一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是太陽能及鋰電池的應用、工業安全防爆技術，更具體地說，是一種一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋。
【背景技術】
[0002]城鎮燃氣系統閥井是燃氣管網中的重要設施之一，閥井內主要布設燃氣管網中的各種閥門和伸縮節，閥井內一般空間狹小、密閉空間好。管網設施經過長時間運行，在潮濕環境下，閥門閥體、法蘭等部位因腐蝕、脹縮等原因會產生局部燃氣泄漏，易造成燃氣聚集。此外，閥門井附近燃氣管道發送泄漏時也會擴散到閥門井內產生聚集。當燃氣積累到一定量達到燃氣爆炸濃度范圍時，遇明火或電火花就有可能發生爆炸事故。據統計分析，約1/3的天然氣泄漏發生在閥井，從防爆技術角度將天然氣閥井劃分為2區。在窨井蓋上部離窨井蓋邊緣3米以外的地區才被認為安全場所。
[0003]目前燃氣管道泄漏檢測采用的方法一般都是人工或者車載巡檢方式，是一種周期性的檢測方法，適用于城市內管網的泄漏檢測。隨著城市燃氣管網的快速發展，這種檢測方法已經不能滿足當前燃氣管網的安全運營，尤其針對城鎮人員密集場所的中低壓管線，需要一種能實時監測管網運行狀況的系統，以保障燃氣管網的安全運行，避免事故的發生。另夕卜，最新出現市場上的閥井下的氣體探測器，普遍不能解決實時監測的問題，多為I小時以上間隔采樣。近來窨井蓋常被盜取，也是一件很頭痛的事必須予以解決。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提出一種一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，由于天然氣比空氣輕，泄漏后會往上聚集，本實用新型將太陽能供電技術、無線傳輸技術、低功耗控制、防水保護系統、防盜GPS/北斗定位追蹤、CDMA/GPRS通訊模塊與燃氣泄漏探測技術相結合，集成到井蓋里面，以解決現有技術中氣體探測器不能實時監測、燃氣檢測靈敏度不高、防水安全性不夠高及易被盜等問題。
[0005]為實現上述目的，本實用新型可通過以下技術方案予以解決:
[0006]本實用新型的一種一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，包括窨井蓋，包括置于所述窨井蓋下方的隔爆箱，所述隔爆箱與窨井蓋密封固定，所述隔爆箱內設有MCU處理器、與該MCU處理器連接的GPS/北斗定位模塊、CDMA/GPRS通訊模塊、RS232串口和鋰電池，所述窨井蓋的上平面沿圓周均勻設有若干太陽能電池板，所述太陽能電池板通過接插件引出線穿進所述隔爆箱上格蘭進線裝置與所述鋰電池連接，所述接插件引出線和所述隔爆箱上格蘭進線裝置結合面用橡膠格蘭密封;一燃氣搜集罩連接于所述隔爆箱的下方，一燃氣傳感器安裝在所述隔爆箱的底部，一浮子通過設置在所述隔爆箱底部的導向桿上下活動，且沿著所述隔爆箱的軸心線上下活動，所述浮子上設有一永磁磁鐵，所述隔爆箱內的一霍爾傳感器感應所述永磁磁鐵的磁力線并和所述燃氣傳感器檢測到的信號一起輸入到所述MCU處理器，所述MCU處理器通過與所述CDMA/GPRS通訊模塊連接的天線發出報警信號。
[0007]作為優選的技術方案:
[0008]本實用新型所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，所述窨井蓋和隔爆箱通過若干螺釘密封固定，且接觸處用O型密封圈進行密封。
[0009]本實用新型所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，所述浮子為中空設計，底部為球形，頂部為平臺，平臺上沿著中心設有突起的錐形橡膠密封環，當浮子向上運動接觸到所述隔爆箱時，所述錐形橡膠密封環嵌入所述隔爆箱底部密封凹槽形成密封腔體，所述燃氣傳感器設置在所述密封腔體內。
[0010]本實用新型所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，所述導向桿底部固定一環形底座，所述浮子放置在所述環形底座上，導向桿穿過所述浮子設有的邊沿使浮子上下活動。
