一種智能井蓋檢測卡的製作方法
2023-11-03 14:21:37 3
一種智能井蓋檢測卡的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種智能井蓋檢測卡，所述智能井蓋檢測卡包括中央處理器、電源模塊、GPRS模塊和可燃氣體傳感器；所述電源模塊分別與中央處理器、GPRS模塊和可燃氣體傳感器連接，用於為各個模塊供電；所述可燃氣體傳感器，用於監測井下甲烷的濃度；所述的中央處理器與可燃氣體傳感器連接，用於處理可燃氣體傳感器發送的信號，根據預設的閾值，作出反應；如果甲烷濃度超過閾值，發送報警信號；所述GPRS模塊，用於接收中央處理器發送的報警信號，並將信號發送給外部的控制中心。本發明的有益效果是能夠實時監測井下甲烷的濃度和井下積水的液位，能夠實現及時報警，保障人民的生命和財產安全，有效的實現對井下氣體和積水液位的遠程監控。
【專利說明】一種智能井蓋檢測卡
【技術領域】
[0001]本發明涉及燃氣井檢測領域，尤其涉及一種智能井蓋檢測卡。
【背景技術】
[0002]可燃氣體是指能夠引燃且在常溫常壓下呈氣態的物質。例如氫氣、乙炔、乙稀、丙烷、甲烷等，常見的燃氣包括液化石油氣、人工煤氣、天然氣。可燃氣體具有氣體的一般特性。可燃氣體在相應的助燃介質中，按照一定的比例混合，在點火燃或高溫高壓下，能夠引燃或爆炸。可燃氣體的危險性主要視其爆炸極限、爆炸下限數值越小、爆炸下限與上限之間的範圍越大，越危險。在井下經常會存在甲烷(俗稱沼氣)，由於其可燃性，其濃度需要得到檢測，並根據檢測結果來確定可燃氣體對井的危害程度，這就需要一種精確的裝置檢測其濃度，現有技術中將監測裝置安裝在井蓋上，可以進行檢測。同時，對井下液位進行探測也是進下探測中一種非常頻繁的操作。但是，現有技術中沒有兼具對進行井下可燃氣體氣體探測與液位檢測的遠程管理和監控的工具。
【發明內容】
[0003]有鑑於此，本發明實施例提供一種智能檢測卡，以解決現有技術中的技術問題。
[0004]本發明實施例提供了一種智能井蓋檢測卡，所述智能井蓋檢測卡包括中央處理器、電源模塊、GPRS模塊和可燃氣體傳感器；
[0005]所述電源模塊分別與中央處理器、GPRS模塊和可燃氣體傳感器連接，用於為各個模塊供電；
[0006]所述可燃氣體傳感器，用於監測井下甲烷的濃度；
[0007]所述的中央處理器與可燃氣體傳感器連接，用於處理可燃氣體傳感器發送的信號，根據預設的閾值，作出反應；如果甲烷濃度超過閾值，發送報警信號；
[0008]所述GPRS模塊，用於接收中央處理器發送的報警信號，並將信號發送給外部的控制中心。
[0009]進一步的，所述智能井蓋檢測卡還包括紅外測距傳感器，所述紅外測距傳感器分別與電源模塊和中央處理器連接，用於監測井下積水液位。
[0010]進一步的，所述中央處理器還用於處理紅外測距傳感器發送的的信號，根據預設的閾值，做出反應，如果井下積水液位超過閾值，發送報警信號。
[0011]進一步的，可燃氣體傳感器和紅外測距傳感器分別同時監測井下甲烷的濃度和井下的積水，分別將監測到的信號發送給中央處理器，中央處理器對兩個傳感器發送的信號分別進行處理，根據預設的閾值做出反應；如果甲烷的濃度和井下的積水的液位均超過預設的閾值，中央處理器發送雙向報警信號；如果甲烷的濃度或者井下的積水的液位任意一個超過預設的閾值，中央處理器發送兩個信號，一個為報警信號，另一個為正常信號。
[0012]進一步的，所述中央處理器採用了 STM32F107RB晶片和MAX3232晶片。
[0013]進一步的，所述電源模塊中採用了 TPS73601型低壓降穩壓器和LD1117型低壓差線性穩壓器。
[0014]進一步的，所述可燃氣體傳感器為MP-10型可燃氣體傳感器。
[0015]進一步的，所述GPRS模塊採用了 MC-55無線模塊。
[0016]本發明實施例提供的智能井蓋檢測卡，通過採用可燃氣體傳感器和紅外測距傳感器能夠實時監測井下甲烷的濃度和井下積水的液位，能夠實現及時報警，保障人民的生命和財產安全，有效的實現對井下氣體和積水液位的遠程監控。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯:
