一种气体监测装置、气体监测方法及存储介质与流程

1.本发明涉及工业安全技术领域与气体监测技术领域，特别涉及一种气体监测装置、气体监测方法及存储介质。


背景技术：

2.工业气体，即常温常压下呈气态的产品，种类繁多。按组成成分不同可以分为工业纯气和工业混合气。按化学性质不同可以分为剧毒气体(如氯气、氨气等)、易燃气体(如氢气、乙炔等)、不燃气体(如氧气、氮气和氩气等)。按照气体制备方法的不同，工业气体还可以分为空分气体和其他工业气体两大类，其中其他工业气体又可以细分为合成气体和特种气体。以电力系统中常见的六氟化硫(sf6)气体为例。sf6气体以期优异的绝缘和灭弧性能，在电力系统中得到广泛应用，其使用安全性也得到越来越多的关注。为保证sf6电气设备的可靠运行，应对sf6气体的密度、湿度和温度三项指标进行监控，确保三项指标达标。目前普遍采用离线测量微水含量的方法，需要经过断电、放气、补气过程，操作繁琐且不安全，同时电气设备内运行中的sf6气体的有毒分解物对操作人员的身体健康有很大威胁，气体的回收、排放需要大量的人力、物力、财力。因此，对气体，尤其是有毒害的工业气体的监测是十分有必要的。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明第一方面提出了一种气体监测装置，包括：
4.壳体、补气口、风扇、电机及至少一个传感器；其中，
5.所述壳体内设有气室；所述气室通过所述补气口与装置外部连通；
6.所述风扇设置于所述气室内；所述风扇通过所述电机驱动；
7.所述传感器的探头位于所述气室内。
8.优选的，所述的气体监测装置，还包括：
9.第一磁块、第二磁块、轴承及固定轴；其中，
10.所述固定轴与所述轴承的内环固定连接；
11.所述轴承的外环与所述气室的内壁固定连接；
12.所述风扇与所述第一磁块均固定于所述固定轴；
13.所述风扇、所述第一磁块、所述固定轴均与所述电动机同轴；
14.所述电动机设置于所述气室的外部；
15.所述第二磁块与所述电动机的传动轴固定连接。
16.优选的，所述气室的两侧对称地设置有两个补气口；
17.所述传感器，包括：压力传感器、温度传感器及湿度传感器。
18.优选的，所述电机与其对应的电机控制元件电性连接；
19.所述传感器与其对应的传感器控制元件电性连接；
20.所述电机控制元件与所述传感器控制元件由不同电路独立控制；
21.所述电机控制元件与所述传感器控制元件集成于所述装置内部。
22.优选的，所述传感器控制元件，用于接收所述传感器发送的原始数据；还用于将所述原始数据发送至所述电机控制元件；
23.所述电机控制元件，用于根据所述原始数据控制所述电机的运转。
24.本发明第二方面提出了一种气体监测方法，其中，包括：
25.将若干个气体监测装置接入用气设备管网；
26.对每个气体监测装置测量得到的监测数据进行处理；
27.根据监测数据处理结果确定所述待测气体的气体特性参数数据；
28.根据所述气体特性参数数据对所述待测气体进行监测。
29.优选的，在将待测气体依次通入串接的气体监测装置前，还包括：
30.对每个气体监测装置进行不同压力下的标定；
31.根据所述待测气体的压力与标定结果对气体监测装置进行校准。
32.优选的，所述根据所述气体特性参数数据对所述待测气体进行监测，包括：
33.根据所述气体特性变化趋势对所述待测气体进行监测；其中，
34.所述气体特性变化趋势，包括：气体特性参数数据随时间的变化趋势与不同气体监测装置中的气体特性参数的变化趋势。
35.优选的，所述根据所述气体特性参数数据对所述待测气体进行监测，还包括：
36.对所述气体特性变化趋势进行预测；
37.根据预测得到的气体特性变化趋势对所述待测气体进行监测。
38.本发明第三方面提出了一种可读存储介质，其中，所述可读存储介质存储有计算机程序或计算机指令，所述计算机程序或所述计算机指令被执行时，至少用于实现上述方法的任意一项。