[0011]本實用新型所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，所述窨井蓋的上平面均勻設有若干與所述太陽能電池板大小匹配的凹槽，所述太陽能電池板設于所述凹槽內，且在太陽能電池板上覆蓋有防劃傷樹脂，所述防劃傷樹脂周圍涂覆耐候密封膠。
[0012]本實用新型所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，還包括一位置傳感器，其設置在所述隔爆箱內與所述MCU處理器連接。
[0013]本實用新型所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，所述燃氣搜集罩為喇叭形。
[0014]本實用新型所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，所述窨井蓋、隔爆箱的截面都為圓形。
[0015]有益效果:
[0016]1.本實用新型能實時監測閥井內燃氣濃度，并將監測到的數據通過GPS/北斗定位模塊發送到監控中心。本實用新型結構設計新穎，燃氣檢測靈敏度高，整體防爆，防水安全性好。
[0017]2.本實用新型創造性的設計了一個防水裝置、當閥井內水位上升時，防水裝置內置的永磁磁鐵接近隔爆箱體內的霍爾傳感器，觸發報警信號發給監控中心。
[0018]3.本實用新型采用燃氣傳感器，精度高、壽命長、受環境影響因素小、不中毒。
[0019]4.本實用新型井蓋設計大小和現有閥井一樣，只要將原有燃氣井蓋替代即可，安裝方便。
[0020]5.本實用新型太陽能供電系統保障井蓋長時間不間斷工作，井蓋在陰雨天能連續工作七天以上。
[0021]6.本實用新型井蓋采用電池供電，電源元器件均采用高轉換效率及低靜態功耗組件，所有大功率外設在不需要工作時均可設置關閉；氣體傳感器功耗為15mA(3V)(實時工作)，配合GPS通訊模塊(間隔工作)配用2-4節4500mah的鋰電池和14塊梯形太陽能電池板(240mA4.5V)，可滿足長期實時工作的要求。
[0022]7.燃氣井蓋數量多且分散，適合使用GPS/北斗定位的方式進行傳輸，當前端數據發生異常時，啟動GPS/北斗定位實時傳輸有關數據。
[0023]8.本實用新型井蓋設定了正常工作模式和校準模式，校準模式用于傳感器的日常校準，此時數據異常并不觸發報警。
[0024]9.本實用新型移動端軟件基于安卓系統開發，軟件主要用于日常維護和遠程數據查看，并可實時接收監控中心的報警。移動端通過藍牙或者外網連接云端服務器，與井蓋實現通訊。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型結構不意圖
[0026]圖2為本實用新型俯視圖
[0027]圖3為圖1沿A-A面的剖視圖
[0028]圖4為圖1沿A-A面的剖視放大圖
[0029]圖5為圖4中I部分的放大圖
[0030]圖6為圖4中II部分的放大圖
[0031]圖7為圖4中III部分的放大圖
[0032]圖8為本實用新型供電部分結構框圖
[0033]圖9為本實用新型檢測通訊結構框圖
[0034]圖中:I，窨井蓋;2，隔爆箱;3，燃氣搜集罩;4，浮子;5，燃氣傳感器;6，密封腔體;7，太陽能電池板;8，永磁磁鐵9，霍爾傳感器；10，0型密封圈；11，梯形厚度透明件；12，錐形橡膠密封環。
【具體實施方式】
[0035]下面根據附圖和【具體實施方式】，對本實用新型作進一步說明:
[0036]如圖1-7所示，本實用新型的一種一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，包括窨井蓋I，包括置于窨井蓋I下方的隔爆箱2，隔爆箱2與窨井蓋I密封固定形成密封腔體6，隔爆箱2內設有M⑶處理器、與該M⑶處理器連接的GPS/北斗定位模塊、CDMA/GPRS通訊模塊、RS232串口和鋰電池，窨井蓋I的上平面沿圓周均勻設有若干凹槽，與該凹槽大小匹配的太陽能電池板7置于該凹槽內，太陽能電池板上為梯形厚度透明件11，即高強度防劃傷樹脂，其保護太陽能電池板，覆蓋高強度防劃傷