一种管道内危险气体实时监测设备
阅读说明：本技术 一种管道内危险气体实时监测设备 (Real-time monitoring equipment for hazardous gas in pipeline ) 是由 许志永 于 2021-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及公开了一种管道内危险气体实时监测设备,包括箱体、供电模块、无线通信定位模块、气体检测模块、水位液位传感模块、控制模块、装置盖板和PCB安装板,供电模块固定安装在箱体的内部的顶端,无线通信定位模块固定安装在箱体的顶部,气体检测模块固定安装在箱体的内部的底端,PCB安装板固定安装在气体检测模块的前端,水位液位传感模块固定安装在箱体的内部的底端,控制模块固定安装在箱体的内部的前端,供电模块、无线通信定位模块、气体检测模块、水位液位传感模块和控制模块均通过电线与PCB安装板电性连接。本发明的目的是全面监测管道的内部的环境的危险气体的浓度,并实时通讯传输数据分析预测从而达到监测可视化。(The invention relates to and discloses real-time monitoring equipment for hazardous gas in a pipeline, which comprises a box body, a power supply module, a wireless communication positioning module, a gas detection module, a water level and liquid level sensing module, a control module, a device cover plate and a PCB (printed circuit board) mounting plate, wherein the power supply module is fixedly mounted at the top end inside the box body, the wireless communication positioning module is fixedly mounted at the top end inside the box body, the gas detection module is fixedly mounted at the bottom end inside the box body, the PCB mounting plate is fixedly mounted at the front end of the gas detection module, the water level and liquid level sensing module is fixedly mounted at the bottom end inside the box body, the control module is fixedly mounted at the front end inside the box body, and the power supply module, the wireless communication positioning module, the gas detection module, the water level and liquid level sensing module and the control module are all electrically connected with the PCB mounting plate through wires. The invention aims to comprehensively monitor the concentration of the dangerous gas in the environment inside the pipeline and communicate, transmit, analyze and predict data in real time so as to achieve monitoring visualization.)
技术领域
本发明涉及监测设备技术领域，特别涉及一种管道内危险气体实时监测设备。
背景技术
