一种基于嵌入式CPS的硫化学品仓库气体实时检测及除臭过滤排放装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于嵌入式CPS的硫化学品仓库气体实时检测及除臭过滤排放装置，属于环境安全技术领域。本发明专利技术包括气体浓度传感器、测量电路、A/D转换器、电池、单片机控制模块、报警模块、继电器控制电路、继电器、吸气机、气动阀；其中气体浓度传感器与测量电路相连，测量电路与A/D转换器相连，A/D转换器与单片机控制模块相连，单片机控制模块分别与报警模块、继电器控制电路和气动阀相连，继电器控制电路与继电器相连，继电器与吸气机相连，电池与气体浓度传感器和单片机控制模块相连。本发明专利技术结构简单、成本低廉，可以根据气体浓度传感器检测仓库内含硫气体的浓度的标准，还可启动装置进行除臭和过滤，降低了含硫气体对大气的污染。

Gas real-time detection and deodorization filtering and discharging device for sulfur chemical warehouse based on embedded CPS

The invention relates to a gas real-time detection and deodorization filtering and discharging device for sulfur chemical warehouse gas based on embedded CPS, belonging to the field of environmental safety technology. The present invention includes a gas concentration sensor, measuring circuit, A/D converter, battery, MCU control module, alarm module, relay control circuit, relay, suction machine, pneumatic valve; the gas concentration sensor and measuring circuit is connected to the measuring circuit and the A/D converter, A/D converter connected with the MCU control module, MCU control module respectively. Alarm module, relay control circuit and pneumatic valve connected to the relay control circuit is connected with the relay and is connected with the suction machine is connected with the relay, battery and gas concentration sensor and single chip microcomputer control module. The invention has the advantages of simple structure, low cost, according to the concentration of sulfur gas concentration sensor detection in the warehouse standard, you can also activate the device for deodorization and filtration, reduce the pollution of atmospheric sulfur gases.

【技术实现步骤摘要】
一种基于嵌入式CPS的硫化学品仓库气体实时检测及除臭过滤排放装置
本专利技术涉及一种基于嵌入式CPS的硫化学品仓库气体实时检测及除臭过滤排放装置，属于环境安全

技术介绍
