烟酸储罐和氨反应罐的泄漏检测报警装置 【技术领域】
本发明属于一种化工气体泄漏检测报警装置，特别是涉及一种具有烟酸储罐和氨反应罐的泄漏检测报警装置。
背景技术
在化工、石油、染料以及其它行业中有许多有害物质，包括易燃易爆和毒性气体及液体(如液化石油气、氨、氯及硫化氢、二氧化硫、二氧化氮等)，如果在生产或运输过程中由于操作失误或其它原因，致使这些危险性物质泄漏出来，就会对居民和环境造成极大的危害。在目前公知的气体检测方案中，有手持式和固定式两种报检测仪器。手持式检测仪器需要操作者进入可能产生泄露的现场，一旦产生气体泄露，现场环境将是十分恶烈的，从而容易给操作者带来人身伤害。另外，在现有的泄露报警系统中，所采用的大多数是固定式的报警方式。固定式的报警方式是将检测到的泄露气体通过传感器变成电信号，然后通过有线的方式传到监控中心，监控中心有相应的报警灯或报警铃等方式了来产生报警信号，这样的方式随着现场和监控中心之间距离的加大会带来连线等方面的不便，成本也会随之增加。
【发明内容】
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种，人不必到现场就可以得知报警产生的地点及其他的报警信息的烟酸储罐和氨反应罐地泄漏检测报警装置。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：它包括有用于检测气体泄漏的检测传感器及其变送器、报警器具，其特征在于它还包括有泄漏信号收集发送单元和泄漏信号接收处理单元；泄漏信号收集发送单元包括有收集发送单元中央处理器、多路选择开关、模数转换电路、长途和(或)短途无线发送模块；检测传感器将检测到泄露气体的信号通过变送器，再经过多路选择开关送入模数转换器，经模数转换器再将信号输入收集发送单元中央处理器的存储器，收集发送单元中央处理器还与长途和(或)短途无线发送模块相连；泄漏信号接收处理单元包括有泄漏信号接收处理中央处理器、RS232C接口和一个长途或短途无线接收模块，长途和(或)短途无线接收模块将接收到的泄漏信号收集发送单元发送过来的信号，通过RS232C接口后再将信号传送到泄漏信号接收处理中央处理器。
本发明还可以采用如下技术措施；
所述的泄漏信号收集发送单元和泄漏信号收集接收处理单元为一个泄漏信号收集发送单元和两个泄漏信号接收处理单元，所述的两个泄漏信号接收处理单元中一个为泄漏信号中间接收处理单元另一个为泄漏信号终端接收处理单元；所述的泄漏信号收集发送单元中的无线发送模块为短途无线发送模块；所述的泄漏信号中间接收处理单元中的无线发送模块包括有一短途无线接收模块和一长途无线发送模块；所述的泄漏信号终端接收处理单元，它的无线接收模块为长途无线接收模块。
所述的泄漏信号收集发送单元中央处理器和泄漏信号接收处理中央处理器还分别各与一个铁电存储器、一个时钟芯片相连。
本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用的是泄露气体经传感器检测得到它的电模拟信号，该模拟信号经AD转化变成数字信号，单片机可以对此数字信号进行处理，加以一定的分析，然后通过无线发射模块传到监控中心，通过这种无线通讯进行报警信号的传递方式使得工作人员不必到现场各个检测点即可知道泄露的位置及其他的报警信息，节省了人力，以及由于实现了不间断的检测，有可能对于泄露产生的征兆进行人工分析，避免泄露事件的发生。另外，检测信号的数字化对于企业的数字信息化建设奠定了很好的基础。特别是当本发明采用了三层的单元结构，如根据需要安排一些个底层泄漏信号收集发送单元、一个泄漏信号中间接收处理单元和另一个泄漏信号终端接收处理单元。这样使得系统具有较宽的检测范围，并且如某个底层泄漏信号收集发送单元发生问题，则只要更换这个底层单元中的传感器模块即可，所以对于本装置的维护非常方便。另外，采用这样的三层单元结构使得在完成同样的功能情况下，系统更加经济。
另外本发明，采用了“黑匣子”技术，即由铁电存储器、软件I2C总线接口和时钟芯片组成的传感器数据历史记录模块构成。每隔一定时间，它将把时钟芯片中的月、日、小时、分钟以及当前的每个传感器输出值记录到铁电存储器上，当铁电存储器写满后则从头重新记录，覆盖原来的记录，这样使得泄露事件发生后，可以根据铁电中的数据，对发生泄露的原因进行分析。
在本发明可通过无线数据传输的方式将铁电存储器中的数据存入与顶层通讯的计算机中，该计算机采用VC++基于ODBC数据库编程，对SQL SEVER 2000进行访问。数据库技术的采用，使得监测现场的信息能够作为数据存储在中控中心，这为企业的信息化建设提供了很好的前提和基础。
【附图说明】
图1是本发明的接线方框图之一；
图2是本发明的接线方框图之二；
图3是本发明的接线方框图之三；
图4是本发明的接线方框图之四。
【具体实施方式】
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
当对一化纤厂的烟酸储罐和氨反应罐易产生泄露地点进行具体的分析以及以往的经验判断，决定了具体的方案：采用三层的单元结构。底层单元包括12个底层模块。对烟酸储罐和氨反应罐的内部物料进行分析，得出一旦发生泄露在烟酸储罐中泄露的气体是SO2，在氨反应罐中泄露的气体是NH3和NO2。由于烟酸储罐共有8个，即在每个烟酸储罐在出口阀门处各安装一个SO2传感器，各采用一个底层模块，每一个底层模块的构成图如图1所示。
