本實(shí)用新型涉及可燃?xì)怏w泄漏源的自主巡檢領(lǐng)域，適用于可燃?xì)怏w的監(jiān)測(cè)、可燃?xì)怏w泄漏源位置的判斷和巡檢。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的快速發(fā)展，可燃?xì)怏w在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，同時(shí)不可避免的伴隨著可燃?xì)怏w泄漏的問(wèn)題。但是在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)以及一些惡劣的氣體環(huán)境下，檢測(cè)人員無(wú)法直接進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)完成測(cè)量任務(wù)，使用可燃?xì)怏w泄漏源無(wú)線巡檢系統(tǒng)，一方面可以日常巡檢，另一方面，可以在發(fā)生可燃?xì)怏w泄漏事故時(shí)自主巡檢泄漏源，對(duì)于工業(yè)安全以及可燃?xì)怏w泄漏事故的處置具有重大意義。

早期，可燃?xì)怏w泄漏源方向的檢測(cè)首先需要檢測(cè)人員通過(guò)手持氣體探測(cè)儀完成對(duì)各個(gè)位置可燃?xì)怏w濃度的檢測(cè)，然后人工判斷可燃?xì)怏w泄漏源位置，這種方法雖然操作簡(jiǎn)單，但是危險(xiǎn)性大，效率較低。近年來(lái)，可燃?xì)怏w安全檢測(cè)通過(guò)多設(shè)備協(xié)調(diào)工作實(shí)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域的可燃?xì)怏w檢測(cè)和可燃?xì)怏w泄漏源位置的判定，這種方法集成度不高，價(jià)格昂貴。在這種背景下，本實(shí)用新型一種可燃?xì)怏w泄漏源無(wú)線巡檢系統(tǒng)，通過(guò)各個(gè)傳感器的協(xié)調(diào)工作，可以完全自主的進(jìn)行工作，從而彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是為解決現(xiàn)有可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)以及泄漏源巡檢存在的危險(xiǎn)性大，集成度低，效率低下等問(wèn)題，提出一種可燃?xì)怏w泄漏源無(wú)線巡檢系統(tǒng)。

一種可燃?xì)怏w泄漏源無(wú)線巡檢系統(tǒng)，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊（7）、超聲波避障模塊、電子羅盤（5）、三軸加速度計(jì)（8）、三軸陀螺儀（9）、氣體傳感器陣列（4）、ZigBee無(wú)線傳輸模塊（6）、主控制器（10）和計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心；ZigBee無(wú)線傳輸模塊（6）將各個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；超聲波避障模塊中的超聲波傳感器一（1）、超聲波傳感器二（2）、超聲波傳感器三（3）由主控制器（10）的IO口產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，利用定時(shí)器捕獲功能對(duì)返回信號(hào)進(jìn)行分析；氣體傳感器陣列（4）所測(cè)得的模擬值由主控制器（10）的ADC模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換；電子羅盤（5）、三軸加速度計(jì)（8）、三軸陀螺儀（9）通過(guò)I²C接口與主控制器（10）進(jìn)行通信。

所述一種可燃?xì)怏w泄漏源無(wú)線巡檢系統(tǒng)，根據(jù)氣體傳感器陣列（4）所測(cè)得的可燃?xì)怏w泄漏源方向信號(hào)，確定可燃?xì)怏w泄漏源方向；根據(jù)電子羅盤（5）所測(cè)的實(shí)時(shí)方位信號(hào)，準(zhǔn)確行駛至泄漏地點(diǎn)；根據(jù)超聲波傳感器一（1）、超聲波傳感器二（2）、超聲波傳感器三（3）的距離信號(hào)實(shí)現(xiàn)避障；根據(jù)三軸加速度計(jì)（8）的速度信號(hào)和三軸陀螺儀（9）的姿態(tài)信號(hào)，記錄小車行駛路徑。

所述氣體傳感器陣列（4）包括MQ-2型號(hào)的氣體傳感器一（4-4）、氣體傳感器二（4-5）、氣體傳感器三（4-6）、氣體傳感器四（4-7），檢測(cè)四個(gè)對(duì)稱方向的可燃?xì)怏w云團(tuán)擴(kuò)散濃度數(shù)據(jù)，根據(jù)四個(gè)傳感器數(shù)值的差異，判斷可燃?xì)怏w泄漏源的方向。

所述超聲波避障模塊包括SDM-IO型號(hào)的超聲波傳感器一（1）、超聲波傳感器二（2）、超聲波傳感器三（3），超聲波傳感器一（1）放置在小車的前端，超聲波傳感器二（2）放置在小車的左側(cè)，超聲波傳感器三（3）放置在小車的右側(cè)，實(shí)時(shí)檢測(cè)小車周圍是否有障礙物，實(shí)現(xiàn)避障功能。

所述三軸加速度計(jì)（8）和三軸陀螺儀（9）用于實(shí)現(xiàn)對(duì)小車避障過(guò)程行駛路徑的記錄。

與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：

1. 采用ZigBee無(wú)線傳輸模塊（6）用于關(guān)鍵數(shù)據(jù)的傳輸，傳輸距離遠(yuǎn)，易于組網(wǎng)，功耗較低，并且成本低廉；

