本发明专利技术公开了一种便携式毒性气体无线监测装置，包括中央监测单元和多个检测仪器，所述中央监测单元，用于监控管理；所述检测仪器，为便携式设备，其进一步包括：电源模块、毒性气体传感器、信号调理电路、温湿度传感器、加速度传感器、无线通讯模块、报警模块、显示模块、键盘模块、微处理器及其外围电路。所述便携式毒性气体无线监测装置，优选进一步包括时钟日期模块和GPS模块。本发明专利技术便携式毒性气体监测装置能提供对作业人员活动的全面监测，不仅仅能为作业人员自身提供检测与报警功能，还可让控制室的监管人员随时了解作业人员的状态。监管者可以合理做出判断，大大提高了掌握现场情况的能力和做出响应的正确性和时效性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有毒气体环境中危险报警，环境监测、检测数据和报警信息的自动无线传输
，特别涉及。
技术介绍
石油化工行业中经常会出现毒性气体泄漏、释放、排放等情况发生，作业人员在工作时面临暴露在有毒气体中的风险，存在中毒危险。目前的解决办法是给可能暴露于毒性气体环境的作业人员配备便携式毒性气体报警装置，作业人员携带报警装置进入危险环境中，如遇到泄漏、排放造成的环境中有毒气体的浓度超过一定限值，检测报警装置检测到浓度数值超标，就会发出报警信息提示操作人员远离危险区域。在大多数情况下，这种个体防护的方式和装置能保护作业人员免遭中毒死亡或者致残，但是在有时环境中突然出现较高浓度的毒性气体或者进入存在较高浓度毒性气体的环境时，现有的便携式仪器因为响应时间的问题可能不能够及时发出危险报警，作业人员已经发生中毒，而巡检等作业往往是独自进行，何时发生了危险、在何地发生危险并没有其他人知道，抢救和救援工作也无法开展。与此同时因为监测和检测数据没有共享和分析利用，有可能出现其他人员因为不了解情况有可能再次进入危险区域或者看到有人中毒而盲目进入危险区域救援造成更大程度的事故伤害的问题。也无法解决具有无线传输功能的电子检测或监测设备用电量大，电池工作时间短，电源设备不宜携带等问题。要想解决现有监测、检测和报警装置的上述问题需要有多种监测和检测参数配合，并且监测和检测数据要能够实时共享，监测和检测数据要集中分析和利用从而实现对作业人员进行全面的监控，随时了解作业人员所处的位置、工作环境条件有害气体浓度、人员活动状态。现有技术中，本专利技术与CN101216987A《化学品泄漏事故应急无线毒性气体检测仪》相比，都采用了无线传输的技术，但是两者的设计目的和实现方法是不同的，该现有技术主要用于事故应急，测量参数是毒性气体的浓度和风速与风向，带GPS定位。本专利技术目的是为了帮助作业人员尽早发现和避免中毒危险，因此除了 GPS定位和毒性气体浓度检测外，还运用加速度传感器监测使用人的活动状态，温湿度传感器监测使用人所处的环境条件。本专利技术的仪器带有时间日期芯片，除了在开机时用GPS进行对时校准外，其他记录和传输信号的时间标记都取自时间日期芯片，既保证了仪器之间的时间一致性，又避免在室内或者其他特殊情况下，GPS无信号无法取得UTC时间的问题。CN101216987A《化学品泄漏事故应急无线毒性气体检测仪》所述现有技术用于事故应急，不作为人员携带使用，除一组ID设置开关外无人机接口。本专利技术与CN2620333Y《能置于安全帽内的可燃性、有毒性气体检测报警装置》，CN201025555Y《一种可燃、毒性气体检测报警装置》的原理、结构、应用领域和实现效果均完全不同。CN2840536Y《具毒性气体检测功能的移动通讯装置》与本专利技术专利都是检测有毒气体浓度，但是该现有技术没有无线传输，GPS定位，加速度监测，环境监测等各种功能，既不能了解使用者的位置、状态、周边环境，也不能将检测和监测数据实时传送给监管者。
技术实现思路
