本發(fā)明涉及環(huán)境污染監(jiān)測領(lǐng)域，特別涉及一種防爆tvoc氣體泄漏區(qū)域監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

目前，治理大氣污染、監(jiān)測tvoc氣體的泄漏與區(qū)域空氣質(zhì)量已成共識，化工、鋼鐵、涂裝等行業(yè)存在的問題尤其突出，tvoc氣體的減排對空氣質(zhì)量改善具有關(guān)鍵的作用。相對于目前該領(lǐng)域國內(nèi)外大量使用的fid、pid、光學(xué)和質(zhì)譜等實驗室儀器、在線式儀器和便攜式儀器三大類對空氣中的危險毒害氣體進行監(jiān)測。

實驗室儀器對tvoc氣體泄漏進行監(jiān)測時，可以有效地對泄漏的成分進行分析，但是時效性差，且無法對泄漏源進行定位，實驗室儀器通常體積碩大，操作復(fù)雜，使用該類tvoc氣體監(jiān)測法的時效性、便攜性等較差，從而影響到大范圍的使用，目前常在學(xué)校、科研單位、實驗室中使用。

在線式儀器適合對重要部位的tvoc氣體泄漏進行實時監(jiān)測。但對安裝環(huán)境要求苛刻，存在易燃、易爆氣體的場合接入電源困難，該類儀器價格昂貴，并不適用大量、快速部署。

便攜式儀器可以達到快速部署、泄漏源定位的目的，但由于該類儀器一般采取3至6個月一巡檢的方式，采集到的數(shù)據(jù)也未能及時反饋到后臺處理的工作人員，時效性差，難以及時發(fā)現(xiàn)存在tvoc氣體大范圍泄漏的問題。

為此，目前有大量關(guān)于tvoc監(jiān)測方面的公開專利文獻，例如：中國專利授權(quán)公告號cn202649194u公開的一種無線公共場所空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)、中國專利授權(quán)公告號cn202974991u公開的一種voc氣體檢測無線傳感器、中國專利申請公布號cn105181618a公開的一種戶外voc氣體監(jiān)測系統(tǒng)、中國專利申請公布號cn105388208a公開了一種基于pid的空氣中voc監(jiān)測儀及其實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測的方法、中國專利授權(quán)公告號cn205581048u公開了一種voc空氣檢測設(shè)備及設(shè)置有該設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、中國專利申請公布號cn106706863a公開了一種傳感器組室內(nèi)空氣監(jiān)測系統(tǒng)等，但是上述專利均存在以下問題：1、不能實現(xiàn)通信方式的切換；2、單個處理器，不利于數(shù)據(jù)的處理；3、不具備防爆性能，不能在爆炸性環(huán)境下工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足和缺陷，提供一種防爆tvoc氣體泄漏區(qū)域監(jiān)測裝置，以解決上述問題。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種防爆tvoc氣體泄漏區(qū)域監(jiān)測裝置，包括：

防爆外殼，所述防爆外殼具有供氣體進出的采樣口；

設(shè)置在所述防爆外殼內(nèi)的主處理模塊；

設(shè)置在所述防爆外殼內(nèi)且與所述主處理模塊通信連接的無線射頻模塊；

設(shè)置在所述防爆外殼內(nèi)且與所述主處理模塊通信連接的nb-iot模塊；

設(shè)置在所述防爆外殼內(nèi)且與所述主處理模塊連接用以控制所述無線射頻模塊或nb-iot模塊工作的模擬開關(guān)，所述模擬開關(guān)具有延伸出所述防爆外殼外的天線；

