本實用新型屬于隧道施工環(huán)境監(jiān)控技術領域，具體涉及一種隧道施工環(huán)境監(jiān)控裝置。

背景技術：

在隧道掘進、打眼和爆破等施工過程中，隧道內會產生大量的有毒有害氣體以及粉塵，如果有毒有害氣體以及粉塵超過設定值，則損害施工人員身體健康，嚴重地引發(fā)安全事故,給隧道工程施工帶來不可估計的經濟損失。因此目前隧道施工中一般安裝檢測裝置，來檢測隧道內是否存在有毒有害氣體，但是需要工作人員定時進入隧道內進行查看，并現(xiàn)場對各種有害氣體濃度變化值進行記錄，因為要工作人員靠近隧道施工現(xiàn)場檢測查看，一方面不能實時檢測有毒有害氣體，另一方面在有毒有害氣體超過設定值時不能及時發(fā)現(xiàn)，從而在工作人員進入隧道施工現(xiàn)場才會引發(fā)人員事故，不能保證工作人員的人身安全；另外，在隧道施工混凝土硬化的過程中，當混凝土的內部溫度和混凝土的外部溫度之間的溫差較大時，混凝土的拉應力小于混凝土的熱膨脹應力，則混凝土產生裂縫，影響了混凝土硬化強度，降低了施工質量；最后，設置在隧道內都的隧道檢測裝置需全天候的工作,而現(xiàn)有隧道檢測裝置都是是采用市電進行供電，這就會耗費大量的電能，雖然隧道環(huán)境檢測裝置為工作人員提供了便利，但是消耗的電能增加了投入的成本，而且一旦在市電斷電時，隧道檢測裝置則不能正常作用，容易造成施工事故。因此，現(xiàn)如今缺少一種結構簡單、操作方便、成本低，設計合理的隧道施工環(huán)境監(jiān)控裝置，實現(xiàn)有毒有害氣體、粉塵、隧道內溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度的實時檢測，通過設置太陽能供電模塊，保證隧道環(huán)境檢測模塊全天候且降低隧道防塵降溫能耗，降低施工成本和安全風險，提高工作人員的人身安全，且降低混凝土的水化熱，提高混凝土施工質量。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種隧道施工環(huán)境監(jiān)控裝置，其設計新穎合理，結構簡單、成本低，實現(xiàn)有毒有害氣體、粉塵、隧道內溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度的實時檢測，通過設置太陽能供電模塊，保證隧道環(huán)境檢測模塊全天候且降低隧道防塵降溫能耗，降低施工成本和安全風險，提高工作人員的人身安全，且降低混凝土的水化熱，提高混凝土施工質量，實用性強，便于推廣使用。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種隧道施工環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于：包括監(jiān)控裝置和設置在隧道內多個區(qū)域的隧道環(huán)境檢測模塊，所述監(jiān)控裝置包括主控器、太陽能供電模塊以及與主控器相接的液晶觸摸屏和無線通信模塊，所述主控器的輸入端接有定時器，所述主控器的輸出端接有指示燈、報警模塊、用于降低隧道內粉塵量的噴霧單元和用于降低隧道內有害氣體的通風單元，所述噴霧單元和所述通風單元的數(shù)量均為多個，多個所述噴霧單元的結構均相同，多個所述通風單元的結構均相同，每個所述噴霧單元包括第一電磁閥和與第一電磁閥輸出端相接的噴霧裝置，每個所述通風單元包括第二電磁閥和與第二電磁閥輸出端相接的通風裝置，所述無線通信模塊與無線微控制器進行無線數(shù)據(jù)通信；

所述隧道環(huán)境檢測模塊的數(shù)量為多個，多個所述隧道環(huán)境檢測模塊的結構均相同，每個所述隧道環(huán)境檢測模塊包括氣體檢測模塊、粉塵檢測模塊、溫度檢測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和與數(shù)據(jù)采集模塊輸出端相接的A/D轉換電路，所述氣體檢測模塊包括用于檢測隧道內有害氣體的氣體檢測傳感器和與氣體檢測傳感器輸出端相接的氣體信號調理模塊，所述粉塵檢測模塊包括粉塵檢測傳感器和與粉塵檢測傳感器輸出端相接的粉塵信號調理模塊，所述溫度檢測模塊包括用于檢測隧道內部溫度的第一溫度檢測模塊、用于檢測混凝土內部溫度的第二溫度檢測模塊和用于檢測混凝土表面溫度的第三溫度檢測模塊，所述氣體信號調理模塊、粉塵信號調理模塊、第一溫度檢測模塊、第二溫度檢測模塊和第三溫度檢測模塊均與數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端相接，所述A/D轉換電路的輸出端與無線微控制器的輸入端相接，所述數(shù)據(jù)采集模塊與無線微控制器連接且由所述無線微控制器進行控制。