氨反应罐的上下罐连接处分为12个区间，每个区间各安装一个NO2传感器和一个NH3传感器，每四个区间作为一个检测单元；在氨反应罐的观察窗口处安装一个检测单元，共有4个检测单元，每个检测单元各采用一个底层模块，每一个底层模块的构成图如图2所示。
本装置采用了SO2、NO2和NH3三种传感器。采用的SO2传感器和NO2传感器及其变送器是英国Alpha sense有限公司生产的SO2-BF、NO2-B1电化学气体传感器，NH3传感器是日本费加罗公司生产的TGS824半导体气体传感器。
如图1、2所示：每个安装SO2传感器及其变送器的底层模块中，包括有一个MSP430F149单片机1-1、通讯距离为500米的上海桑博公司STR-10型短途无线发送数传模块和报警灯；而每个安装了四对NO2和NH3传感器及其变送器的底层模块中，也是还包括有一个MSP430F149单片机1-2、通讯距离为500米的上海桑博公司STR-10型短途无线发送数传模块和报警灯。所述底层模块中检测SO2、NO2和NH3的传感器将检测到泄露气体的信号通过变送器，再经过MSP430F149单片机1-1或MSP430F149单片机1-2中的多路选择开关输入MSP430F149单片机1--1的模数转换器，模数转换器将模拟信号转变为数字信号后输入MSP430F149单片机1-1的存储器，MSP430F149单片机1-1还与STR-10型短途无线发送数传模块相连。同样NO2和NH3的传感器将检测到泄露气体的信号通过变送器，再经过MSP430F149单片机1-2中的多路选择开关输入MSP430F149单片机1--2的模数转换器，模数转换器将模拟信号转变为数字信号后输入MSP430F149单片机1-2的存储器，MSP430F149单片机1-2还与STR-10型短途无线发送数传模块相连。
如图3所示：中层单元包括有一个RS232C接口、MSP430F149单片机2、一个STR-10型短途无线接收数传模块和一个日精ND202系列专业发送数传长途模块。STR-10型短途无线接收数传模块上的RXD、TXD分别与MSP430F149单片机2的UTXD0与URXD0相连接，而日精ND202系列专业发送数传长途模块的RXD、TXD分别与MSP430F149单片机2的UTXD1与URXD1相连接而成。中层单元作为整个系统的一部分有着重要的作用，它起到底层单元与顶层单元的联系作用。中层单元用短途无线模块与底层进行通讯，经中央处理器对所得到的数据进行处理整和，再经长途无线模块与顶层单元进行通讯联系。
顶层单元在本系统中是报警信息的最终接受者，有着将报警信息传给计算机的功能。如图4所示：顶层单元放置在修补机器人上，其作用是将得来的报警信息传递给修补机器人。顶层模块由一个MSP430F149单片机3、一个RS232C接口、一个日精ND202系列专业接收数传长途模块等组成。它通过日精ND202系列专业接收数传长途模块接收中间层模块发送过来的信号，并向顶层计算机传送信息。
上述本发明每层单元均由电源电路板、检测电路板、无线数传模块、电池、指示灯以及开关等组成。
此外，每个MSP430F149单片机1还要再与一个铁电存储器和一个时钟芯片相连，同时MSP430F149单片机1各有一端分别与报警器相连。
数字信号输入MSP430F149单片机1经处理后与预先设置的阈值进行比较，当现场采集的信号超过预先设置的阈值时，现场的报警灯发出报警信息，同时底层模块通过上海桑博公司STR-10型STR-10型短途无线发送数传模块输出信号向中间层传输数据。
在本系统的实际应用中，也可以采用两层单元的模式，具体应用是一旦发生泄露事件，本系统的底层单元的气体传感器将检测到泄露气体，各个传感器的信号经过变送器后再经过多路选择开关送MSP430单片机的模数转换器，经模数转换器变换后，将模拟信号转变为数字信号存入单片机的存储器，经处理后与预先设置的阈值进行比较，当现场采集的信号超过预先设置的阈值时，现场的报警灯发出报警信息，同时底层模块通过无线传输模块向顶层单元传输数据。最后，顶层单元通过RS232C接口向计算机发出报警信息。当现场泄漏现象被清除后，自底向上发送系统工作正常信号，清除报警信息。在此两层单元模式下，无线模块即可以同时采用短途无线模块，也可以同时采用长途无线模块。
在本系统的实际应用中，一旦发生泄露事件，本系统的底层单元的气体传感器将检测到泄露气体，各个传感器的信号经过变送器后经过多路选择开关送入MSP430单片机的模数转换器，经模数转换器变换后，将模拟信号转变为数字信号存入单片机的存储器，经处理后与预先设置的阈值进行比较，当现场采集的信号超过预先设置的阈值时，现场的报警灯发出报警信息，同时底层模块通过短途无线传输模块向中间层传输数据。
然后中间层单元将从底层发来的数据进行整和、处理，通过长途无线传输模块向安装在修补移动机器人上的顶层模块传送泄漏状态和泄漏位置信号，最后，顶层模块通过RS232C接口向计算机发出报警信息。当现场泄漏现象被清除后，自底向上发送系统工作正常信号，清除报警信息。