一种封闭环境下智能安全系统的制作方法

1.本发明涉及封闭环境溢出气体的处理技术领域，尤其是一种封闭环境下智能安全系统。


背景技术：

2.我国现阶段许多封闭环境内的安全建设管理还处于起步阶段，相关管理水平和技术还不够成熟。在封闭环境如车间生产、地下工程、隧道工程中，废气的产生几乎不可避免。
3.废气主要包括硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷。硫化氢是一种急性剧毒气体，吸入少量高浓度硫化氢可于短时间内致命。低浓度的硫化氢对眼、呼吸系统及中枢神经都有影响；二氧化碳易使人窒息、一氧化碳是可燃性气体易爆炸且易使人中毒、甲烷和氢气同为可燃性气体。甚至在一些生产中产生废气的同时容易产生粉尘，在生活和工作中生产性粉尘是诱发多种疾病的主要原因，而可燃性粉尘不仅有着火的危险，且一旦飞扬悬浮于空中，与空气均匀混合并达到一定浓度范围时，遇火源还会发生爆炸。这些废气和粉尘的产生在工业生产和生活上对人的安全带来巨大威胁。


技术实现要素：

4.本发明克服了现有技术的不足，提供了一种封闭环境下智能安全系统，其可进一步的提高对溢出气体的快速反应能力，以此降低环境的安全风险，提升作业空间的整体安全水平。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种封闭环境下智能安全系统，包括有主机、气体检测感应器、报警模块和可拆卸ups电源模块，主机包括计算分析模块和控制模块，计算分析模块设置处理气体优先级，按同一条件下气体危害性程度高低设置，当警戒浓度百分比接近时，按气体优先级先后调用处置溢出气体的顺序，当浓度百分比差距过大时，优先处理数值高的溢出气体，主机接收气体检测感应器的检测数据，计算分析模块计算分析后将执行下达给控制模块，并与智能终端设备连接，可将检测数据传输至终端设备，实现气体浓度实时在线检测；控制模块接收计算分析模块的执行，可对含有粉尘的气体进行除尘处理，对酸性气体进行喷淋除雾处理，对易燃易爆气体进行燃烧处理；气体检测感应器检测气体浓度和组分，将采集的信息传给主机进行分析计算，并能根据环境内气体的采样结果进行初步判断，当检测结果出现异常时，将距离该气体检测感应器最近的报警模块发出警示指令；报警模块接收警示指令，发出声音和灯光进行报警操作；可拆卸ups电源模块提供不间断的电源。
6.通过采用上述方案，该系统基于人工智能、物联网技术和模块组合式设备相结合，采用dcs结构，通用模块化设计，通过管道阀组的切换，增加各模块的联动，可进一步的提高
对溢出气体的快速反应能力，以此降低环境的安全风险，提升作业空间的整体安全水平，主机可与智能终端，如手机、上位机等，系统可将检测数据传输至终端设备上，实现气体浓度实时在线监测，能实现计算机远程监控多级联网控制达到预警联动效果，主机和气体检测感应器都装有可拆卸ups电源模块，保证遇到如断电等可继续维持一段时间的工作运行，气体检测感应器每30
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50s采样一次，取60
‑
180s的取平均值，将采集到的信息传给主控计算机进行分析计算，系统中全部采用防爆电气设备，驱动电机使用安全电压，管道部位联接采用气动阀，对大功率电器设置开机变频、关机延时功能，气体检测传感器根据环境内气体的采样结果进行初步判断，当检测结果出现异常时，将距离该气体检测传感器最近的报警模块发出警示指令，同时控制主机的屏幕上将显示出现异常的气体检测传感器和报警模块的定位，系统中设置处理气体优先级，按同一条件下气体危害性程度高低设置，当警戒浓度百分比接近时按气体优先级先后调用处置溢出气体的顺序，当浓度百分比差距过大时，优先处理数值高的溢出气体。
7.本发明的进一步设置是：控制模块包括除尘模块、喷头控制模块、后置系统控制模块、氮气输送模块、新风系统控制模块、切换管道模块、风机控制模块、外排气体检测模块、液体输送模块、水汽输送模块。
8.通过采用上述方案，除尘模块可对含有粉尘的气体进行除尘处理；喷头控制模块可进行区域或大面积喷水或一定浓度的碱液；后置系统控制模块可对易燃易爆气体进行燃烧处理；氮气输送模块和新风系统控制模块在遇到具有易燃易爆性质的气体时，当环境内浓度接近或到达爆炸极限时向管道内注入氮气降低管内混合气的氧含量，防止其爆燃或爆炸；切换管道模块可控制各个管路的导通或关闭；风机控制模块可将含易燃易爆气体通过外排管道进入后置系统控制模块进行处理；外排气体检测模块检测外排气体是否达标，如果气体达到外排标准将直接排除，反之由中央控制中心继续执行该条件；液体输送模块可输送水或碱液；水汽输送模块可输送水汽。
9.本发明的进一步设置是：气体检测感应器包括传感器模块和气体检测模块，气体检测模块的检测数据通过传感器模块传输给主机。
10.通过采用上述方案，气体检测模块检测气体浓度和组分，传感器模块用于传输数据。
11.本发明的进一步设置是：还包括有屏幕控制模块和屏幕连接模块。
12.通过采用上述方案，屏幕显示出现异常的气体检测传感器和报警模块的定位。
13.本发明的进一步设置是：还包括有系统连接模块，系统连接模块设置有以太网接口、usb接口和485通讯接口。
14.通过采用上述方案，用于连接外部设备。
