一种多用途气体监测保护系统技术方案

一种多用途气体监测保护系统，包括气体传感器、数据采集模块、数据处理模块和监测终端；气体传感器，包括氧气传感器以及二氧化碳传感器，用于对空气中的氧气和二氧化碳进行检测并且输出模拟信号；数据采集模块，用于对气体传感器输出的模拟信号进行采集，将模拟信号转化为数字信号，并上传给数据处理和控制模块；数据处理模块，用于接收并存储数据采集模块上传的数字信号，对数字信号进行滤波，并输出数据；监测终端，对数据处理模块输出的数据进行显示，并且对气体超过阈值时进行报警和启动供气模块。本实用新型专利技术实现对空气中未知气体侵入的监测预警和注入有益气体达到保护的目的，对防止气体中毒和储存物泄漏有积极作用。

【技术实现步骤摘要】
一种多用途气体监测保护系统
本技术属于气体传感
，具体涉及一种多用途气体监测保护系统。
技术介绍
目前由于对气体环境监测的缺乏，导致一氧化碳中毒或者由于易燃易爆气体泄露产生爆炸导致人员伤亡的事故案件屡有发生，并且在武警部队和公安等执法部门在执行防爆、反恐、执勤、处突、维稳等作战任务时，为迅速掌握气体环境信息，保障作战行动的气体环境安全，因此需要一种对空气中多种气体敏感的气体监测方式和系统。由于空气中氧气所占体积比约为20％左右，二氧化碳所占体积比约为0.03％，其余约79％为氮气，还有微量其他气体。氮气作为一种惰性气体，不便于进行传感。专利201720018886.1采用多种类型的传感器对不同类型的气体进行监测，针对不同有气味的气体采用不同的检测方式，提高了监测的精确性，但是其成本较高，而且监测的气体种类有限。专利201210036399.X仅仅通过对氧气的监测来检测鸡舍中是否有有害气体，虽然针对中国专利技术专利201110136466.0一种化工园区有毒有害气体检测系统中针对每一种有毒气体，需要分别设置一套专用设备，成本较高，推广难度大进行了改进，降低了成本、扩大了适用范围，但仅仅对单一气体的检测来推算有害气体其在精确度上说服力稍显不足。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种多用途气体监测保护系统。为实现上述目的，本技术采用如下的技术方案：一种多用途气体监测保护系统，包括气体传感器、数据采集模块、数据处理模块和监测终端；气体传感器，包括氧气传感器以及二氧化碳传感器，用于对空气中的氧气和二氧化碳进行检测并且输出模拟信号；数据采集模块，对气体传感器输出的模拟信号进行采集，将模拟信号转化为数字信号，并上传给数据处理和控制模块；数据处理模块，用于接收并存储数据采集模块上传的数字信号，对数字信号进行滤波，并输出数据；监测终端，对数据处理模块输出的数据进行显示，并且对气体超过阈值时进行报警和启动供气模块。本技术进一步的改进在于，氧气传感器为量程为0-25％的电化学式氧气传感器。本技术进一步的改进在于，二氧化碳传感器为量程为0-10000ppm的NDIR式的二氧化碳传感器。本技术进一步的改进在于，数字滤波器和数据存储及运算单元构成，氧气传感器以及二氧化碳传感器通过数据采集模块与数字滤波器相连，数字滤波器与数据存储及运算单元相连。本技术进一步的改进在于，监测终端由数据显示器、预警器、网络连接器以及WiFi连接器构成；数据显示器、预警器、网络连接器以及WiFi连接器均与数据存储及运算单元相连。本技术进一步的改进在于，供气系统由电子控制开关、高压气管和风力分散装置构成，电子控制开关与数据存储及运算单元相连，高压气管和风力分散装置均与电子控制开关相连。与现有技术相比，本实用型的有益效果为：本技术通过设置氧气传感器以及二氧化碳传感器，两种气体传感器与数据采集模块相连，经数据处理模块，在监测终端能够实现能够对空气中的杂质气体有较高的敏感性，监测终端判断当前室内空气含量和侵入气体并进行报警，根据使用环境启动供气系统补充所需气体。通过对氧气和二氧化碳两种气体的监测来判断空气中是否有进入其他杂质气体，并且计算杂质气体的量，还能通过室内氧气与二氧化碳两种气体量的变化来判断室内气体环境的状态，在氧气浓度低于阈值时进行报警并供氧。因此这种监测系统可以避免采用多种其他气体传感器，从而就能对其他气体进行监测。本技术可以对气体环境进行精确和稳定的监测，兼顾了精确性的同时，扩大了检测气体的种类，实现对空气中未知气体侵入的监测预警和注入有益气体达到保护的目的，对防止气体中毒和储存物泄漏有积极作用。进一步的，本技术中采用量程为0-25％的电化学式氧气传感器，最大荷载为30％，最大温度范围-20至50摄氏度，相对湿度范围5-95％期望使用寿命空在气中为2年，并且该传感器的输出为模拟信号，线性度为0.1％FS，反应时延小于15秒具有较高的线性度和灵敏度，选择性强。进一步的，本技术中采用量程为0-10000ppm的NDIR式的二氧化碳传感器，二氧化碳传感器采用非色散红外吸收的气体检测模组，适合检测室温条件下气体环境中的二氧化碳浓度，工作温度为-12至62摄氏度，湿度范围为0-90％。