上述的一種隧道施工環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于：所述太陽能供電模塊包括依次相接的太陽能光伏板、太陽能保護電路和降壓電路；所述太陽能光伏板的輸出電壓為12V，所述太陽能保護電路包括芯片MPT612，所述降壓電路包括芯片LM7805和芯片AMS1117-3.3V。

上述的一種隧道施工環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于：所述第一溫度檢測模塊、第二溫度檢測模塊和第三溫度檢測模塊均為熱電偶傳感器。

上述的一種隧道施工環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于：所述氣體信號調理模塊和粉塵信號調理模塊均包括運放LM393。

上述的一種隧道施工環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于：所述氣體檢測傳感器包括瓦斯傳感器、一氧化碳傳感器或者二氧化碳傳感器。

上述的一種隧道施工環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于：所述粉塵檢測傳感器為DSM501粉塵檢測傳感器。

上述的一種隧道施工環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于：所述通風裝置包括鼓風機。

上述的一種隧道施工環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于：所述噴霧裝置包括多個噴霧頭。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：

1、本實用新型通過多個隧道環(huán)境檢測模塊，實現(xiàn)隧道內多個區(qū)域的檢測，避免檢測隧道內的單一區(qū)域，而不能有效地檢測其他區(qū)域是否存在有害氣體，一旦有害氣體聚集在其他區(qū)域，則會引發(fā)事故，實現(xiàn)對隧道內多區(qū)域的檢測，檢測便捷，且保證檢測準確。

2、本實用新型通過設置氣體檢測模塊和粉塵檢測模塊，實時檢測隧道內的有毒氣體量和粉塵量，并將采集到的有毒氣體信號和粉塵信號分別經過氣體信號調理模塊和粉塵信號調理處理后發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊后，再送入A/D 轉換電路，得到有毒氣體量和粉塵量，通過設置溫度檢測模塊，對隧道內部溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度的溫度信號進行檢測，并將檢測到的第一溫度信號、第二溫度信號和第三溫度信號發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊后，再送入A/D轉換電路，得到隧道內部溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度，最后將有毒氣體量、粉塵量、隧道內部溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度等隧道環(huán)境檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至無線微控制器，實現(xiàn)對有毒氣體量、粉塵量、隧道內部溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度的實時檢測，避免工作人員進入隧道施工現(xiàn)場進行查看記錄，提高了工作人員的人身安全。

3、本實用新型通過設置無線微控制器和無線通信模塊，無線微控制器將有毒氣體量、粉塵量、隧道內部溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度等隧道環(huán)境檢測數(shù)據(jù)無線發(fā)送至無限通信模塊，無線通信模塊接收檢測數(shù)據(jù)并發(fā)送至主控器，實現(xiàn)了隧道環(huán)境檢測數(shù)據(jù)的無線傳輸，方便多個所述隧道環(huán)境檢測模塊的布設，方便安裝，使用效果好。

4、本實用新型通過設數(shù)據(jù)采集模塊，無線微控制器通過控制數(shù)據(jù)采集模塊，可改變數(shù)據(jù)采集的采集頻率，從而使有毒氣體量、粉塵量、隧道內部溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度等隧道環(huán)境檢測數(shù)據(jù)可根據(jù)隧道施工要求進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集便捷。

5、本實用新型通過設置多個噴霧裝置和多個通風裝置，通過噴霧裝置噴射霧化水滴與隧道內的粉塵相接觸，則將粉塵轉換為大顆粒，從而降落到地面，降低隧道內的粉塵量；通過設置通風裝置，將隧道內的有害氣體進行排出，疏散隧道內的有害氣體，從而降低隧道內的有害氣體。