39.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
40.1.本发明给出的装置采用独特的机械设计、实现对工业气体的动态测量，保证测量的准确性。在气室内外设置一对磁片和一台小型风扇，磁片用固定转轴固定。风扇和磁片都由电机间接地控制旋转，保证气体混合均匀，在降低电机受腐蚀风险的同时，提升了气体测量的准确性，能够如实反映待测气体的参数。
41.2.本发明给出的监测方法进行不同压力下的标定，避免传感器在不同压力下的测量误差，提升了监测的稳定性。
42.3.本发明给出的监测方法智能化程度较高，根据一段时间监测的数据自动生成相应的参数曲线，可分析数据变化趋势，提前预判设备故障，便于检修人员及时地进行对应处理。
43.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
44.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
45.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
46.图1为本发明实施例给出的气体监测装置的示意图；
47.图2为本发明实施例给出的气体监测方法的示意图；
48.图3为本发明实施例给出的可读存储介质的示意图；
49.附图标记：1、壳体；2、气室；3、补气口；4、风扇；5、电机；51、电机控制电路板；61、压力传感器；611、压力传感器控制电路板；62、露点传感器；621、露点传感器控制电路板；7、第一磁块；8、第二磁块；9、轴承；10、固定轴；11、可读存储介质；111计算机程序/指令。
具体实施方式
50.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
51.为了至少在一定程度解决以上技术问题，本发明给出了一种气体监测装置，包括：壳体、补气口、风扇、电机及至少一个传感器；其中，壳体内设有气室；气室通过补气口与装置外部连通；风扇设置于气室内；风扇通过电机驱动；传感器的探头位于气室内。
52.以上技术方案的工作原理及有益效果：待测气体进入监测装置中的气室后，可能会存在分布不均匀的情况，对传感器的测量有很大的影响，因此，需要在气室内设置风扇，通过风扇旋转产生气流，使得待测气体均匀地布满气室，便于测量。
53.根据本发明的一些实施例，该装置内还包括：第一磁块、第二磁块、轴承及固定轴；其中，固定轴与轴承的内环固定连接；轴承的外环与气室的内壁固定连接；风扇与第一磁块均固定于固定轴；风扇、第一磁块、固定轴均与电动机同轴；电动机设置于气室的外部；第二磁块与电动机的传动轴固定连接。
54.以上技术方案的工作原理及有益效果：由于待监测的工业气体多为腐蚀性气体，电机轴直接伸入气室容易导致电机轴的损坏，需要常常更换，因此，本发明提出将电机置于气室之外，通过电机驱动的第二磁块非接触传动第一磁块，进而驱动风扇，通过这一改进，可以有效地降低成本。在这里需要说明的是，包括气室内壁、风扇、第一磁块在内的与工业气体直接接触的元件材料或者表面涂覆材料的选型应考虑工业气体的化学性质或物理性质。
55.根据本发明的一些实施例，气室的两侧对称地设置有两个补气口，装置中的传感器可以为压力传感器、温度传感器及湿度传感器中的一种，或者多种传感器的组合。在本发明的一些实施例中，装置选用的传感器为压力传感器与露点传感器。
56.根据本发明的一些实施例，电机与其对应的电机控制元件电性连接；传感器与其对应的传感器控制元件电性连接；电机控制元件与传感器控制元件由不同电路独立控制；电机控制元件与传感器控制元件集成于装置内部。可以理解的是，控制元件可以为单纯的控制电路，控制电路由其他设备进行控制，控制元件也可以为具有数据处理与控制功能的单片机系统，并且，根据需求，也可以使用一个或多个集成电路对上述两种控制元件进行单独控制或联合控制，当然，上述两种控制元件及电路可根据需求集成在内部或者外部。
