車間氫氣自動排放系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及一種自動排放系統(tǒng)，具體涉及一種車間氫氣自動排放系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在一些密閉的凈化車間內(nèi)，需要一定量的氫氣作為氧化還原氣體。如果氫氣沒有完全反應(yīng)，就會混入到車間內(nèi)的空氣中，當(dāng)車間內(nèi)的氫氣達(dá)到一定的濃度后，在一定的條件下會引起爆炸，對企業(yè)的車間生產(chǎn)存在巨大的安全隱患。為了解決此安全隱患，并考慮到氫氣的密度較小這一物理性質(zhì)，傳統(tǒng)的方法是:在車間的天花板上安裝多個排氣扇，同時在車間各個墻角的上端安裝氫氣報警器，來達(dá)到預(yù)警和排放的作用。采用該方法雖然能在一定程度上起到排放氫氣及報警的作用，但在實際使用過程仍存在如下缺陷:
[0003]1、所設(shè)置的排氣扇需要24小時不停工作，一方面不利于排氣扇的使用壽命，另一方面排氣扇在工作時消耗浪費的電能較多，不利于能源的節(jié)約；
[0004]2、不能實時檢測車間內(nèi)的氫氣濃度、也不能根據(jù)氫氣當(dāng)前的濃度實現(xiàn)自動排放功會K。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對上述的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能化程度高、節(jié)約電能的車間氫氣自動排放系統(tǒng)，該氫氣自動排放系統(tǒng)能實時檢測車間內(nèi)的氫氣濃度、并根據(jù)氫氣當(dāng)前的濃度進(jìn)行自動排放。
[0006]為解決上述問題，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]車間氫氣自動排放系統(tǒng)，包括安裝于車間頂部上的至少2個排氣扇，各排氣扇上均連接有一驅(qū)動電機(jī)，還包括依次連接的光發(fā)射模塊、光接收模塊、光電檢測模塊和控制處理模塊，在控制處理模塊的輸出端上還連接有一 PC機(jī)，其中
[0008]光發(fā)射模塊，用于發(fā)射指定波長的光信號，主要由LD光源和用以驅(qū)動LD光源的調(diào)制電路及與LD光源相連接的溫控電路組成，所述調(diào)制電路還連接有信號發(fā)生電路；
[0009]光接收模塊，包括光環(huán)行器和端面鍍有鈀膜的單模光纖，用于將發(fā)射光發(fā)送至光環(huán)行器，并將單模光纖反射回的反射光發(fā)送至光電檢測模塊；
[0010]光電檢測模塊，用于接收單模光纖反射回的反射光、并對所述反射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換得到的電信號發(fā)送至控制處理模塊；
[0011 ]控制處理模塊，用于接收光電檢測模塊發(fā)來的電信號，并對其進(jìn)行計算處理后得出氫氣的濃度值，并將此濃度值與系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較處理后得出一個控制信號，所述驅(qū)動電機(jī)接收該控制信號、以控制排氣扇的啟閉。
[0012]上述方案中，所述控制處理模塊具體可以包括處理器、顯示屏和聲光報警器，所述顯示屏和聲光報警器連接在處理器的輸出端上。
[0013]上述方案中，所述處理器可以采用型號為C8051F120的單片機(jī)。
[0014]上述方案中，所述光電檢測模塊可以包括光電轉(zhuǎn)換器，所述光電轉(zhuǎn)換器的輸出端連接有一前置放大器、其輸出端連接有一有源低通濾波電路。
[0015]上述方案中，為了避免粉塵、水汽污染鈀膜，所述單模光纖上套設(shè)有一段開口、另一端密封的防塵罩，且防塵罩的密封端對應(yīng)為單模光纖上的鍍鈀膜端。
[0016]上述方案中，進(jìn)一步防止粉塵等顆粒物進(jìn)入防塵罩內(nèi)，在所述防塵罩的開口端上設(shè)有防塵過濾圈。
[0017]本實用新型的有益效果為:
[0018]本實用新型通過檢測光波在光纖中傳播的波長、光強(qiáng)等由于氫氣濃度的不同而產(chǎn)生的變化，通過處理器計算出氫氣的濃度值，從而實現(xiàn)氫氣濃度是實時監(jiān)測，當(dāng)檢測到的氫氣濃度超出設(shè)定的安全范圍值時，處理器發(fā)出報警信號且控制驅(qū)動電機(jī)啟動，排氣扇工作，自動排出氫氣、直至氫氣的濃度恢復(fù)到設(shè)定的安全值為止。采用本系統(tǒng)不僅能實時檢測氫氣的濃度，還能控制排氣扇合理有效地轉(zhuǎn)動工作，降低了能耗、延長了排氣扇的使用壽命，具有靈敏度高、檢測效果好、結(jié)構(gòu)簡單、智能化程度高的特點。