綜上所述，本實用新型設計新穎合理，結構簡單、成本低，實現(xiàn)有毒有害氣體、粉塵、隧道內溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度的實時檢測，通過設置太陽能供電模塊，保證隧道環(huán)境檢測模塊全天候且降低隧道防塵降溫能耗，降低施工成本和安全風險，提高工作人員的人身安全，且降低混凝土的水化熱，提高混凝土施工質量，實用性強，便于推廣使用。

下面經附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理框圖。

圖2為本實用新型隧道環(huán)境檢測模塊的電路原理圖。

圖3為本實用新型太陽能供電模塊的電路原理圖。

附圖標記說明:

1—主控器； 2—無線通信模塊； 3—無線微控制器；

4—隧道環(huán)境檢測模塊； 4-1—氣體檢測傳感器；

4-2—氣體信號調理模塊； 4-3—粉塵檢測傳感器；

4-4—粉塵信號調理模塊； 4-5—第一溫度檢測模塊；

4-6—第二溫度檢測模塊； 4-7—第三溫度檢測模塊；

4-8—數(shù)據(jù)采集模塊； 4-9—A/D轉換電路；

5—液晶觸摸屏； 6—指示燈； 7—第一電磁閥；

8—噴霧裝置； 9—第二電磁閥； 10—通風裝置；

11—太陽能供電模塊； 12—報警模塊； 13—定時器。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本實用新型包括監(jiān)控裝置和設置在隧道內多個區(qū)域的隧道環(huán)境檢測模塊4，所述監(jiān)控裝置包括主控器1、太陽能供電模塊11以及與主控器1相接的液晶觸摸屏5和無線通信模塊2，所述主控器1的輸入端接有定時器13，所述主控器1的輸出端接有指示燈6、報警模塊12、用于降低隧道內粉塵量的噴霧單元和用于降低隧道內有害氣體的通風單元，所述噴霧單元和所述通風單元的數(shù)量均為多個，多個所述噴霧單元的結構均相同，多個所述通風單元的結構均相同，每個所述噴霧單元包括第一電磁閥7和與第一電磁閥7輸出端相接的噴霧裝置8，每個所述通風單元包括第二電磁閥9 和與第二電磁閥9輸出端相接的通風裝置10，所述無線通信模塊2與無線微控制器3進行無線數(shù)據(jù)通信；

所述隧道環(huán)境檢測模塊4的數(shù)量為多個，多個所述隧道環(huán)境檢測模塊4 的結構均相同，每個所述隧道環(huán)境檢測模塊4包括氣體檢測模塊、粉塵檢測模塊、溫度檢測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊4-8和與數(shù)據(jù)采集模塊4-8輸出端相接的A/D轉換電路4-9，所述氣體檢測模塊包括用于檢測隧道內有害氣體的氣體檢測傳感器4-1和與氣體檢測傳感器4-1輸出端相接的氣體信號調理模塊 4-2，所述粉塵檢測模塊包括粉塵檢測傳感器4-3和與粉塵檢測傳感器4-3輸出端相接的粉塵信號調理模塊4-4，所述溫度檢測模塊包括用于檢測隧道內部溫度的第一溫度檢測模塊4-5、用于檢測混凝土內部溫度的第二溫度檢測模塊4-6和用于檢測混凝土表面溫度的第三溫度檢測模塊4-7，所述氣體信號調理模塊4-2、粉塵信號調理模塊4-4、第一溫度檢測模塊4-5、第二溫度檢測模塊4-6和第三溫度檢測模塊4-7均與數(shù)據(jù)采集模塊4-8的輸入端相接，所述A/D轉換電路4-9的輸出端與無線微控制器3的輸入端相接，所述數(shù)據(jù)采集模塊4-8與無線微控制器3連接且由所述無線微控制器3進行控制。

實際使用過程中，通過設定定時器13，可設定氣體檢測傳感器4-1、粉塵檢測傳感器4-3、第一溫度檢測模塊4-5、第二溫度檢測模塊4-6和第三溫度檢測模塊4-7的工作時間。

如圖3所示，本實施例中，所述太陽能供電模塊11包括依次相接的太陽能光伏板11-1、太陽能保護電路11-2和降壓電路11-3；所述太陽能光伏板 11-1的輸出電壓為12V，所述太陽能保護電路11-2包括芯片MPT612，所述降壓電路11-3包括芯片LM7805和芯片AMS1117-3.3V。