57.根据本发明的一些实施例，传感器控制元件，用于接收传感器发送的原始数据；还
用于将原始数据发送至电机控制元件；电机控制元件，用于根据原始数据控制电机的运转。
58.以上技术方案的工作原理及有益效果：在实际的生产生活中。待测气体的物理性质(压力、密度、流速等)通常是不稳定的，对风扇转速的需求也是不同的，本发明在一些实施例中采用步进电机，其控制元件会根据传感器发送的待测气体物理性质对应的原始数据，确定当前待测气体的物理性质，进而确定风扇运行策略。
59.图1为本发明给出的气体监测装置，其壳体1内设置有气室2，气室2两侧对称地设置有两个补气口3，气室2内设置有风扇4，风扇4固定于固定轴10，第一磁块7也固定于固定轴10，固定轴10与轴承9的内环固定，轴承9的外环与气室2的内壁固定，用于监测气室2内气体参数的压力传感器61与露点传感器62的探头均位于气室2内，压力传感器61由压力传感器电路板611控制，露点传感器62由露点传感器电路板621控制，图中的黑色加粗线条表示电线(在该实施例中用作信号线与电源线)；风扇4、固定轴10、轴承9与电机5同轴，电机5为步进电机，电机5的传动轴上固定设置有第二磁块8，电机5由电机控制电路板51控制，电机5位于气室2外部。
60.该装置的工作原理：当待测气体由补气口3进入该监测装置后，压力传感器61监测待测气体的气体参数，并由压力传感器电路板611发送至对应的数据处理模块，数据处理模块得到待测气体的气体特性参数之一的压力，露点传感器62工作原理类似，露点传感器62可以测量得到待测气体的微水量。当数据处理模块计算得到待测气体流速不均匀时，控制电机控制电路板51，进而控制电机5的运行，电机5驱动第二磁块8，第二磁块8通过磁力带动第一磁块7旋转，第一磁块7带动固定轴10与风扇4旋转，使气体混合均匀。
61.如图2所示，本发明给出了一种气体监测方法，包括：s1、将若干个气体监测装置接入用气设备管网(即使用气体监测装置对每两个用气设备进行连接，分别测量每个节点的气体特性参数数据)，对每个气体监测装置进行不同压力下的标定；根据待测气体的压力与标定结果对气体监测装置进行校准；s2、对每个气体监测装置测量得到的监测数据(传感器发送的原始数据)进行处理；s3、根据监测数据处理结果确定待测气体的气体特性参数数据(压力、温度、湿度、气体密度等)；s4、根据气体特性参数数据对待测气体进行监测。其中，根据气体特性变化趋势对待测气体进行监测；这里的气体特性变化趋势，包括：气体特性参数数据随时间的变化趋势(适用于用气稳定的用气设备的监测)、待测气体在不同气体监测装置中的气体特性参数的变化趋势(例如，相邻的气体监测装置测得的气体特性参数数据变化较大时，表明待测气体在这两个气体监测装置之间的用气设备管网中出现了异常)，该气体变化趋势可以为根据实际数据运算得出的历史变化趋势，也可以为根据时序数据预测得到的预期变化趋势。
62.如图3所示，本发明还给出了一种可读存储介质，该可读存储介质存储有计算机程序或计算机指令，计算机程序或计算机指令被执行时，至少用于实现上述方法中的任意一项。
63.以上技术方案的工作原理及有益效果：
64.1.本技术给出的装置采用独特的机械设计、实现对工业气体的动态测量，保证测量的准确性。在微水传感器室内外设置一对磁片和一台小型风扇，磁片用固定转轴固定。风扇和磁片都由电机间接地控制旋转，保证气体混合均匀，在降低电机受腐蚀风险的同时，提升了气体测量的准确性，能够如实反映待测气体的参数。
65.2.本技术给出的监测方法进行不同压力下的标定，避免传感器在不同压力下的测量误差，提升了监测的稳定性。
66.3.本技术给出的监测方法智能化程度较高，根据一段时间监测的数据自动生成相应的参数曲线，可分析数据变化趋势，提前预判设备故障，便于检修人员及时地进行对应处理。