樹脂將陰井蓋表面受到的壓力傳到陰井蓋蓋體上，使太陽能電池板不因為外界壓力而損壞，再在高強度防劃傷樹脂周圍涂覆耐候密封膠，保護太陽能電池板7不受室外環境(雨淋，霜霧)等的影響而損壞;太陽能電池板7通過接插件引出線穿出隔爆箱2上格蘭進線裝置與鋰電池連接(即如圖8所示，太陽能電池板7將光照能量轉換成電能充入鋰電池供電路使用，鋰電池的電能經過電源調節器可輸出穩定的3.8V電壓，能保證電路正常運行)，接插件引出線和隔爆箱2上格蘭進線裝置結合面用橡膠格蘭密封;一喇叭形燃氣搜集罩3連接于隔爆箱2的下方，一燃氣傳感器安裝在隔爆箱2的底部，由于天然氣分量比空氣輕，因此天然氣會向上升，利用喇叭罩的集氣功能，檢測探頭的靈敏度可提高約400倍;一浮子4通過設置在隔爆箱底部的導向桿上下活動，且沿著隔爆箱的軸心線上下活動，浮子上設有一永磁磁鐵8，隔爆箱2內的一霍爾傳感器(液位傳感器)感應永磁磁鐵8的磁力線并和燃氣傳感器檢測到的信號一起輸入到M⑶處理器，M⑶通過與CDMA/GPRS通訊模塊連接的天線發出報警信號。
[0037]本實用新型中，窨井蓋I和隔爆箱2通過若干螺釘密封固定，且接觸處用O型密封圈進行密封(圖6所示)。
[0038]本實用新型中，浮子4為中空設計，底部為球形，頂部為平臺，平臺上沿著中心設有突起的錐形橡膠密封環12(4道防水阻環)，當浮子4向上運動接觸到隔爆箱2時，錐形橡膠密封環12嵌入隔爆箱底部凹槽形成密封腔體，燃氣傳感器設置在密封空腔里。保證水位上升時保證水不能接觸到燃氣傳感器，隨著水位的上升接近極限位置時浮子4上面的永久磁鐵的磁力線會作用到在隔爆箱2內霍爾傳感器，霍爾傳感器將信號送到M⑶處理器，M⑶處理器再通過CDMA/GPRS通訊模塊將報警線信號發送到平臺。浮子組件既是液位報警開關的作用元件(永久磁鐵)，也利用浮子的4道防水阻環，在浮子上浮時，可起到保護燃氣探頭不進水的作用，起到一件二用的作用，節約成本;本實用新型中，導向桿設置為三根，導向桿底部固定一環形底座，浮子4放置在環形底座上，導向桿穿過浮子4設有的邊沿使浮子上下活動。
[0039]本實用新型中，還包括一位置傳感器(陀螺傳感器)，其置于隔爆箱2內，當窨井蓋被移動到10米以外的地方通過GPS/北斗定位和CDMA/GPRS網絡系統發出被盜竊信號。
[0040]本實用新型中，窨井蓋、隔爆箱的截面都為圓形，通過16只M8螺釘連成一體，形成密封腔體，是具有外殼防護能力結構壯實的密封箱，滿足了需要用于復雜連接的實際需求，縮小了體積，節省成本(節省了設備和施工成本)，實現在整體防爆，一體化結構設計;本裝置中各部件，各系統中所有連接在密封腔中完成，外部看不到一拫連接電纜，十分美觀。
[0041]外殼防護能力達到IP68的級別，可以抵御百年一遇的洪水，鋁合金隔爆箱通過16只M8螺釘的緊固，客觀上也有通過增強井蓋的承載能力。本實用新型具體檢測通訊如圖9所示，為了節約能源在各個傳感器和通訊模塊的供電電路上都加有由MCU控制的電源開關。其中，窨井蓋的檢測、通訊部分是由一塊ARM 32-bit Cortex MO CPU芯片通過液位傳感器、燃氣傳感器、位置傳感器(陀螺傳感器)和GPS/北斗定位、⑶ΜΑ/GPRS通訊模塊來完成的。其中通過燃氣傳感器采集窨井中空氣的甲烷濃度，由串口 I將甲烷濃度、環境溫度信息發送給M⑶處理器，由MCU處理器整理后打包由串口 3經CDMA/GPRS通訊模塊發送到平臺。當電路中的霍爾傳感器檢測到水位(浮子上的磁鐵)信號后，通過中斷信號發給M⑶處理器，M⑶處理器再通過CDMA/GPRS通訊模塊發送到平臺；當電路中的陀螺傳感器和GPS/北斗定位模塊檢測到井蓋有傾斜和位移信號時，通過串口 2和串口 SPI向MCU處理器報警，M⑶處理器將信息通過與⑶ΜΑ/GPRS通訊模塊連接的天線發向平臺，天線置于窨井蓋上；同時MCU處理器隨時監測鋰電池電壓(充電器電源電壓)，達到預警值時通過CDMA/GPRS向平臺示警。
[0042]但是，上述的【具體實施方式】只是示例性的，為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
【主權項】