本专利技术所要解决得技术问题在于，将无线传输技术、气体检测技术、多种传感器应用技术和计算机控制技术相结合，针对石油石化行业人员作业面临有毒有害气体中毒危险的实际问题，提供一种便携式毒性气体监测装置及其方法，为作业人员提供新型的个体防护仪器。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种便携式毒性气体无线监测装置，包括中央监测单元和多个检测仪器，所述中央监测单元，用于监控管理；所述检测仪器，为便携式设备，其进一步包括电源模块、毒性气体传感器、信号调理电路、温湿度传感器、加速度传感器、无线通讯模块、报警模块、显示模块、键盘模块、微处 理器及其外围电路。所述便携式毒性气体无线监测装置，可以进一步包括时钟日期模块和GPS模块。所述电源模块进一步设有输入端和输出端；所述输入端与电池相连；所述输出端能够转换输出高压、中压、低压三种电源；所述高压电源输出连接到毒性气体传感器和信号调理电路的供电端口 ；所述中压电源输出连接到报警模块的供电端口 ；所述低压电源输出连接到微处理器、显示模块、键盘模块、温湿度传感器、加速度传感器、时钟日期模块、GPS模块和无线通讯模块的供电端口。所述毒性气体传感器模块的信号输出连接到所述信号调理电路输入端；所述信号调理电路输出端连接到所述微处理器的AD转换接口 ；所述加速度传感器连接到所述微处理器的SPI总线；所述无线通讯模块、GPS模块输出端分别连接到所述微处理器的不同UART接口 ；所述温湿度传感器通过IO 口模拟I2C总线与所述微处理器连接；所述显示模块、报警模块、键盘模块分别连接到微处理器的IO接口；所述无线通讯模块上进一步设有SMA型天线接口，直接与外置式天线相连接。所述微处理器优选为低功耗芯片MSP430F249。所述微处理器的工作模式优选为中断模式，初始化完成后，微处理器就进入低功耗模式，定时器中断唤醒微处理器，微处理器开始工作，判断延时是否符合设定值，如果符合就采集各个传感器的数据并处理和发送，根据数据处理结果发出报警。所述键盘模块的工作模式优选为中断模式，当触发键盘时，微处理器被唤醒，进行相应功能的操作。所述电源模块、毒性气体传感器、信号调理电路、温湿度传感器、加速度传感器、无线通讯模块、时钟日期模块、GPS模块、报警模块和显示模块都能够通过微处理器控制其工作状态，在非触发时间微处理器处于休眠状态。所述无线模块优选采用动态传输调节工作模式，每隔5 200秒发送一组数据，当检测浓度值超过预设报警值的一半时，仪器发送数据的频率随着浓度升高线性增加，直至达到每秒一组数据的全速工作频率。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种所述便携式毒性气体无线监测装置的操作方法，包括以下步骤第一步，初始化微处理器的系统时钟、微处理器IO端口、报警模块、键盘模块、显示模块、微处理器的AD转换器、微处理器的UART端口、时钟日期模块、温湿度传感器，并打开微处理器中断；第二步，读取GPS模块的标准时间对时钟日期模块校准；第三步，显示信息；第四步，微处理器读取时钟日期模块中的信息； 第五步，读取温湿度模块的信息；第六步，读取GPS模块的经纬度信息和有效性标志；第七步，读取加速度模块的加速度信息；第八步，读取毒性气体传感器模块的毒性气体浓度信息；第九步，比较气体浓度数值和报警设定值如果气体浓度值大于预设的浓度报警值，微处理器驱动报警模块发出报警，报警后进入第十步；如果气体浓度值小于或者等于预设的浓度报警值则直接进入第十步；第十步，比较计时时间和预设时间延时，如果计时大于延时，计时清零，微处理器控制无线通讯模块发送各项检测数据；第十一步，显示仪器主界面，显示各项检测数据；然后，循环运行第四步到第十一步步骤；在循环运行第四步到第十一步步骤过程中如果按键模块被触发，则微处理器判断所述触发是需要进入校准传感器功能还是进入报警设定功能如果是进入校准传感器功能，则读取零气AD值、存储零气校准值、输入标气标称值、读取标气AD值、存储标气校准值；之后成后返回第四步到第十一步的循环；如果是进入设置报警值功能，则接受报警值并存储报警值；之后返回第四步到第i^一步的循环；如果是进入消除报警功能则驱动报警模块停止报警后返回第四步到第十一步的循环。本专利技术便携式毒性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种便携式毒性气体无线监测装置，包括中央监测单元和多个检测仪器，其特征在于，所述检测仪器，为便携式设备，其进一步包括：电源模块、毒性气体传感器、信号调理电路、温湿度传感器、加速度传感器、无线通讯模块、报警模块、显示模块、键盘模块、微处理器及其外围电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：严龙，邹兵，朱亮，高少华，姜素霞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。