本實用新型涉及城市管道安全技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種自供電式防爆下水道井蓋。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代城市中，為了排除污水和雨水，而在城市設(shè)置下水道，進(jìn)行城市規(guī)劃。

但是由于下水道相對密封，大量的城市垃圾流入到下水道會產(chǎn)生沼氣，且由于下水道特殊的密封結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致沼氣增多，沼氣濃度不斷增大，氣壓隨之加強(qiáng)，當(dāng)下水道沼氣達(dá)到一定濃度時，遇到明火或者火花時，將會發(fā)生爆炸，由于下水道貫通整個城市，一旦某處發(fā)生爆炸，則與該下水道連通的下水道也會受到牽連，均有可能發(fā)生爆炸，涉及范圍廣，危害大，安全性能低，對人們的生命財產(chǎn)安全存在極大的威脅。

針對上述問題，人們常采用在下水道內(nèi)設(shè)置沼氣檢測裝置來實現(xiàn)檢測，例如設(shè)置甲烷傳感器，但是仍然存在很多問題：第一，由于下水道環(huán)境惡劣，沼氣檢測裝置容易發(fā)生損壞，造成檢測結(jié)果誤差大，可靠性差；第二，沼氣檢測裝置需要實時供電，而下水道涉及范圍廣，沼氣檢測裝置的供電線路復(fù)雜，供電困難；第三，當(dāng)沼氣檢測裝置發(fā)生損壞時，人們無法檢測到，并且由于沼氣檢測裝置設(shè)置位置不定，導(dǎo)致沼氣檢測裝置維護(hù)更換困難。

綜上所述，現(xiàn)有的下水道安全管理還存在一些不足之處，無法滿足人們對城市安全的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實用新型提出一種自供電式防爆下水道井蓋，實現(xiàn)自供電方式，對下水道氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測和采集，運(yùn)行可靠，使用方便，安全性能高，維護(hù)更換方便。

為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的具體技術(shù)方案如下：

一種自供電式防爆下水道井蓋，包括井蓋本體，其關(guān)鍵在于：在所述井蓋本體的下端面上設(shè)置有氣壓檢測裝置，所述氣壓檢測裝置與氣壓信號處理控制模塊連接，所述井蓋本體的外露面上設(shè)置有自供電模塊，所述自供電模塊與所述氣壓檢測裝置、氣壓信號處理控制模塊連接。

通過上述設(shè)計，自供電模塊通過采集人們對井蓋的壓力，經(jīng)壓力轉(zhuǎn)換成電能，向氣壓檢測裝置和氣壓信號處理控制模塊供電，節(jié)約能源；氣壓檢測裝置設(shè)置在井蓋本體的下端面上，不易與其他機(jī)構(gòu)發(fā)生碰撞，也不易受到環(huán)境的影響，安全可靠，不易損壞；氣壓信號穩(wěn)定可靠，檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

進(jìn)一步描述，所述氣壓檢測裝置包括筒狀檢測機(jī)構(gòu)，所述筒狀檢測機(jī)構(gòu)豎向設(shè)置在下水道井內(nèi)，且所述筒狀檢測機(jī)構(gòu)的一端與所述井蓋本體的下端面連接，在所述筒狀檢測機(jī)構(gòu)的筒腔內(nèi)從上至下依次設(shè)置有壓力傳感器、彈簧和推動塊，所述壓力傳感器經(jīng)所述彈簧與所述推動塊連接，且所述推動塊緊貼所述筒狀檢測機(jī)構(gòu)內(nèi)壁。

采用上述方案，推動塊設(shè)置在筒狀檢測機(jī)構(gòu)內(nèi)，推動塊受到其他環(huán)境影響小，當(dāng)氣壓增大時，在大氣壓的作用下，推動塊向上運(yùn)動，同時彈簧壓縮，致使壓力傳感器檢測到壓力。整個結(jié)構(gòu)簡單易懂，檢測成本低。

再進(jìn)一步描述，在所述筒狀檢測機(jī)構(gòu)筒壁內(nèi)設(shè)置有泄壓孔，所述泄壓孔一端穿過所述井蓋本體與外界相通，所述泄壓孔的另一端穿出所述筒狀檢測機(jī)構(gòu)的內(nèi)壁形成泄壓口，所述泄壓口開設(shè)在所述推動塊自然垂下所在位置的上部。

采用上述方案，當(dāng)下水道氣壓過大，推動快向上運(yùn)動一定距離時，則下水道中的氣體可通過泄壓孔向外排出，以減小下水道中的氣壓，減小下水道不安全因素。

再進(jìn)一步描述，所述氣壓信號處理控制模塊包括壓力信號處理電路和控制器，所述壓力傳感器經(jīng)所述壓力信號處理電路與所述控制器連接。

壓力傳感器檢測到的氣壓經(jīng)過壓力信號處理電路處理后，時信號更加準(zhǔn)確和穩(wěn)定，并且控制器可采集氣壓信號，進(jìn)行進(jìn)一步處理，提示人們下水道氣壓是否處于安全范圍內(nèi)，提高了下水道氣壓檢測的可靠性。