1.一種一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，包括窨井蓋，其特征在于:包括置于所述窨井蓋下方的隔爆箱，所述隔爆箱與窨井蓋密封固定，所述隔爆箱內設有MCU處理器、與該MCU處理器連接的GPS/北斗定位模塊、CDMA/GPRS通訊模塊、RS232串口和鋰電池，所述窨井蓋的上平面沿圓周均勻設有若干太陽能電池板，所述太陽能電池板通過接插件引出線穿進所述隔爆箱上格蘭進線裝置與所述鋰電池連接，所述接插件引出線和所述隔爆箱上格蘭進線裝置結合面用橡膠格蘭密封;一燃氣搜集罩連接于所述隔爆箱的下方，一燃氣傳感器安裝在所述隔爆箱的底部，一浮子通過設置在所述隔爆箱底部的導向桿上下活動，且沿著所述隔爆箱的軸心線上下活動，所述浮子上設有一永磁磁鐵，所述隔爆箱內的一霍爾傳感器感應所述永磁磁鐵的磁力線并和所述燃氣傳感器檢測到的信號一起輸入到所述MCU處理器，所述MCU處理器通過與所述CDMA/GPRS通訊模塊連接的天線發出報警信號。2.根據權利要求1所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，其特征在于:所述窨井蓋和隔爆箱通過若干螺釘密封固定，且接觸處用O型密封圈進行密封。3.根據權利要求1所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，其特征在于:所述浮子為中空設計，底部為球形，頂部為平臺，平臺上沿著中心設有突起的錐形橡膠密封環，當浮子向上運動接觸到所述隔爆箱時，所述錐形橡膠密封環嵌入所述隔爆箱底部凹槽形成密封腔體，所述燃氣傳感器設置在所述密封腔體內。4.根據權利要求3所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，其特征在于:所述導向桿底部固定一環形底座，所述浮子放置在所述環形底座上，導向桿穿過所述浮子設有的邊沿使浮子上下活動。5.根據權利要求1所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，其特征在于:所述窨井蓋的上平面均勻設有若干與所述太陽能電池板大小匹配的凹槽，所述太陽能電池板設于所述凹槽內，且在太陽能電池板上覆蓋有防劃傷樹脂，所述防劃傷樹脂周圍涂覆耐候密封膠。6.根據權利要求1所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，其特征在于:還包括一位置傳感器，其設置在所述隔爆箱內與所述MCU處理器連接。7.根據權利要求1所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，其特征在于:所述燃氣搜集罩為喇叭形。8.根據以上權利要求1-4中任一項所述的一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，其特征在于:所述窨井蓋、隔爆箱的截面都為圓形。
【專利摘要】本實用新型公開一種一體式整體防爆網絡化智能窨井蓋，包括置于窨井蓋下方的隔爆箱，隔爆箱與窨井蓋密封固定形成密封腔體，隔爆箱內有鋰電池、霍爾液位開關、砣螺位置傳感器、燃氣傳感器、以及MCU處理器，以及和MCU處理器相連無線通信模塊其中有GPS/北斗定位模塊和CDMA/GPRS模塊。窨井蓋的上平面沿圓周均勻設有若干太陽能電池板；燃氣傳感器安裝在隔爆箱的底部，浮子通過設置在隔爆箱底部的導向桿上下活動，浮子上設置橡膠膜和磁鐵。當位置、液位、燃氣三個傳感器分別發出信號時，MCU處理器通過CDMA/GPRS通訊模塊分別發出位置、液位、燃氣三種不同的信號，如水位較高時，浮子橡膠膜會自動嵌入上方凹槽、會防水進入到燃氣檢測探頭起到保護作用。本實用新型結構設計新穎，燃氣檢測靈敏度高，整體防爆，防水安全性好。
【IPC分類】E02D29/14, G01D21/02
【公開號】CN205382514
【申請號】CN201521112972
【發明人】邊卓越, 沈磊, 朱懿淵, 李旭東, 苗雨暉, 張瑞
【申請人】上海本安儀表系統有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月28日