市政排水管指市政道路下的雨水、污水管道，即俗称的“下水管道”，在工程上通常称为市政排水管道。根据中国市政道路下设施现状，一般设置有不同的管线，如电力、通信、煤气、给水、排水管道等等。而排水管道由于考虑雨、污分流的措施，即雨水一般就近排入河流，污水排入污水处理厂。市政排水管道承担着城市发展中必要的排污和排涝等重要作用，是城市基础设施的重要组成部分。随着智慧城市和智慧水务建设的发展，市政排水管道的综合在线监测对于城市的高效管理尤为重要。相比于人工检查和采集数据，使用监测设备拥有实时监测可视化的优势，检测设备上的传感器监测和上传市政排水管道的水流、淤积、有机物等信息，通过分析检测到的信息进行预测，可以帮助指导雨天排涝、河道治理、管道清淤等工作。在实际应用中，排水管道的环境复杂恶劣，为了能够有效应对这些排水管道自身的特点，检测设备需要具备高度的稳定性、安全性和准确性。
发明内容
本发明的目的是提供一种管道内危险气体实时监测设备，以解决上述现有技术存在的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种管道内危险气体实时监测设备，包括箱体、供电模块、无线通信定位模块、气体检测模块、水位液位传感模块、控制模块、装置盖板和PCB安装板，所述供电模块固定安装在所述箱体的内部的顶端，所述无线通信定位模块固定安装在箱体的顶部，所述气体检测模块固定安装在所述箱体的内部的底端，所述PCB安装板固定安装在所述气体检测模块的前端，所述水位液位传感模块固定安装在所述箱体的内部的底端，所述控制模块固定安装在所述箱体的内部的前端，所述供电模块、无线通信定位模块、气体检测模块、水位液位传感模块和控制模块均通过电线与PCB安装板电性连接。
在进一步的实施例中，所述箱体的底部固定安装有气体进口/气体出口，所述体进口/气体出口由两根直管组成，两根直管之间有间隔，且两根直杆均轴线竖直的固定安装在所述箱体的底部。
在进一步的实施例中，所述无线通信定位模块由无线信号通信装置和无线信号定位装置组成，所述无线信号通信装置的通信方式采用4G/5G信号传输，无线信号定位装置的定位功能采用GPS/北斗定位的方式，所述无线通信定位模块设置有部分穿过并延伸至箱体的外部的定制聚乙烯外壳部分。
在进一步的实施例中，所述水位液位传感模块由超声波传感器和液位传感器组成，所述箱体的内部的底部固定安装有支架，所述超声波传感器固定安装在所述支架上，且超声波传感器的底端穿过并延伸至箱体的外部，所述超声波传感器与箱体的穿出部设置有密封装置。
在进一步的实施例中，所述箱体的底部固定安装有防水接头，所述液位传感器位于箱体的外侧，且液位传感器连接端固定安装在防水接头的底部。
在进一步的实施例中，所述箱体的内部的中间位置设置有水平放置的隔板，所述隔板用于把箱体的内部分隔为上腔室和下腔室，所述供电模块固定安装在所述箱体的上腔室的内部，所述箱体上设置有装置盖板，所述装置盖板用于完全封闭所述箱体。
在进一步的实施例中，所述气体检测模块、控制模块和PCB安装板均固定安装在所述箱体的下腔室的内部，所述箱体的内部设置有多个线槽，所述箱体的内部用于连接的电线均固定安装在线槽的内部。
在进一步的实施例中，所述箱体的内部灌胶处理。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
通过箱体的内部安装有供电模块、无线通信定位模块、气体检测模块、水位液位传感模块、控制模块、PCB安装板的设置，能够起到全面监测管道的内部的环境的易燃易爆物质的浓度，并实时通讯传输数据分析预测从而达到监测可视化的效果；
2.通过箱体的内部灌胶处理的设置，能够起到箱体内部模块安装位置稳固，减少震动，同时起到三防的效果；
3.通过箱体分腔和线槽的设计，能够起到将设备功能组件模块化和集成化，有利于减小设备体积和便于后期维修时排查故障器件的效果。
附图说明
图1是本发明的管道内部环境监测装置的整体结构示意图；
图2是本发明的使用状态结构示意图；
图3是本发明的数据监测系统框图；
图4是本发明的PCB安装板的结构示意图。
图中，1、箱体；2、供电模块；3、无线通信定位模块；4、气体检测模块；5、水位液位传感模块；6、控制模块；7、装置盖板；8、PCB安装板；9、线槽；10、支架；11、超声波传感器；12、液位传感器；13、防水接头；14、电源保险；15、气体进气/气体出口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图1中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定中心的方向。
实施例1：
如图1-4所示，一种管道内危险气体实时监测设备，包括箱体1、供电模块2、无线通信定位模块3、气体检测模块4、水位液位传感模块5、控制模块6、装置盖板7和PCB安装板8，供电模块2固定安装在箱体1的内部的顶端，无线通信定位模块3固定安装在箱体1的顶部，气体检测模块4固定安装在箱体1的内部的底端，PCB安装板8固定安装在气体检测模块4的前端，水位液位传感模块5固定安装在箱体1的内部的底端，控制模块6固定安装在箱体1的内部的前端，供电模块2、无线通信定位模块3、气体检测模块4、水位液位传感模块5和控制模块6均通过电线与PCB安装板8电性连接。