【附圖說明】
[0019]圖1為排氣扇安裝在車間頂部的俯視結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2為本車間氫氣自動排放系統(tǒng)組成的模塊框圖。
[0021 ]圖中標(biāo)號為:1、車間；2、排氣扇;3、光發(fā)射模塊;4、光接收模塊;5、光電檢測模塊；
6、控制處理模塊。
【具體實施方式】
[0022]在本實用新型中，除另有明確的規(guī)定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接、電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以使兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0023]下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型作進(jìn)一步的解釋說明。
[0024]如圖1、圖2所示，車間氫氣自動排放系統(tǒng)，包括安裝于車間I頂部上的至少2個排氣扇2，本實施例的排氣扇2為5個，依次分布在車間I頂部的四個角落及中間位置上。所述各排氣扇2上均連接有一驅(qū)動電機(jī)，還包括依次連接的光發(fā)射模塊3、光接收模塊4、光電檢測模塊5和控制處理模塊6，在控制處理模塊6的輸出端上還連接有一 PC機(jī)，其中
[0025]光發(fā)射模塊3，用于發(fā)射指定波長的光信號，主要由LD光源和用以驅(qū)動LD光源的調(diào)制電路及與LD光源相連接的溫控電路組成，其中，LD光源具體為DFB-LD激光器。所述調(diào)制電路還連接有信號發(fā)生電路，所述信號發(fā)生電路主要由型號為ICL8038的芯片及相關(guān)外圍電路構(gòu)成，其工作時產(chǎn)生三角波電流，通過調(diào)制電路使得三角波電流的交流分量和直流分量精確可調(diào)，用以驅(qū)動LD光源發(fā)光。并通過溫度電路對LD光源進(jìn)行控制，使其工作在恒溫狀態(tài)，具體是由型號為LTC1923的芯片及外圍電路組成。
[0026]光接收模塊4，包括光環(huán)行器和端面鍍有鈀膜的單模光纖，用于將發(fā)射光發(fā)送至光環(huán)行器，并將單模光纖反射回的反射光發(fā)送至光電檢測模塊5。本實施例中，所述單模光纖上套設(shè)有一段開口、另一端密封的防塵罩，且防塵罩的密封端對應(yīng)為單模光纖上的鍍鈀膜端。所述防塵罩的開口端上設(shè)有防塵過濾圈。
[0027]光電檢測模塊5，用于接收單模光纖反射回的反射光、并對所述反射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換得到的電信號發(fā)送至控制處理模塊6;所述光電檢測模塊5包括光電轉(zhuǎn)換器，所述光電轉(zhuǎn)換器的輸出端連接有一前置放大器、其輸出端連接有一有源低通濾波電路。光電轉(zhuǎn)換器具體為光電二極管。
[0028]控制處理模塊6，用于接收光電檢測模塊5發(fā)來的電信號，并對其進(jìn)行計算處理后得出氫氣的濃度值，并將此濃度值與系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較處理后得出一個控制信號，所述驅(qū)動電機(jī)接收該控制信號、以控制排氣扇2的啟閉。所述預(yù)設(shè)值具體是根據(jù)不同的生產(chǎn)車間的要求而設(shè)定的安全臨界值。
[0029]所述控制處理模塊6包括處理器、顯示屏和聲光報警器，所述顯示屏和聲光報警器連接在處理器的輸出端上。所述處理器為型號為C8051F120的單片機(jī)，內(nèi)部集成有12位ADC和12位DAC，可實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換，并指出JTAG調(diào)試，且運行速度快。
[0030]本實用新型的工作過程:
[0031]單模光纖置于需要檢測氫氣濃度的相應(yīng)車間I環(huán)境中，由于單模光纖端面的鈀膜與氫氣反應(yīng)而生成氫化物，因此單模光纖端面的折射率發(fā)生變化，從而改變了其反射光強(qiáng)，通過計算光強(qiáng)信號的改變，即可獲得氫氣的濃度信息。LD光源發(fā)出光信號，光信號通過光環(huán)行器無損失地傳輸?shù)絾文９饫w，并在鈀膜端面發(fā)生反射、折射，反射光信號沿光纖反方向傳輸?shù)焦猸h(huán)行器上;反射光經(jīng)光環(huán)形器分離后從光環(huán)行器的輸出端口射出，經(jīng)放大后，由光電二極管獲取，并將光信號轉(zhuǎn)為電信號后，再經(jīng)濾波電路后發(fā)送給處理器;處理器通過自帶的A/D轉(zhuǎn)換器對該電信號轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行分析處理，計算出氫氣濃度、顯示在顯示屏上，同時氫氣濃度這一數(shù)據(jù)可通過通信模塊上傳給PC機(jī)進(jìn)行存儲。當(dāng)氫氣濃度超過預(yù)設(shè)值時，聲光報警器報警，驅(qū)動電機(jī)啟動，排氣扇2工作、直至氫氣濃度達(dá)到預(yù)設(shè)值的安全范圍才會停止;反之，不做任何響應(yīng)。
【主權(quán)項】
1.車間氫氣自動排放系統(tǒng)，包括安裝于車間(I)頂部上的至少2個排氣扇(2)，各排氣扇(2)上均連接有一驅(qū)動電機(jī)，其特征在于:還包括依次連接的光發(fā)射模塊(3)、光接收模塊(4)、光電檢測模塊(5)和控制處理模塊(6)，在控制處理模塊(6)的輸出端上還連接有一PC機(jī)，其中 光發(fā)射模塊(3)，用于發(fā)射指定波長的光信號，主要由LD光源和用以驅(qū)動LD光源的調(diào)制電路及與LD光源相連接的溫控電路組成，所述調(diào)制電路還連接有信號發(fā)生電路； 光接收模塊(4)，包括光環(huán)行器和端面鍍有鈀膜的單模光纖，用于將發(fā)射光發(fā)送至光環(huán)行器，并將單模光纖反射回的反射光發(fā)送至光電檢測模塊(5); 光電檢測模塊(5)，用于接收單模光纖反射回的反射光、并對所述反射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換得到的電信號發(fā)送至控制處理模塊(6); 控制處理模塊(6)，用于接收光電檢測模塊(5)發(fā)來的電信號，并對其進(jìn)行計算處理后得出氫氣的濃度值，并將此濃度值與系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較處理后得出一個控制信號，所述驅(qū)動電機(jī)接收該控制信號、以控制排氣扇(2)的啟閉。2.如權(quán)利要求1所述的車間氫氣自動排放系統(tǒng)，其特征在于:所述控制處理模塊(6)包括處理器、顯示屏和聲光報警器，所述顯示屏和聲光報警器連接在處理器的輸出端上。3.如權(quán)利要求2所述的車間氫氣自動排放系統(tǒng)，其特征在于:所述處理器為型號為C8051F120的單片機(jī)。4.如權(quán)利要求1或2所述的車間氫氣自動排放系統(tǒng)，其特征在于:所述光電檢測模塊(5)包括光電轉(zhuǎn)換器，所述光電轉(zhuǎn)換器的輸出端連接有一前置放大器、其輸出端連接有一有源低通濾波電路。5.如權(quán)利要求1所述的車間氫氣自動排放系統(tǒng)，其特征在于:所述單模光纖上套設(shè)有一段開口、另一端密封的防塵罩，且防塵罩的密封端對應(yīng)為單模光纖上的鍍鈀膜端。6.如權(quán)利要求5所述的車間氫氣自動排放系統(tǒng)，其特征在于:所述防塵罩的開口端上設(shè)有防塵過濾圈。
【專利摘要】本實用新型公開了一種車間氫氣自動排放系統(tǒng)，包括安裝于車間頂部上的至少2個排氣扇，各排氣扇上均連接有一驅(qū)動電機(jī)，還包括依次連接的光發(fā)射模塊、光接收模塊、光電檢測模塊和控制處理模塊，在控制處理模塊的輸出端上還連接有一PC機(jī)。本實用新型通過檢測光波在光纖中傳播的波長、光強(qiáng)等由于氫氣濃度的不同而產(chǎn)生的變化，通過處理器計算出氫氣的濃度值，從而實現(xiàn)氫氣濃度的實時監(jiān)測，當(dāng)氫氣的濃度超出設(shè)定的安全范圍值時，處理器發(fā)出報警信號且控制驅(qū)動電機(jī)啟動，排氣扇工作，自動排出氫氣、直至氫氣的濃度恢復(fù)到設(shè)定的安全值為止。延長了排氣扇的使用壽命，降低了能耗，具有靈敏度高、檢測效果好、結(jié)構(gòu)簡單、智能化程度高的特點。
【IPC分類】F24F11/04, G05D11/13
【公開號】CN205318241
【申請?zhí)枴緾N201520972911
【發(fā)明人】秦年科, 李勇昌, 蔣振榮, 朱金華, 鄒波
【申請人】桂林斯壯微電子有限責(zé)任公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年11月30日