2. 通過(guò)ZigBee無(wú)線傳輸模塊（6）將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)監(jiān)控中心，可以實(shí)時(shí)查看小車周圍可燃?xì)怏w的濃度指標(biāo)，操作簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性強(qiáng)；

3. 采用SDM-IO超聲波傳感器，測(cè)距精度高，避障效果好，利用三軸加速度計(jì)（8）和三軸陀螺儀（9）對(duì)小車行駛路徑進(jìn)行記錄，一次記錄，多次循環(huán)，無(wú)需每次經(jīng)過(guò)相同區(qū)域都利用超聲波傳感器避障，節(jié)省時(shí)間。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述一種可燃?xì)怏w泄漏源無(wú)線巡檢系統(tǒng)的構(gòu)成框圖。

圖2為本實(shí)用新型所述一種可燃?xì)怏w泄漏源無(wú)線巡檢系統(tǒng)的小車底盤示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

本實(shí)用新型的實(shí)施例參考圖1和圖2所示一種可燃?xì)怏w泄漏源無(wú)線巡檢系統(tǒng)，主要包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊（7）、超聲波避障模塊、電子羅盤（5）、三軸加速度計(jì)（8）、三軸陀螺儀（9）、氣體傳感器陣列（4）、ZigBee無(wú)線傳輸模塊（6）、主控制器（10）和計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心；ZigBee無(wú)線傳輸模塊（6）將各個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；超聲波避障模塊中的超聲波傳感器一（1）、超聲波傳感器二（2）、超聲波傳感器三（3）由主控制器（10）的IO口產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，利用定時(shí)器捕獲功能對(duì)返回信號(hào)進(jìn)行分析；氣體傳感器陣列（4）所測(cè)得的模擬值由主控制器（10）的ADC模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換；電子羅盤（5）、三軸加速度計(jì)（8）、三軸陀螺儀（9）通過(guò)I²C接口與主控制器（10）進(jìn)行通信。

所述一種可燃?xì)怏w泄漏源無(wú)線巡檢系統(tǒng)，根據(jù)氣體傳感器陣列（4）所測(cè)得的可燃?xì)怏w泄漏源方向信號(hào)，確定可燃?xì)怏w泄漏源方向；根據(jù)電子羅盤（5）所測(cè)的實(shí)時(shí)方位信號(hào)，準(zhǔn)確行駛至泄漏地點(diǎn)；根據(jù)超聲波傳感器一（1）、超聲波傳感器二（2）、超聲波傳感器三（3）測(cè)得的距離信號(hào)實(shí)現(xiàn)避障；根據(jù)三軸加速度計(jì)（8）的速度信號(hào)和三軸陀螺儀（9）的姿態(tài)信號(hào)，記錄小車行駛路徑。

超聲波傳感器模塊包括超聲波傳感器一（1）、超聲波傳感器二（2）、超聲波傳感器三（3），超聲波傳感器一（1）放置在小車的前端，超聲波傳感器二（2）放置在小車的左側(cè)，超聲波傳感器三（3）放置在小車的右側(cè)，實(shí)時(shí)檢測(cè)小車周圍是否有障礙物，實(shí)現(xiàn)避障功能。

氣體傳感器陣列（4）最下層是陣列底板（4-1），在其中間固定有氣體傳感器陣列（4）的艙室外圍（4-2），整個(gè)區(qū)域由分隔板（4-3）將其分隔成四個(gè)濃度檢測(cè)艙室，艙室中放置相同的MQ-2型號(hào)的氣體傳感器：氣體傳感器一（4-4）、氣體傳感器二（4-5）、氣體傳感器三（4-6）、氣體傳感器四（4-7），用于檢測(cè)四個(gè)對(duì)稱方向的可燃?xì)怏w云團(tuán)擴(kuò)散濃度數(shù)據(jù)，根據(jù)四個(gè)傳感器數(shù)值的差異，判斷可燃?xì)怏w泄漏源的方向。

電子羅盤（5）用于確定小車前進(jìn)方向與北夾角，根據(jù)所測(cè)可燃?xì)怏w泄漏源方向，小車自主將前進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)至泄漏源方向，然后前進(jìn)；在前進(jìn)過(guò)程中，氣體傳感器陣列（4）仍然工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)前進(jìn)方向有偏差時(shí)，將進(jìn)行調(diào)整，直至最終到達(dá)泄漏源地點(diǎn)。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心接收Z(yǔ)igBee無(wú)線傳輸模塊（6）發(fā)送的小車的各個(gè)傳感器所測(cè)數(shù)據(jù)，包括氣體傳感器一（4-4）、氣體傳感器二（4-5）、氣體傳感器三（4-6）、氣體傳感器四（4-7）的實(shí)時(shí)濃度數(shù)據(jù)，電子羅盤（5）的實(shí)時(shí)方位數(shù)據(jù)，三軸加速度計(jì)（8）的實(shí)時(shí)速度數(shù)據(jù)以及三軸陀螺儀（9）的實(shí)時(shí)姿態(tài)數(shù)據(jù)。