箱体1内部采用灌胶处理，保证箱体1的内部各个模块安装稳固，减少因外部震动等因素导致的功能模块偏移，减少误测的可能性，提高设备对危险气体的监测的准确性。同时灌胶处理起到电子设备内部三防的效果，能够使装备在环境复杂恶劣的管道中正常运行工作。箱体1设置有装置盖板7，装置盖板7用于完全封闭箱体，配合灌胶处理提高装置的安全性。
箱体1的底部固定安装有气体进口/气体出口15，气体进口/气体出口15由两根直管组成，两根直管之间有间隔，且两根直杆均轴线竖直的固定安装在箱体1的底部。箱体1的底部固定安装有防水接头13，液位传感器位于箱体的外侧，且液位传感器12连接端固定安装在防水接头13的底部。
箱体1的内部的中间位置设置有水平放置的隔板，隔板用于把箱体的内部分隔为上腔室和下腔室，供电模块2固定安装在箱体1的上腔室的内部，气体检测模块4、控制模块6和PCB安装板8均固定安装在箱体1的下腔室的内部。箱体1的内部设置有多个线槽9，箱体1的内部用于连接的电线均固定安装在线槽9的内部，线槽9的作用是规范装置内部走线，提高电气安全，同时也便于器件模块化的布局。
箱体1分腔和线槽的设计，使供电模块2与气体监测模块分别在不同的腔室，这样可以将设备功能组件模块化和集成化，有利于减小设备体积和便于后期维修时排查故障器件。其中供电模块2为弱电蓄电池供电，续航时间大于365天。
支架10选用可位移式单臂支架10，便于后期装置进行整体平移调整，不妨碍管道日常维护检修，超声水位传感器采用钢结构支架，提供防护并保持稳定。
无线通信定位模块3由无线信号通信装置和无线信号定位装置组成，无线信号通信装置的通信方式采用4G/5G信号传输，无线信号定位装置的定位功能采用GPS/北斗定位的方式，无线通信定位模块3设置有部分穿过并延伸至箱体1的外部的定制聚乙烯外壳部分。
气体检测模块4用于测量井下的CO2\CH4的气体浓度和温度、湿度。
综上所述，本发明的目的是通过模块化和集成化将监测危险气体的设备集成在一个箱体1的内部，使其成为一个实时在线监测终端，气体检测模块4又可以称之为红外气体传感器，红外气体传感器是一种基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置；
水位液位传感模块5由超声波传感器11(超声波式的水位传感器)和液位传感器12(投入式压力法液位变送器)，且箱体1的内部还可以安装温度湿度传感器，本发明可监测井下气体、水位、液位和温度湿度等参数，并将其参数通过无线通信定位模块3以4G/5G无限电信号传输进行数据传输，通过GPS进行设备定位，内设的控制模块6可以对设备运行方式、数据监测和通信频率进行远程调控，并且本发明的装置的监测数据的标准如表1所示。
表1用户定义参数值对照表:
在本发明的多个感应器检测到数据超过上述表1的数据时候，本装置发出报警。
箱体的内部的底部固定安装有支架10，超声波传感器11固定安装在支架10上，且超声波传感器11的底端穿过并延伸至箱体的外部，超声波传感器与箱体1的穿出部设置有密封装置。本发明中的超声波传感器11(超声波式的水位传感器)是利用超声探头发射出的超声脉冲，通过空气传播到被测水面，经反射后再通过空气返回到超声波探头，因为发射和接收的时间都是能够知道的，根据这个时间×声速÷2＝探头发射面到水面之间的距离；液位传感器12(投入式压力法液位变送器)是利用静压测量原理，当液位变送器投入到被测液中某一深度时，传感器迎液面受到的压力为P＝ρ.g.h+P0。
具体实施过程：
安装前：检查设备通断电情况，确保已关闭供电模块，此时供电模块的保险丝处于未安装的状态，接着卸除所有接驳电线，并固定安装在箱体1内部设置的线槽9的内部，搬运时保持装置正向，禁止将装置倾倒或者倒置。
安装时：该设备安装在窨井里，首先将电源保险14的保险丝放进保险丝座，并在外部保持5分钟，并读取无线通信定位模块3的4G信号强度。接着使用膨胀螺钉安装设备的固定支架10，膨胀螺钉的作用是保证装置安装牢固。选取安装位置时要注意设备的无线通信定位模块3的天线应尽量靠近窨井盖的空隙位置，防止无线通信定位模块3的4G和GPS信号受到屏蔽或干扰。
安装后：读取无线通信定位模块3的4G信号的强度，并与设备安装前的无线通信定位模块3的4G信号的强度进行对比，如果安装前后的信号强度相差较大，应该重新调整设备安装的位置。
在本发明公开的实施例中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明公开的实施例中的具体含义。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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