67.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种气体监测装置，其中，包括：壳体、补气口、风扇、电机及至少一个传感器；其中，所述壳体内设有气室；所述气室通过所述补气口与装置外部连通；所述风扇设置于所述气室内；所述风扇通过所述电机驱动；所述传感器的探头位于所述气室内。2.如权利要求1所述的装置，其中，还包括：第一磁块、第二磁块、轴承及固定轴；其中，所述固定轴与所述轴承的内环固定连接；所述轴承的外环与所述气室的内壁固定连接；所述风扇与所述第一磁块均固定于所述固定轴；所述风扇、所述第一磁块、所述固定轴均与所述电动机同轴；所述电动机设置于所述气室的外部；所述第二磁块与所述电动机的传动轴固定连接。3.如权利要求1所述的装置，其中，所述气室的两侧对称地设置有两个补气口；所述传感器，包括：压力传感器、温度传感器及湿度传感器。4.如权利要求1所述的装置，其中，所述电机与其对应的电机控制元件电性连接；所述传感器与其对应的传感器控制元件电性连接；所述电机控制元件与所述传感器控制元件由不同电路独立控制；所述电机控制元件与所述传感器控制元件集成于所述装置内部。5.如权利要求4所述的装置，其中，所述传感器控制元件，用于接收所述传感器发送的原始数据；还用于将所述原始数据发送至所述电机控制元件；所述电机控制元件，用于根据所述原始数据控制所述电机的运转。6.一种气体监测方法，其中，包括：将若干个气体监测装置接入用气设备管网；对每个气体监测装置测量得到的监测数据进行处理；根据监测数据处理结果确定所述待测气体的气体特性参数数据；根据所述气体特性参数数据对所述待测气体进行监测。7.如权利要求6所述的方法，其中，在将待测气体依次通入串接的气体监测装置前，还包括：对每个气体监测装置进行不同压力下的标定；根据所述待测气体的压力与标定结果对气体监测装置进行校准。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述根据所述气体特性参数数据对所述待测气体进行监测，包括：根据所述气体特性变化趋势对所述待测气体进行监测；其中，所述气体特性变化趋势，包括：气体特性参数数据随时间的变化趋势与不同气体监测装置中的气体特性参数的变化趋势。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述根据所述气体特性参数数据对所述待测气体进行监测，还包括：对所述气体特性变化趋势进行预测；根据预测得到的气体特性变化趋势对所述待测气体进行监测。10.一种可读存储介质，其中，所述可读存储介质存储有计算机程序或计算机指令，所述计算机程序或所述计算机指令被执行时，至少用于实现权利要求6-9任意一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种气体监测装置、方法及存储介质，该装置包括：壳体、补气口、风扇、电机及至少一个传感器；其中，所述壳体内设有气室；所述气室通过所述补气口与装置外部连通；所述风扇设置于所述气室内；所述风扇通过所述电机驱动；所述传感器的探头位于所述气室内。该方法包括：将若干个气体监测装置接入用气设备管网；对每个气体监测装置测量得到的监测数据进行处理；根据监测数据处理结果确定所述待测气体的气体特性参数数据；根据所述气体特性参数数据对所述待测气体进行监测。通过本发明给出的监测装置及方法，能够对工业气体进行稳定有效的监测。效的监测。效的监测。


技术研发人员：刘言冬 付颖 李倩 王维栋
受保护的技术使用者：国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司 青海黄河上游水电开发有限责任公司拉西瓦发电分公司 西宁南川绿电配售电有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/9/23