[实用新型]一种基于无线传感器的碳氢气体监测系统

说明书

本实用新型属于气体监测技术领域，公开了一种基于无线传感器的碳氢气体监测系统，设置有Zigbee模块，Zigbee模块通过数据线与碳氢传感器和温度湿度传感器；Zigbee模块通过数据线传感器备用接口和调试接口连接，传感器备用接口可连接备用传感器，调试接口可连接调试设备。本实用新型以扩散式代替泵吸式，解决监测滞后和结果不准确的问题；采用扩散式设计省去气泵和阀门等机械部件，解决成本高和故障率高的问题；通信方式以无线通信代替有线通信，解决通信线缆带来的设备安装困难；通过设置有电池盒，电池盒内部卡接固定有电池，供电方式以大容量电池代替市电供电，解决供电电线引起的安装问题。

技术领域

本实用新型属于气体监测技术领域，尤其涉及一种基于无线传感器的碳氢气体监测系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：碳氢气体特别是石油与天然气工程中油气混合物引起的事故，给国家经济建设和人民生活带来巨大影响。实现碳氢气体实时准确监测，对经济社会有及其重要的作用。现有技术一：一种非分光式红外(NDIR)碳氢气体分析器，非分光式红外(NDIR)碳氢气体分析器的光学系统由光源部件、气室和检测器三部分组成；电气系统由前置放大器、主放大器、微处理控制电路、温控和供电五部份组成；气路系统由稳压阀、过滤器、抽气泵、电磁三通阀等部分组成。光源部件将连续的红外辐射调制成6.25Hz的断续辐射，再交替地通过气室的分析边和参比边(单管隔半气室，参比边密封着不吸收红外线的高纯氮气)，最后被检测器(该仪器采用的检测器是胆酸锂热释电检测器)吸收。当分析室通入高纯氮气时，则检测器交替接收的参比边和分析边红外辐射能量相等，仪器的输出信号为零；当分析室通入待测气体时，检测器所接收的参比信号不变，而分析信号由于分析室中待测气体的吸收而发生变化，于是便产生一个与待测气体浓度成比例的输出信号。该微小的电信号通过前置放大、主放大、选频、相敏检波和滤波等多个环节变成与待测气体浓度成比例的直流电信号。光学部件输出信号传输给单片机控制器，经AD转换后，蓝屏显示仪器读数。用户菜单可设定校准、报警、数据等功能。这种分析仪结构复杂，环境对于光学器件影响大，光学器件、泵、阀和信号处理系统的硬件软件设计调试时间长，生产成本高，测量时设备内部的泵将被测量气体吸入分析气室，因此测量滞后的时间受制于吸气管道的长度。另外，抽气的过程会被测量气体流场、浓度场产生一定的干扰，导致即使测量结果不能准确代表被测量位置的浓度。现有技术二：一种便携式可燃气体检测仪，系统由传感器电路、传感器可控加热回路、温度湿度检测电路、传感器信号处理电路、A/D转换电路、A/D转换参考电源、气体泵单元、单片机及其外围电路、液晶显示电路、键盘电路、声光报警电源、RS-232接口电路及PC机组成。系统的工作流程为由单片机控制空气泵将待测气体泵入传感器所在的腔体，非电信号的待测气体由传感器转化为模拟电信号后由A/D转换单元将该模拟信号进行数模转换，转换后的数字信号送至单片机，单片机将检测之后的数据进行处理，根据温度和湿度传感器得出的系统所处环境的温度和湿度，对传感器测得数据进行补偿和修订，如果达到报警值则通过声光报警单元进行报警，单片机可将采集到的数据通过RS-232接口电路送到PC机进行数据处理。操作人员可以通过系统中的键盘来动态设定报警限值，并可通过液晶显示芯片读出检测结果。这种检测仪操作复杂，功耗大，机械部件成本较高，测量时气泵通过气管抽气进入传感器，造成监测滞后，抽气时对被测量气体流场造成干扰，导致测量结果不能准确反映被监测点数据。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有的碳氢气体监测装置测量方式采用泵吸式，导致监测滞后和结果不准确的问题。

(2)现有的碳氢气体监测装置通信方式采用有线通信，导致通信线缆带来的设备安装困难。

(3)现有的碳氢气体监测装置供电方式采用市电供电，导致供电电线引起的安装问题。

(4)现有的碳氢气体监测装置采用气泵和阀门等机械部件，导致成本高和故障率高的问题。

解决上述技术问题的难度和意义：