設(shè)置在所述防爆外殼內(nèi)且與所述主處理模塊通信連接的輔助處理模塊；

設(shè)置在所述防爆外殼內(nèi)且與所述輔助處理模塊通過運放電路模塊連接的tvoc傳感器；

設(shè)置在所述防爆外殼內(nèi)且與所述輔助處理模塊通信連接用以檢測氣壓、濕度、溫度及空氣質(zhì)量的多合一傳感器；

設(shè)置在所述防爆外殼內(nèi)且為所述主處理模塊、無線射頻模塊、nb-iot模塊、輔助處理模塊、tvoc傳感器、多合一傳感器供電的電源模塊；

所述輔助處理模塊對所述tvoc傳感器、多合一傳感器的數(shù)據(jù)進行采集、處理和校準(zhǔn)后傳送至所述主處理模塊中，再經(jīng)由所述主處理模塊控制所述無線射頻模塊或nb-iot模塊與外部的服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交互。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述主處理模塊和所述輔助處理模塊之間設(shè)置有tvs防護電路。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述tvoc傳感器和所述多合一傳感器還具有溫濕度補償模塊。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述無線射頻模塊與所述主處理模塊之間通過spi通信連接。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述nb-iot模塊與所述主處理模塊之間通過串口通信連接。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述多合一傳感器與所述輔助處理模塊之間通過spi通信連接。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述主處理模塊和輔助處理模塊均為32位單片機。

由于采用了如上的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果在于：

1、tvoc氣體泄漏測量精度高，通過tvoc傳感器測量vocs濃度，而且還能通過多合一傳感器檢測氣壓、濕度、風(fēng)速等數(shù)據(jù)，保證本發(fā)明在工況相對穩(wěn)定的環(huán)境下個工作；

2、提高時效性，本發(fā)明由于使用無線進行監(jiān)測與邏輯數(shù)據(jù)交互，可定時、定點采集監(jiān)測點附近的tvoc氣體的數(shù)據(jù)及與區(qū)域空氣質(zhì)量；亦可根據(jù)與云平臺數(shù)據(jù)交互的邏輯自動調(diào)整監(jiān)測tvoc氣體的濃度值或區(qū)域空氣質(zhì)量的采樣周期，克服實驗室儀器檢測和便攜式儀器檢測時效性差等問題。

3、人身安全性，本發(fā)明使用的是兩種無線通信方式可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，無需工作人員到現(xiàn)場對tvoc氣體的氣體泄漏進行監(jiān)測，避免了使用實驗室儀器檢測和便攜式儀器檢測時檢測人員長時間近距離接觸有毒、有害液體，從而給健康帶來危害的問題。

4、防爆標(biāo)準(zhǔn)高，本發(fā)明所使用的是防爆外殼，防爆標(biāo)準(zhǔn)為exdiict4gb，可以在爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備分類(iic)的場合，可以在氫、乙炔等危險爆炸氣體環(huán)境下使用，解決了現(xiàn)有技術(shù)在有爆炸性氣體的場合適用范圍小的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一種實施例的原理框圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面進一步闡述本發(fā)明。

參見圖1所示的一種防爆tvoc氣體泄漏區(qū)域監(jiān)測裝置，包括防爆外殼10，防爆外殼10具有供氣體進出的采樣口，防爆外殼10的防爆標(biāo)準(zhǔn)為exdiict4gb，可以在爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備分類(iic)的場合，可以在氫、乙炔等危險爆炸氣體環(huán)境下使用，解決了現(xiàn)有技術(shù)在有爆炸性氣體的場合適用范圍小的問題。

防爆外殼10內(nèi)設(shè)置有主處理模塊100、無線射頻模塊200、nb-iot模塊(基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊)300、模擬開關(guān)400、輔助處理模塊500、tvoc傳感器600、多合一傳感器700和電源模塊800。

主處理模塊100分別與無線射頻模塊200和nb-iot模塊300通信連接。具體地，主處理模塊100為32位單片機，主處理模塊100與無線射頻模塊200之間通過spi(串行外設(shè)接口)1通信連接，主處理模塊100與nb-iot模塊300之間通過串口2通信連接。主處理模塊100具有iic、spi等多種類型的接口、帶喚醒功能的低功耗模式等特點，主處理模塊100負(fù)責(zé)通信、控制以及電源控制策略。模擬開關(guān)400與主處理模塊100連接，而且模擬開關(guān)400用以控制無線射頻模塊200或nb-iot模塊300工作，模擬開關(guān)400具有延伸出防爆外殼10外的天線410。

