中，測控部分和集氣裝置中的氣栗和氣閥的電能均由電源模塊提供。該 電源模塊包括太陽能電池板，超級電容，可充電鋰離子電池，充電管理器和電源調(diào)整穩(wěn)壓器 及相應(yīng)的連接線。
[0051] 在本電源模塊中，太陽能電池板為整個系統(tǒng)提供持續(xù)的能量，在太陽能充裕的情 況下，太陽能電池一方面為備用的可充電鋰離子電池以及超級電容充電，另一方面電能經(jīng) 過電源調(diào)整穩(wěn)壓器的調(diào)理，直接為系統(tǒng)供電。在太陽能不充裕的情況下，可以根據(jù)電能儲備 情況，由微控制器選擇可充電鋰離子電池或超級電容用以為系統(tǒng)提供穩(wěn)定電量。
[0052] 在本電源模塊中，超級電容和電源調(diào)整穩(wěn)壓器主要用以對太陽能電池板產(chǎn)生的不 穩(wěn)定電量進行調(diào)理，產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓和電流，供系統(tǒng)使用。
[0053] 當(dāng)本電源模塊中的鋰離子電池的電壓小于預(yù)先設(shè)定的低壓值時，微控制器將會在 定期的電源電壓檢測中探測到，此時將控制無線通信模塊向監(jiān)控中心報送低電壓報警信 號。
[0054] 集氣裝置
[0055] 本系統(tǒng)方案中，集氣裝置用以獲取穩(wěn)定的環(huán)境氣流，以達到平穩(wěn)監(jiān)測的目的。該 集氣裝置主要包括微型氣栗，電磁閥，三個方形漏斗型集氣口，濾網(wǎng)，外罩，金屬（不銹鋼或 銅）導(dǎo)氣管。
[0056] 在此集氣裝置中，微型氣栗用來為氣室提供持續(xù)的環(huán)境氣流，使得氣體探測傳感 器能夠準(zhǔn)確判斷周圍環(huán)境情況。電磁閥由控制系統(tǒng)控制，用以打開或者關(guān)閉氣栗。
[0057] 在本集氣裝置中，三個集氣口的入口分別朝下、左、右三個方向布置，如圖1所示。 集氣口底部的電子開關(guān)控制其打開和關(guān)閉。氣栗工作時，環(huán)境中的氣體將通過集氣口形成 匯聚氣流，流入氣室。
[0058] 在本集氣裝置中，濾網(wǎng)安裝于集氣口的開口處，用以濾除吸入的雜質(zhì)，以避免因異 物阻塞導(dǎo)致氣栗的損壞，同時保護傳感器探頭不受異物的損壞。
[0059] 在本集氣裝置中，集氣口必須先于氣栗打開，而在氣栗關(guān)閉之后關(guān)閉。
[0060] 本集氣裝置中的氣室被設(shè)計成突然擴大的空腔，如圖2所示，這使得經(jīng)過導(dǎo)氣管 流過來的收集氣體能急速擴散到PID探頭處，將PID探頭置于朝向進入氣流的上側(cè)面，有利 于監(jiān)測，同時也有利于減少集氣時的噪聲。
[0061] 在本系統(tǒng)方案中，主控板（3)與電源處理模塊均用絕緣膠密封于內(nèi)罩內(nèi)，只將PID 的敏感頭部分伸入氣室中，通過絕緣膠密封使得主控板與電源處理模塊與氣室保持物理隔 離。外罩用以對整體裝置提供支撐作用，同時保護裝置中的電氣部分不受日曬，雨淋、光照、 大氣腐蝕等因素影響。外罩使用不銹鋼、內(nèi)罩使用鈍化處理過的鋁材，既可實現(xiàn)良好的散熱 效果，又具有良好的防腐蝕能力。
[0062] 在本系統(tǒng)方案中，以一個無線傳感裝置為一個節(jié)點，采用多個有無線通信能力的 節(jié)點環(huán)繞油罐均勻布置，組成一個網(wǎng)絡(luò)檢測系統(tǒng)。各節(jié)點在其微控制器控制下，定期把通過 PID獲得所處環(huán)境的油氣濃度數(shù)據(jù)，并依據(jù)溫度傳感器輸出進行溫度誤差修正，若修正后 的結(jié)果超過設(shè)定的油氣濃度閾值，則啟用無線通信模塊向位于閥門區(qū)的主節(jié)點發(fā)送預(yù)警信 息；若未超過閾值，則依據(jù)工作周期發(fā)送正常信息。主節(jié)點則根據(jù)多個節(jié)點的信息綜合判斷 是否發(fā)生泄漏并根據(jù)判定結(jié)果決定是否向處于外部的監(jiān)控中心發(fā)送告警信息。
[0063] 有益效果：
[0064] 本實用新型的用于監(jiān)測油庫燃油泄漏的無線傳感裝置及系統(tǒng)，所述終端包括測控 與通信模塊、集氣裝置、機械結(jié)構(gòu)、電源模塊。含探測燃油揮發(fā)氣體的集成光離子化傳感器 與溫度傳感器組合的測控與通信模塊控制集氣裝置，定期檢測油罐周圍的油氣濃度并以無 線方式發(fā)送監(jiān)測信息。所述應(yīng)用方法是以一個無線傳感裝置為一個節(jié)點、環(huán)繞一個油罐布 置多個節(jié)點組成環(huán)形網(wǎng)，其中任一節(jié)點左右兩側(cè)的兩個緊鄰節(jié)點均能直接通信，置于閥門 區(qū)的主節(jié)點負責(zé)確認(rèn)節(jié)點報送的異常信息并報送監(jiān)控中心。本實用新型的優(yōu)點是以無線傳 感器網(wǎng)絡(luò)方式在線監(jiān)測油庫燃油泄漏并報警，由太陽能補給電池供電、以低功耗設(shè)計與管 理以及低工作電壓與密封設(shè)計，達到安全、可靠并節(jié)能的工作要求。
[0065] 本實用新型的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：