再進(jìn)一步描述，所述壓力信號處理電路包括第一運(yùn)算放大器U1，所述第一運(yùn)算放大器U1的同相輸入端經(jīng)第一電阻R1與所述壓力傳感器連接，所述壓力傳感器與所述第一電阻R1的公共端分別經(jīng)第二電阻R2和第一電容C1接地，所述第一運(yùn)算放大器U1的反相輸入端依次經(jīng)第三電阻R3、第二電容C2接地；所述第一運(yùn)算放大器U1輸出端分別經(jīng)第四電阻R4、第三電容C3與所述第一運(yùn)算放大器U1的反相輸入端連接；

所述第一運(yùn)算放大器U1的輸出端依次經(jīng)第四電容C4、第五電阻R5與第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接，所述第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端分別經(jīng)第五電容C5和第六電阻R6接地，所述第二運(yùn)算放大器U2的輸出端分別經(jīng)第七電阻R7、第六電容C6與所述第二運(yùn)算放大器U2反相輸入端連接；

所述第二運(yùn)算放大器U2的輸出端依次經(jīng)第八電阻R8、第九電阻R9與第三運(yùn)算放大器U3的反相輸入端連接，所述第三運(yùn)算放大器U3的反相輸入端還經(jīng)第七電容C7接地，所述第三運(yùn)算放大器U3的輸出端經(jīng)第八電容C8與所述第八電阻R8、第九電阻R9的公共端連接，所述第三運(yùn)算放大器U3的輸出端還與所述第三運(yùn)算放大器U3的同相輸入端連接，所述第三運(yùn)算放大器U3的輸出端還經(jīng)第十電阻R10與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的模擬信號輸入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)字信號輸出端與所述控制器連接。

采用上述方案，通過第一運(yùn)算放大器U1、第二運(yùn)算放大器U2對檢測的壓力信號進(jìn)行放大，通過第三運(yùn)算放大器U3實現(xiàn)壓力信號濾波，得到更加穩(wěn)定可靠的信號，使檢測更加可靠和準(zhǔn)確。

再進(jìn)一步描述，所述控制器上連接有報警裝置、顯示裝置、遠(yuǎn)程傳送裝置。

當(dāng)檢測到氣壓時，顯示裝置可實時顯示，便于工作人員觀察，當(dāng)氣壓過高時，工作人員不宜下到下水道下，以免發(fā)生安全事故，當(dāng)氣壓過高時，報警裝置可實現(xiàn)實時報警，提示人們注意安全，且避免明火靠近，遠(yuǎn)程傳送裝置可將信號遠(yuǎn)程傳送，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。

再進(jìn)一步描述，所述自供電模塊包括依次連接的發(fā)電模塊、儲能模塊和供電控制模塊。

當(dāng)有人對設(shè)有發(fā)電模塊的井蓋本體施加外力時，發(fā)電模塊將壓力轉(zhuǎn)換成電能，實現(xiàn)自供電，節(jié)約能源，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

再進(jìn)一步描述，所述發(fā)電模塊包括和壓電薄膜，所述壓電薄膜的兩側(cè)設(shè)置有上齒面層和下齒面層，所述上齒面層和下齒面層的齒面朝向所述壓電薄膜，且所述上齒面層和下齒面層的齒條交替設(shè)置，所述上齒面層上還覆蓋有絕緣保護(hù)層，所述壓電薄膜與所述儲能模塊連接。

當(dāng)有人踩壓井蓋本體時，上齒面層和下齒面層同時對壓電薄膜施加外力，使壓電薄膜獲得更大更集中的外力作用，使壓電薄膜將壓力轉(zhuǎn)換成電能，轉(zhuǎn)換效果好，經(jīng)濟(jì)適用，節(jié)能環(huán)保。

本實用新型的有益效果：實時對下水道氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測、采集和處理，同時采用自供電方式，向氣壓檢測裝置和氣壓信號處理控制模塊供電，經(jīng)濟(jì)節(jié)能，供電方便；氣壓檢測裝置使用壽命長，更換和維護(hù)方便，氣壓信號處理控制模塊信號處理得到的信號穩(wěn)定精確，安全性能高。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的壓力信號處理電路圖；

圖3是本實用新型的氣壓信號處理控制框圖；

圖4是本實用新型的自供電控制框圖；

圖5是本實用新型的發(fā)電模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式以及工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

從圖1可以看出，一種自供電式防爆下水道井蓋，包括井蓋本體1，其特征在于：在所述井蓋本體1的下端面上設(shè)置有氣壓檢測裝置2，所述氣壓檢測裝置2與氣壓信號處理控制模塊3連接，所述井蓋本體1的外露面上設(shè)置有自供電模塊4，所述自供電模塊4與所述氣壓檢測裝置2、氣壓信號處理控制模塊3連接。