利用無線射頻模塊200將設(shè)備內(nèi)部的溫濕度、vocs濃度、氣壓、風(fēng)速等數(shù)據(jù)與服務(wù)器完成數(shù)據(jù)交匯，該無線射頻模塊200使用的頻段還避免了民用頻段的無線設(shè)備干擾，同時采用aes-128數(shù)據(jù)加密算法提高數(shù)據(jù)傳輸安全性高。

利用nb-iot模塊300將設(shè)備內(nèi)部的溫濕度、vocs濃度、氣壓、風(fēng)速等數(shù)據(jù)與服務(wù)器完成數(shù)據(jù)交匯，nb-iot模塊300可以通過模擬開關(guān)400與無線射頻模塊200進行切換，便于監(jiān)測設(shè)備靈活接入無線網(wǎng)絡(luò)，便于快速部署，大幅提高設(shè)備的智能化運維水平。

可以通過模擬開關(guān)400自動切換無線射頻模塊200或nb-iot模塊300兩種不同的無線通信方式，便于通信冗余及靈活與后臺服務(wù)器進行信息交互，可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，無需工作人員到現(xiàn)場對tvoc氣體的氣體泄漏進行監(jiān)測，避免了使用實驗室儀器檢測和便攜式儀器檢測時檢測人員長時間近距離接觸有毒、有害液體，從而給健康帶來危害的問題。

主處理模塊100與輔助處理模塊500之間通過串口3通信連接。主處理模塊100和輔助處理模塊500之間設(shè)置有tvs防護電路900，能夠防止因瞬間的脈沖而導(dǎo)致的失靈。輔助處理模塊500為32位單片機，具有iic、spi等多種類型的接口、帶喚醒功能的低功耗模式等特點，輔助處理模塊500負(fù)責(zé)通信、控制傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、處理、校準(zhǔn)。

tvoc傳感器600通過運放電路模塊4與輔助處理模塊500連接，tvoc傳感器600，tvoc傳感器600能夠監(jiān)測環(huán)境中的vocs的濃度。

多合一傳感器700與輔助處理模塊500之間通過spi(串行外設(shè)接口)5通信連接，多合一傳感器700能夠監(jiān)測環(huán)境中的氣壓、溫濕度、空氣質(zhì)量等數(shù)據(jù)。其中多合一傳感器700中的溫濕度傳感器能夠監(jiān)測環(huán)境中的溫濕度，通過該數(shù)據(jù)判斷設(shè)備的內(nèi)部環(huán)境是否在正常的工作溫濕度范圍內(nèi)，從而降低設(shè)備的故障率。tvoc傳感器600和多合一傳感器700還具有溫度補償模塊，尤其可以通過溫濕度補償?shù)姆绞教岣邔voc傳感器600和多合一傳感器700的監(jiān)測精度。

電源模塊800為主處理模塊100、無線射頻模塊200、nb-iot模塊300、輔助處理模塊500、tvoc傳感器600、多合一傳感器700供電。電源模塊800使用的是大容量的高性能防爆鋰亞硫酰氯電池，其年自放電率在1％以下(20℃時)，使用溫度在-60℃～+85℃之間，電池標(biāo)準(zhǔn)為iec60079-11本質(zhì)安全。

本發(fā)明工作時，輔助處理模塊500對tvoc傳感器600、多合一傳感器700的數(shù)據(jù)進行采集、處理和校準(zhǔn)后傳送至主處理模塊100中，再經(jīng)由主處理模塊100控制無線射頻模塊200或nb-iot模塊300與外部的服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交互。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。