当今社会中，仓库对于储物起着巨大的作用。在化学品仓库中，因储存的化学品种类繁多，又是通过自行挥发的无组织排放而产生的废气，有着浓度低、成分杂的特点，因此基本无任何回收价值。这些废气不经过处理直接排放到大气环境中，严重破坏了生态环境，危害了人类的身体健康，也制约着国民经济的良性健康发展。本装置主要针对含硫化学品的仓库。目前存在的对于含硫化学品仓库废气收集处理的都是人工进行处理，这样不仅造成人力物力的浪费，而且处理不当也会对工作人员的身体健康造成伤害。该专利技术由国家自然科学基金项目（61562051）、云南省应用基础研究计划重点项目（2014FA029）资助研究，主要在于探索CPS（cyber-physicalsystem,信息物理系统）等实时嵌入式控制系统时序建模方法在全自动处理含硫废气降雨量控制上的应用与推广，解决自动测量和收集处理废气方面离散逻辑控制与连续时间行为的关联转换难题，为硫化学品仓库气体实时检测及除臭过滤排放控制计算进程逻辑时间与物理进程物理时间的一致性提供理论依据。在此理论方法支撑下，本专利技术设计一种基于嵌入式CPS的硫化学品仓库气体实时检测及除臭过滤排放装置，可自动进行测量和收集处理废气，不仅节约了成本，而且对含硫废气处理更加彻底。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于嵌入式CPS的硫化学品仓库气体实时检测及除臭过滤排放装置，用于收集和处理仓库中自动挥发的含硫气体，本装置无须人工控制，可以实现全自动化检测和处理，节约了人力物力，同时也减轻了废气对大气环境的污染。本专利技术的技术方案是：一种基于嵌入式CPS的硫化学品仓库气体实时检测及除臭过滤排放装置，包括气体浓度传感器1、测量电路2、A/D转换器3、电池4、单片机控制模块5、报警模块6、继电器控制电路7、继电器8、吸气机9、气动阀10；其中气体浓度传感器1与测量电路2相连，测量电路2与A/D转换器3相连，A/D转换器3与单片机控制模块5相连，单片机控制模块5分别与报警模块6、继电器控制电路7和气动阀10相连，继电器控制电路7与继电器8相连，继电器8与吸气机9相连，电池4分别与气体浓度传感器1和单片机控制模块5相连。本装置还包括进气口12、气动阀13、输气管道14、气体流量计15、活性炭吸附塔16、加料口17、气体中和池18、阀门19、显示屏20、出气口21；其中，进气口12固定在仓库墙壁11之间，气动阀13位于进气口12上方用于控制气体的进入，吸气机9位于气动阀13的上方，吸气机9、气体流量计15、活性炭吸附塔16和气体中和池18通过输气管道14依次连接，所述活性炭吸附塔16底部设有加料口17，所述气体中和池18侧面设有阀门19，外壁上设有显示屏20，用于显示气体是否达标以及内部中和液的剩余量，上方设有出气口21。所述测量电路2包括气体浓度传感器芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、，运算放大器OP1、运算放大器OP2、电容C1；其中气体浓度传感器1接输入端U1然后接电阻R1与气体浓度传感器芯片管脚1相连，电阻R2一端接气体浓度传感器芯片管脚2，一端接运算放大器OP1的“-”极，电阻R3一端接电阻R1一端，另一端接运算放大器OP1的“+”极，电阻R4一端接电阻R3与运算放大器OP1正极之间，一端接运算放大器OP1输出端，运算放大器OP2“+”极接电阻R4一端，运算放大器OP2“-”极接电阻R5一端，电阻R5另一端接电阻R6，电阻R6另一端接运算放大器OP2输出端，电容C1一端接地，一端接输出端U2。所述单片机控制模块5包括芯片AT89C51、电阻R7、电容C2、电容C3、电容C4、晶振Y1；所述报警模块包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、三极管T1、二极管D1、扬声器。其中电容C2一端接5V等电势，一端接芯片AT89C51的REST脚，电阻R7一端接地，一端接电容C2和芯片AT89C51的REST脚之间，芯片AT89C51的XTAL1脚接电容C3然后接地，芯片AT89C51的XTAL2脚接电容C4一端，电容C4另一端接电容C3一端然后接地，晶振Y1一端接电容C3，一端接电容C4，芯片AT89C51的P1.0脚接电阻R9一端，电阻R9另一端接三极管T1的基极，三极管T1的集电极接电阻R10一端，电阻R10另一端接二极管D1一端，二极管D1另一端接5V等电势，电阻R8一端接三极管T1的集电极，另一端接扬声器一端，扬声器另一端接地。所述继电器控制电路7包括电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、运算放大器OP3、三极管T2、继电器K1、开关S1，其中电阻R11一端与芯片AT89C51的P1.2脚相连，另一端接电阻R12，电阻R13一端接电阻R14一端，另一端与运算放大器OP3连接5V等电势，电阻R14一端接地，另一端接运算放大器OP3“-”极，运算放大器OP3“+”接电阻R12与电阻R11之间，运算放大器OP3的输出端接电阻R16一端，电阻R16另一端接二极管D2的一端，二极管D2的另一端接三极管T2的集电极，电阻R15接三极管T2的基极，三极管T2的发射极接继电器K1，继电器K1控制开关S1，开关S1控制吸气机9的启动和关闭。本专利技术的工作原理是：本装置主要用于放置在仓库的顶部，气体浓度传感器位于仓库内部主要用于测量仓库内含硫气体的浓度。事先会为传感器设置一个监测标准，如果仓库内含硫气体超过该标准，则装置启动。