15.本发明的更进一步设置是：还包括有泄爆片和隔爆阀。
16.通过采用上述方案，防止气体泄漏和防爆作用，更加安全。
17.下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
18.图1为本发明实施例的系统控制逻辑示意图；图2为主机模块分布示意图；
图3为感应器模块分布示意图；图4为主机的原理框图。
具体实施方式
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.如图1
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图4所示，一种封闭环境下智能安全系统，包括有主机、气体检测感应器、i
‑
报警模块和x
‑
可拆卸ups电源模块，主机包括计算分析模块和控制模块，计算分析模块设置处理气体优先级，按同一条件下气体危害性程度高低设置，当警戒浓度百分比接近时，按气体优先级先后调用处置溢出气体的顺序，当浓度百分比差距过大时，优先处理数值高的溢出气体，主机接收气体检测感应器的检测数据，计算分析模块计算分析后将执行下达给控制模块，并与智能终端设备连接，如手机、上位机等，可将检测数据传输至终端设备，实现气体浓度实时在线检测；控制模块接收计算分析模块的执行，可对含有粉尘的气体进行除尘处理，对酸性气体进行喷淋除雾处理，对易燃易爆气体进行燃烧处理；气体检测感应器检测气体浓度和组分，气体检测感应器每30
‑
50s采样一次，取60
‑
180s的取平均值，将采集的信息传给主机进行分析计算，并能根据环境内气体的采样结果进行初步判断，当检测结果出现异常时，将距离该气体检测感应器最近的i
‑
报警模块发出警示指令；i
‑
报警模块接收警示指令，发出声音和灯光进行报警操作；x
‑
可拆卸ups电源模块提供不间断的电源。
21.在本实施例中，控制模块包括v
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除尘模块、ii
‑
喷头控制模块、xii
‑
后置系统控制模块、viii
‑
氮气输送模块、ix
‑
新风系统控制模块、iii
‑
切换管道模块、vi
‑
风机控制模块、xix
‑
外排气体检测模块、iv
‑
液体输送模块、xi
‑
水汽输送模块。
22.在本实施例中，气体检测感应器包括vii
‑
传感器模块和xv
‑
气体检测模块，xv
‑
气体检测模块的检测数据通过vii
‑
传感器模块传输给主机。
23.在本实施例中，还包括有xiv
ꢀ‑
屏幕控制模块和xiii
‑
屏幕连接模块。
24.在本实施例中，还包括有系统连接模块，系统连接模块设置有xviii
‑
以太网接口、xvii
‑
usb接口和xvi
‑
485通讯接口。
25.在本实施例中，还包括有泄爆片和隔爆阀。
26.处理不同的溢出气体应用到不同的模块，可以内置720种处置方式的连接，由于处置方式过多，因此以下举两种实施例来说明该系统。
27.实施例一，溢出气体含有粉尘、硫化氢时，粉尘易燃易爆处理其他气体前应先启动v
‑
除尘模块，根据气体检测浓度主机控制ii
‑
喷头控制模块进行区域喷水或大面积喷水，接着根据硫化氢浓度与计算机内设定值对比，控制iii
‑
切换管道模块使含10%氢氧化钠溶液与水混合成一定浓度碱液。
28.实施例二，溢出气体含有粉尘、硫化氢、甲烷时，先启动v
‑
除尘模块，根据气体检测
浓度主机控制ii
‑
喷头控制模块进行区域喷水或大面积喷水。
29.逻辑一：甲烷和硫化氢浓度百分比接近时，先用碱液处置硫化氢，再用vi
‑
风机控制模块将含甲烷的气体通过外排管道进入xii
‑
后置系统控制模块进行处理，通过xix
‑
外排气体检测模块检测外排气体是否达标，如果气体达到外排标准将直接排除反之由中央控制中心继续执行该条件。
30.逻辑二：甲烷的浓度高于硫化氢时，先处置甲烷再处置硫化氢，先用vi
‑
风机控制模块将含甲烷的气体通过外排管道进入xii
‑
后处置系统控制模块进行处理，等环境内甲烷气体被抽走再用碱液处置硫化氢，经xii
‑
后处置系统控制模块处理的气体通过xix
‑
外排气体检测模块检测外排气体是否达标，如果气体达到外排标准将直接排除反之由中央控制中心继续执行该条件。
31.逻辑三：甲烷浓度超标时，甲烷在空气中的爆炸极限约为4.9%
‑
16%与不同的气体混合时，爆炸极限也不同。当其浓度超标时中央控制中心通过控制iii
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切换管道模块使viii
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氮气输送模块运作向管道内通入氮气，目的是管道内含氧量防止其到达爆炸极限发生爆炸，再用vi
‑
风机控制模块将含甲烷的气体通过外排管道进入xii
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后处置系统控制模块进行处理。
32.以上实施例，只是本发明优选地具体实施例，本领域技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明的保护范围内。