[0066] 1)以低功耗方式實現(xiàn)了對油庫油品泄露的在線監(jiān)測，降低了系統(tǒng)的維護成本，提 高了系統(tǒng)的可靠性。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
[0067] 通過選擇低功耗器件，特別是對于功耗相對大的器件如氣栗和氣閥，盡可能選擇 功耗低的微型器件，對需要長期工作的微控制器和電子開關(guān)等關(guān)鍵器件，選擇超低功耗的 MSP430系列控制器MSP430F2618和具有超低功耗的模擬電子開關(guān)ADG821，使系統(tǒng)可以從硬 件上保持盡可能低的功耗水平。
[0068] 在工作流程上，為系統(tǒng)采用間歇工作模式并且可以分兩組輪流替換，使節(jié)點裝置 輪流處于工作與休眠狀態(tài)。同時，對功耗較大的模塊采用啟用和關(guān)閉時刻都錯開的控制時 序，顯著降低了峰值功耗。
[0069] 采用太陽能補給和可充電鋰電池加超級電容器儲能的高效組合供電方式，一方面 實現(xiàn)對無人值守的油氣監(jiān)測裝置所需的能源補給，另一方面避免在特殊情況下電源供電不 足所導(dǎo)致的監(jiān)測失效危險，從而提高了系統(tǒng)可靠性。
[0070] 2)選用新型的適于探測燃油揮發(fā)氣體濃度的新型集成光離子化傳感器（PID)作 為探測目標(biāo)氣體的敏感器件，并選用集成溫度傳感器來補償環(huán)境溫度變化所導(dǎo)致的PID測 量誤差，可實現(xiàn)對目標(biāo)物的高精度在線檢測，提高了系統(tǒng)的性能；由于該集成敏感器件具有 低工作電壓特點，便于使用電池供電，因而有利于系統(tǒng)的可靠性與安全性。
[0071] 3)該裝置的所有電氣與電源模塊（除了位于頂部的太陽能電池板外）均被密封于 金屬內(nèi)罩中，可實現(xiàn)與外界環(huán)境與該裝置的電氣隔絕，達到防火、防爆的安全性要求。同時 因為采用防腐處理過的金屬鋁制作的內(nèi)罩放置在不銹鋼制作的外罩內(nèi)，既可以使內(nèi)罩中的 電氣部分免受外部環(huán)境的影響，又可以保證電氣部分因工作產(chǎn)生的熱量可通過金屬鋁傳遞 到外部散發(fā)，因而有利于提高系統(tǒng)的可靠性。
[0072] 4)整個裝置供電電壓為3. 3V，其中微控制器在34kHz、3. 3V工作環(huán)境下，其功耗非 常低，最大工作電流不超過0. 2mA，功耗不會超過0. 6mW ;PID的最大功率為100mW，工作電 壓為3. 3V ;含CC2530的無線通信模塊的最大功率為125mW、休眠時3. 3uW，微型氣栗功率約 100mW，閥門工作時的脈沖功率約為700mW。通過使各大功耗模塊錯峰工作的時序，整個系統(tǒng) 的平均功率約為300mW。該裝置系統(tǒng)適于采用低工作電壓，這不僅有利于節(jié)能而且有利于保 證系統(tǒng)的安全性。
[0073] 5)在系統(tǒng)應(yīng)用中，以一個無線傳感裝置為一個節(jié)點，并由多個節(jié)點形成傳感器網(wǎng) 絡(luò)，這既消除了傳統(tǒng)自動監(jiān)測中的供電與通信線路布置與維護的困難，避免因電纜損壞、短 路等可能引發(fā)的安全問題，又因為多節(jié)點協(xié)同監(jiān)測具有信息冗余，使得檢測結(jié)果更加可靠， 因而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0074] 圖1為裝置結(jié)構(gòu)示意圖（主視圖）；
[0075] 圖2為裝置結(jié)構(gòu)示意圖（俯視圖）；
[0076] 圖3為檢測氣室結(jié)構(gòu)與傳感器位置示意圖；
[0077] 圖4為節(jié)點主要電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0078] 圖5為節(jié)點電源模塊結(jié)構(gòu)框圖；
[0079] 圖6為主控板電路原理圖；
[0080] 圖7為節(jié)點電源及管理電路原理圖；
[0081] 圖8為組成網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點位置布置示意圖。
[0082] 標(biāo)號說明：1-PID，2_溫度傳感器，3-主控板，4-鋰電池，5-濾網(wǎng)，6-集氣口，7-排 氣口，8-氣體檢測室，9-導(dǎo)氣管，10-氣栗，11-電磁氣閥，13-外罩，14-密封箱，15-底座 支架，16-天線，17-托架，18-托架轉(zhuǎn)軸，19-托架固定螺母，20-托板，21-傾角調(diào)整螺桿， 22-太陽能電池板，23-軸銷，24-螺桿支座。
【具體實施方式】
[0083] 以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明：
[0084] 實施例1 :
[0085] 以下結(jié)合附圖及具體實施過程對本實用新型作進一步描述。
[0086] -種用于監(jiān)測油庫燃油泄漏的無線傳感裝置，包括支架15和固定在支架上的主 箱體；
[0087] 所述的主箱體內(nèi)設(shè)有集氣裝置、氣體檢測室8、主控板3、電源模塊、排氣口 7、氣栗 10和電磁氣閥11 ;主箱體上還設(shè)有天線16 ;
[0088] 所述的主控板、氣栗