然后气体浓度传感器1测量信号经测量电路2中的U1端输入，经过电阻R1进入气体浓度传感器芯片的管脚1，然后从管脚2流出，经过放大器OP1和放大器OP2两次放大后通过电阻R6以及输出端U2流出然后经过A/D转换器接芯片AT89C51芯片的P1.1脚。AT89C51芯片接收到信号后会将信号通过P1.2脚将信号发送给报警模块，报警模块接受信号后进行报警。同时AT89C51芯片会同时将信号通过P1.2脚发送给继电器控制电路，信号通过电阻R11然后经过运算放大器OP3正极流进，输出端流出，然后通过电阻R15接三极管T2基极，从三极管T2的发射极流出，接继电器K1，继电器K1控制开关S1，开关S1控制吸气机打开，然后吸气机将气体吸入管道装置开始进行净化气体。本专利技术的有益效果是：本装置可以自动检测仓库内含硫气体的浓度是否超标，如果超标可以自动开启装置进行过滤和排放气体，节省人力物力，极大的降低了成本，节约了资源并且减少了对环境的污染，具有实用性以及较高的市场推广价值意义。附图说明图1为本专利技术的系统总体结构图；图2为本专利技术的外部结构图；图3为本专利技术测量电路图；图4为本专利技术的单片机控制模块电路图；图5为本专利技术的继电器控制电路图；图中各标号：1-气体浓度传感器，2-测量电路，3-A/D转换器，4-电池，5-单片机控制模块，6-报警模块，7-继电器控制电路，8-继电器，9-吸气机，10-气动阀，11-仓库墙壁，12-进气口，13-气动阀，14-输气管道，15-气体流量计，16-活性炭吸附塔，17-加料口，18-气体中和池，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于嵌入式CPS的硫化学品仓库气体实时检测及除臭过滤排放装置，其特征在于：包括气体浓度传感器（1）、测量电路（2）、A/D转换器（3）、电池（4）、单片机控制模块（5）、报警模块（6）、继电器控制电路（7）、继电器（8）、吸气机（9）、气动阀（10）；其中气体浓度传感器（1）与测量电路（2）相连，测量电路（2）与A/D转换器（3）相连，A/D转换器（3）与单片机控制模块（5）相连，单片机控制模块（5）分别与报警模块（6）、继电器控制电路（7）和气动阀（10）相连，继电器控制电路（7）与继电器（8）相连，继电器（8）与吸气机（9）相连，电池（4）分别与气体浓度传感器（1）和单片机控制模块（5）相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌入式CPS的硫化学品仓库气体实时检测及除臭过滤排放装置，其特征在于：包括气体浓度传感器（1）、测量电路（2）、A/D转换器（3）、电池（4）、单片机控制模块（5）、报警模块（6）、继电器控制电路（7）、继电器（8）、吸气机（9）、气动阀（10）；其中气体浓度传感器（1）与测量电路（2）相连，测量电路（2）与A/D转换器（3）相连，A/D转换器（3）与单片机控制模块（5）相连，单片机控制模块（5）分别与报警模块（6）、继电器控制电路（7）和气动阀（10）相连，继电器控制电路（7）与继电器（8）相连，继电器（8）与吸气机（9）相连，电池（4）分别与气体浓度传感器（1）和单片机控制模块（5）相连。2.根据权利要求1所述的基于嵌入式CPS的硫化学品仓库气体实时检测及除臭过滤排放装置，其特征在于：还包括进气口（12）、气动阀（13）、输气管道（14）、气体流量计（15）、活性炭吸附塔（16）、加料口（17）、气体中和池（18）、阀门（19）、显示屏（20）、出气口（21）；其中，进气口（12）固定在仓库墙壁（11）之间，气动阀（13）位于进气口（12）上方用于控制气体的进入，吸气机（9）位于气动阀（13）的上方，吸气机（9）、气体流量计（15）、活性炭吸附塔（16）和气体中和池（18）通过输气管道（14）依次连接，所述活性炭吸附塔（16）底部设有加料口（17），所述气体中和池（18）侧面设有阀门（19），外壁上设有显示屏（20），上方设有出气口（21）。3.根据权利要求1所述的基于嵌入式CPS的硫化学品仓库气体实时检测及除臭过滤排放装置，其特征在于：所述测量电路（2）包括气体浓度传感器芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、，运算放大器OP1、运算放大器OP2、电容C1；其中气体浓度传感器（1）接输入端U1然后接电阻R1与气体浓度传感器芯片管脚1相连，电阻R2一端接气体浓度传感器芯片管脚2，一端接运算放大器OP1的“-”极，电阻R3一端接电阻R1一端，另一端接运算放大器OP1的“+”极，电阻R4一端接电阻R3与运算放大器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶，王亮，郭立，范洪博，容会，李润鑫，孙俊，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53