红外传感器拥有抗干扰能力较强，并且选择型号可靠性很高，选择性很好，精度也高，没有毒，受到环境的干扰较小，寿命比较长，对氧气不依赖等等的优点。因此，本实用型可以对气体环境进行精确和稳定的监测。本技术采用两种不同类型的气体传感器对气体进行监测，兼顾了精确性的同时，扩大了检测气体的种类。氧气约占空气成分的20％，而二氧化碳约占空气成分的0.03％，因此采用的氧气传感器与二氧化碳传感器的精度也是不同的。附图说明图1为本技术的多用途气体监测保护系统示意图。图2为本技术的流程图。图中，1为氧气传感器，2为二氧化碳传感器，3为滤波器，4为数据存储及运算单元，5为数据显示器，6为预警器，7为网络连接器，8为WiFi连接器，9为电子控制开关，10为高压气管，11为风力分散装置，12为数据采集模块。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细说明。参照图1和图2，本技术的多用途气体监测保护系统包括气体传感器、数据采集模块、数据处理模块和监测终端；气体传感器，包括氧气传感器1以及二氧化碳传感器2两种传感器，用于对空气中的氧气和二氧化碳进行检测并且输出模拟信号。氧气传感器1采用量程为0-25％的电化学式氧气传感器，二氧化碳传感器2采用量程为0-10000ppm的NDIR式的二氧化碳传感器。数据采集模块12，对气体传感器输出的模拟信号进行采集，将模拟信号转化为数字信号，并上传给数据处理和控制模块。数据处理模块，用于接收并存储数据采集模块12上传的数字信号，对数字信号进行滤波和计算，并输出数据。数据处理模块主要由数字滤波器3和数据存储及运算单元4构成，氧气传感器1以及二氧化碳传感器2均经数据采集模块12与数字滤波器3相连，数字滤波器3与数据存储及运算单元4相连。采用数字信号滤波提高信号信噪比，存储对信号的采样值，对信号进行估计并计算出此时的气体浓度。通过数据采集模块12分别采集氧气传感器的数据和二氧化碳传感器的数据；两路信号分别通过数字滤波器3，并在数据存储及运算单元4中通过下式计算未知侵入气体浓度y：y＝k1((x1(n)-x1(n-1))+k2(x2(m)-x2(m-1))，其中，y代表未知侵入气体浓度，k1、k2均为运算的修正系数，k1取值为8.5～10.5之间，k2取值为2.0～3.5之间，X1(n)为氧气传感器当前时刻的浓度，X1(n-1)为氧气传感器前一时刻的浓度，X2(m)为二氧化碳传感器当前时刻的浓度，X2(m-1)为二氧化碳传感器前一时刻的浓度。监测终端，对数据处理模块输出的数据进行显示，并且对气体超过阈值时进行报警和启动供气模块。即监测终端对数据处理模块所估计出的信号进行图像显示。在超过阈值时的数据，通过声音、网络等多通道进行报警，并显示浓度和启动供气系统。具体的，监测终端判断当前室内空气含量和侵入气体并进行报警，根据使用环境控制供气系统补充所需气体。监测终端主要由数据显示器5、预警器6、网络连接器7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多用途气体监测保护系统，其特征在于，包括气体传感器、数据采集模块、数据处理模块和监测终端；气体传感器，包括氧气传感器(1)以及二氧化碳传感器(2)，用于对空气中的氧气和二氧化碳进行检测并且输出模拟信号；数据采集模块，对气体传感器输出的模拟信号进行采集，将模拟信号转化为数字信号，并上传给数据处理和控制模块；数据处理模块，用于接收并存储数据采集模块上传的数字信号，对数字信号进行滤波，并输出数据；监测终端，对数据处理模块输出的数据进行显示，并且对气体超过阈值时进行报警和启动供气模块。

【技术特征摘要】
1.一种多用途气体监测保护系统，其特征在于，包括气体传感器、数据采集模块、数据处理模块和监测终端；气体传感器，包括氧气传感器(1)以及二氧化碳传感器(2)，用于对空气中的氧气和二氧化碳进行检测并且输出模拟信号；数据采集模块，对气体传感器输出的模拟信号进行采集，将模拟信号转化为数字信号，并上传给数据处理和控制模块；数据处理模块，用于接收并存储数据采集模块上传的数字信号，对数字信号进行滤波，并输出数据；监测终端，对数据处理模块输出的数据进行显示，并且对气体超过阈值时进行报警和启动供气模块。2.根据权利要求1所述的一种多用途气体监测保护系统，其特征在于，氧气传感器(1)为量程为0-25％的电化学式氧气传感器。3.根据权利要求1所述的一种多用途气体监测保护系统，其特征在于，二氧化碳传感器(2)为量程为0-10000ppm的NDIR式的二氧化碳传感器。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：曾俊，曾令坤，赵耀，薛军，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队工程大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61