本實施例中，所述第一溫度檢測模塊4-5、第二溫度檢測模塊4-6和第三溫度檢測模塊4-7均為熱電偶傳感器。

本實施例中，所述氣體信號調理模塊4-2和粉塵信號調理模塊4-4均包括運放LM393。

本實施例中，所述氣體檢測傳感器4-1包括瓦斯傳感器、一氧化碳傳感器或者二氧化碳傳感器。

本實施例中，所述粉塵檢測傳感器4-3為DSM501粉塵檢測傳感器。

本實施例中，所述通風裝置10包括鼓風機。

本實施例中，所述噴霧裝置8包括多個噴霧頭。

本實用新型使用時，通過液晶觸摸屏5預先設定有毒氣體量閾值、粉塵量閾值、隧道內部溫度閾值、混凝土內部溫度閾值和混凝土表面溫度閾值，氣體檢測傳感器4-1實時檢測隧道內的有害氣體信號并將檢測到的有害氣體信號發(fā)送至氣體信號調理模塊4-2，經過氣體信號調理模塊4-2的放大和濾波處理后發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊4-8，粉塵檢測傳感器4-3實時檢測隧道內的粉塵信號并將檢測到的粉塵信號發(fā)送至粉塵信號調理模塊4-4，經過粉塵信號調理模塊4-4的放大和濾波處理后發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊4-8，通過第一溫度檢測模塊4-5、第二溫度檢測模塊4-6和第三溫度檢測模塊4-7對隧道內部溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度的溫度信號進行檢測，并將檢測到的第一溫度信號、第二溫度信號和第三溫度信號發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊4-8后，無線微控制器3控制數(shù)據(jù)采集模塊4-8對有害氣體信號、粉塵信號、第一溫度信號、第二溫度信號和第三溫度信號進行采集，并將采集到的有害氣體信號、粉塵信號、第一溫度信號、第二溫度信號和第三溫度信號發(fā)送至A/D轉換電路4-9，得到有毒氣體量、粉塵量、隧道內部溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度等隧道環(huán)境檢測數(shù)據(jù)，并將有毒氣體量、粉塵量、隧道內部溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度等隧道環(huán)境檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至無線微控制器3，實現(xiàn)對有毒氣體量、粉塵量、隧道內部溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度的實時檢測，避免工作人員進入隧道施工現(xiàn)場進行查看記錄，提高了工作人員的人身安全；無線微控制器3將有毒氣體量、粉塵量、隧道內部溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度等隧道環(huán)境檢測數(shù)據(jù)無線發(fā)送至無限通信模塊2，無線通信模塊2 接收檢測數(shù)據(jù)并發(fā)送至主控器1，實現(xiàn)了隧道環(huán)境檢測數(shù)據(jù)的無線傳輸，方便多個所述隧道環(huán)境檢測模塊的布設，方便安裝，使用效果好；當主控器1接收到的有毒氣體量大于預先設定的有毒氣體量閾值時，主控器1控制指示燈6閃爍和報警模塊12報警給工作人員提醒，主控器1控制第二電磁閥 9打開，通風裝置9開始工作，將隧道內的有害氣體進行排出，疏散隧道內的有害氣體，從而降低隧道內的有害氣體；當主控器1接收到的粉塵量大于預先設定的粉塵量閾值時，主控器1控制指示燈6閃爍和報警模塊12報警給工作人員提醒，主控器1控制第一電磁閥7打開，噴霧裝置8開始工作，通過噴霧裝置8噴射霧化水滴與隧道內的粉塵相接觸，則將粉塵轉換為大顆粒，從而降落到地面，降低隧道內的粉塵量；當隧道內部溫度、混凝土內部溫度和混凝土表面溫度不符合隧道內部溫度閾值、混凝土內部溫度閾值和混凝土表面溫度閾值時，主控器1控制指示燈6閃爍和報警模塊12報警給工作人員提醒；且通過設置太陽能供電模塊11，將太陽能依次通過太陽能光伏板 11-1轉換、太陽能保護電路11-2和降壓電路11-3轉換為主控器1和其他設備可接受的電壓為主控器1和隧道環(huán)境檢測模塊4供電，保證所述隧道環(huán)境檢測模塊全天候且降低隧道防塵降溫能耗，降低施工成本和安全風險，提高工作人員的人身安全，且降低混凝土的水化熱，提高混凝土施工質量，實用性強，便于推廣使用。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。