其中，從圖1還可以看出，所述氣壓檢測裝置2包括筒狀檢測機(jī)構(gòu)21，所述筒狀檢測機(jī)構(gòu)21豎向設(shè)置在下水道井內(nèi)，且所述筒狀檢測機(jī)構(gòu)21的一端與所述井蓋本體1的下端面連接，在所述筒狀檢測機(jī)構(gòu)21的筒腔內(nèi)從上至下依次設(shè)置有壓力傳感器22、彈簧23和推動塊24，所述壓力傳感器22經(jīng)所述彈簧23與所述推動塊24連接，且所述推動塊24緊貼所述筒狀檢測機(jī)構(gòu)21內(nèi)壁。

從圖1還可以看出，在所述筒狀檢測機(jī)構(gòu)21筒壁內(nèi)設(shè)置有泄壓孔25，所述泄壓孔25一端穿過所述井蓋本體1與外界相通，所述泄壓孔25的另一端穿出所述筒狀檢測機(jī)構(gòu)21的內(nèi)壁形成泄壓口，所述泄壓口開設(shè)在所述推動塊24自然垂下所在位置的上部。

在本實施例中，所述氣壓信號處理控制模塊3包括壓力信號處理電路31和控制器32，所述壓力傳感器22經(jīng)所述壓力信號處理電路31與所述控制器32連接。

從圖2可以看出，所述壓力信號處理電路31包括第一運(yùn)算放大器U1，所述第一運(yùn)算放大器U1的同相輸入端經(jīng)第一電阻R1與所述壓力傳感器22連接，所述壓力傳感器22與所述第一電阻R1的公共端分別經(jīng)第二電阻R2和第一電容C1接地，所述第一運(yùn)算放大器U1的反相輸入端依次經(jīng)第三電阻R3、第二電容C2接地；所述第一運(yùn)算放大器U1輸出端分別經(jīng)第四電阻R4、第三電容C3與所述第一運(yùn)算放大器U1的反相輸入端連接；

所述第一運(yùn)算放大器U1的輸出端依次經(jīng)第四電容C4、第五電阻R5與第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接，所述第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端分別經(jīng)第五電容C5和第六電阻R6接地，所述第二運(yùn)算放大器U2的輸出端分別經(jīng)第七電阻R7、第六電容C6與所述第二運(yùn)算放大器U2反相輸入端連接；

所述第二運(yùn)算放大器U2的輸出端依次經(jīng)第八電阻R8、第九電阻R9與第三運(yùn)算放大器U3的反相輸入端連接，所述第三運(yùn)算放大器U3的反相輸入端還經(jīng)第七電容C7接地，所述第三運(yùn)算放大器U3的輸出端經(jīng)第八電容C8與所述第八電阻R8、第九電阻R9的公共端連接，所述第三運(yùn)算放大器U3的輸出端還與所述第三運(yùn)算放大器U3的同相輸入端連接，所述第三運(yùn)算放大器U3的輸出端還經(jīng)第十電阻R10與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的模擬信號輸入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)字信號輸出端與所述控制器連接。

從圖3可以看出，所述控制器上連接有報警裝置、顯示裝置、遠(yuǎn)程傳送裝置。

從圖4可以看出，所述自供電模塊4包括依次連接的發(fā)電模塊41、儲能模塊42和供電控制模塊43。

從圖5可以看出，所述發(fā)電模塊41包括和壓電薄膜41a，所述壓電薄膜41a的兩側(cè)設(shè)置有上齒面層41b和下齒面層41c，所述上齒面層41b和下齒面層41c的齒面朝向所述壓電薄膜41a，且所述上齒面層41b和下齒面層41c的齒條交替設(shè)置，所述上齒面層41b上還覆蓋有絕緣保護(hù)層41d，所述壓電薄膜41a與所述儲能模塊42連接。

本實用新型的工作原理：

當(dāng)人們行走在下水道井蓋上，會對設(shè)置在井蓋本體上的自供電模塊4施加壓力，發(fā)電模塊41的壓電薄膜41a采集到壓力后，將動能轉(zhuǎn)換成電能，向氣壓檢測裝置2與氣壓信號處理控制模塊3供電。

當(dāng)下水道氣壓增大，推動塊24在氣壓的作用下向上運(yùn)動，同時，彈簧23收到擠壓收縮，使設(shè)置在彈簧23頂端的壓力傳感器22采集到壓力信號，該壓力信號經(jīng)氣壓信號處理控制模塊3的壓力信號處理電路31處理后傳送至控制器32，控制器32將檢測的壓力信號通過顯示裝置顯示出來，并且可將壓力信號通過遠(yuǎn)程傳送裝置傳送至遠(yuǎn)處，便于遠(yuǎn)程控制。

當(dāng)氣壓過大時，推動塊24向上運(yùn)動距離大，當(dāng)運(yùn)動到高于泄壓孔25的入口處時，泄壓孔25可實現(xiàn)排出部分氣體，以達(dá)到減小下水道氣壓的作用。

在本實施例中，供電控制模塊43還與正常供電線路連接，以防止自供電模塊4供電不足的情況，提高整個氣壓檢測裝置的可靠性，永不斷電。