存储器单元6、无线通讯模块13、低电压/过流保护电路单元、低功耗稳压电源及充电电路单元；其中，所述传感器单元安装在传感器安装板7上；所述主控制器单元10的输入端分别与看门狗复位电路单元、按键控制单元9及低电压/过流保护电路单元的输出端连接，其输出端与报警单元、存储器单元、无线通讯模块13及液晶显示单元5连接；所述主控制器单元10与差压放大器电路单元8之间呈双向数据连接；所述差压放大器电路单元8的输入端接收传感器单元的输出信号，将压差信号进行放大、模数转换，将该信号转换成可以显示和记录的数字信号；所述低功耗稳压电源的输入端连接充电电路单元，其输出端与低电压/过流保护电路单元连接；所述按键单元9与壳体1上的按键3有效连接；所述打压装置的打压口4设置于外壳1上，如图2所示。

所述主控制器单元10和液晶显示单元5及存储器单元6之间均依spi四线制数据接口连接。

所述按键控制单元9是由6位按键防抖电路构成，带按键排线插头12，如图3-a所示，依靠按键芯片与壳体1上的按键3呈有效连接；所述按键控制单元9首先将开关连接上拉电阻，然后再经过计数器cd40160进行施密特逻辑非门电路整形后送到主控制器单元10，提高按键的抗干扰能；当没有按键的时候，主控制器单元10将检查到高电平，按键按下时，主控制器单元10将检查到低电平，低电平维持时间大于50毫秒，确认一个有效按键。

所述传感器单元由mpx2010系列压力传感器15和pt100系列温度传感器构成；mpx2010mpx2010系列传感器采用电桥电路结构形式，压力的变化将引发电桥电阻变化，以导致输出差压的不平衡，从而形成压差。

所述差压放大器电路单元8是sd16差压放大器，采用两级运放电路结构。

所述液晶显示单元5是由ht1621低功耗段式液晶驱动芯片和液晶显示屏构成，如图3所示；液晶驱动芯片用于接主控制器单元10的控制信号，对压力传感器的实测数据、电池电量在液晶显示屏上进行实时显示，具有功耗低、体积小、重量轻、超薄、可视面积大，画面效果好、分辨率高，抗干扰能力强等优点，如图3-a所示。

所述主控制器单元10采用msp430f2418单片机为核心，以低压微功耗电路结构为外围电路，满足电池供电的需求，其连接为常规连接。

所述存储器单元6是由存储芯片w25l256及fm25l256构成，如图3-a所示，其连接为常规连接。

所述无线通讯模块13上有手机卡座11及手机天线座14，用于插放sim卡，实现对压力及温度数据的无线远传，如图3所示；所述无线通讯模块是基于nbiot窄带物联网技术的nbiot通讯模块，如图3-b所示，实现超低功耗，不限制距离的数据传输。

所述低电压/过流保护电路单元是由电池限流保护模块16、低电压保护模块、保险丝限流模块和过流保护模块构成；所述保险丝限流模块能够防止电池反接；所述过流保护模块是无线铜须模块bc95电路结构，采用开挂电源进行过流保护；所述无线铜须模块bc95与主控制器单元之间采用串行异步通讯；所述无线铜须模块bc95的铜须波特率为19200bps。

所述电源是3.6v*2ah可充电的锂电池，属于低功耗稳压电源，供电电压为3~4.2v，电压低于3.7v时，液晶显示单元将显示电池电量低的符号，需及时对仪表进行充电。

所述户内燃气管道气密性检验仪上带有usb的5v充电接口，能够通过充电电路单元对电源进行充电。

所述报警单元采用蜂鸣器发声和发光二极管指示的两种方式；通常，室内严密性检测过程需要压力保持15分钟，以没有出现压力降为准，待气泵完成注压后，压力记录仪每5秒钟采集一次压力，若出现压降大于4pa，则开始报警，蜂鸣器发出测压失败的响声提示，待检查泄漏后，重新启动试压判密过程。