[0018]圖1是本發明中實施例智能檢測卡的結構示意圖；
[0019]圖2(a)是圖1中的電源模塊為可燃氣體傳感器、紅外測距傳感器和中央伺服器供電部分的電路圖；
[0020]圖2(b)是電源模塊為GPRS模塊供電部分的電路圖；
[0021]圖3是圖1中可燃氣體傳感器電路圖；
[0022]圖4是圖1中紅外測距傳感器的電路圖；
[0023]圖5(a)是圖1中中央處理器的STM32F107RB晶片電路圖；
[0024]圖5(b)是中央處理器的串口電路圖；
[0025]圖5(c)中央處理器設置時接口的電路圖；
[0026]圖6是GPRS模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用於解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便於描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部內容。
[0028]如圖1所示，本發明實施例提供了一種智能井蓋檢測卡，所述智能檢測卡設於井蓋上，所述智能井蓋檢測卡包括中央處理器100、電源模塊101、GPRS模塊102和可燃氣體傳感器103 ；
[0029]所述電源模塊101分別與中央處理器100、GPRS模塊102和可燃氣體傳感器103連接，用於為各個模塊供電；
[0030]所述可燃氣體傳感器103，用於監測井下甲烷的濃度；
[0031]所述的中央處理器100與可燃氣體傳感器103連接，用於處理可燃氣體傳感器103發送的信號，根據預設的閾值，作出反應；如果甲烷濃度超過閾值，發送報警信號；
[0032]所述GPRS模塊102，用於接收中央處理器100發送的報警信號，並將信號發送給外部的控制中心。
[0033]所述智能井蓋檢測卡還包括紅外測距傳感器104，所述紅外測距傳感器104分別與電源模塊101和中央處理器100連接，用於監測井下積水液位。
[0034]所述中央處理器100還用於處理紅外測距傳感器104發送的的信號，根據預設的閾值，做出反應，如果井下積水液位超過閾值，發送報警信號。
[0035]所述可燃氣體傳感器103和紅外測距傳感器104分別同時監測井下甲烷的濃度和井下的積水，分別將監測到的信號發送給中央處理器100，中央處理器100對兩個傳感器發送的信號分別進行處理，根據預設的閾值做出反應；如果甲烷的濃度和井下的積水的液位均超過預設的閾值，中央處理器100發送雙向報警信號；工作人員根據外部的控制中心接收的信號，可以得知甲烷的濃度和井下的積水的液位，並且根據報警信號可以得知甲烷的濃度和井下積水的液位均已經超過預設的閾值。
[0036]如果甲烷的濃度或者井下的積水的液位任意一個超過預設的閾值，中央處理器100發送兩個信號，一個為報警信號，另一個為正常信號，這樣工作人員根據接收到的信號就可以知道甲烷的濃度和井下積水的液位，並且根據接收的報警信號，確認是甲烷濃度或者井下積水液位哪個指標已經超過閾值。
[0037]具體的，如圖1和圖2(a)所示，電源模塊101應用了 5V的直流電池，一方面，採用了 TPS73601型低壓降穩壓器輸出電壓；其中，電源模塊101輸入5V的直流電以後，經電容第一電容C27和第二電容C31的濾波，分別輸入到兩個TPS73601型低壓降穩壓器，最後輸出電壓為3.3V，並且輸出電壓為兩路，第一路輸出電壓和第二路輸出電壓，它們的輸出端分別為Power_l和Power_2 ;另一方面，採用了 TPS7a7001型低壓降穩壓器，輸出第三路電壓，其輸出端為BATT+，其中第一路電壓輸出端Power_l和第二路電壓輸出端Power_2均為可燃氣體傳感器供電，紅外測距傳感器104需要第二路電壓輸出端PoWer_2為其供電，第三路電壓輸出端BATT+為中央處理器100供電。
[0038]圖2(b)為電源模塊101中為GPRS模塊102進行供電部分的電路圖，如圖1和圖2(b)所示，電源模塊101中採用了 LD1117型低壓差線性穩壓器，具體的5V直流電經過LDl117型低壓差線性穩壓器，最終輸出電壓為3.3V，電源模塊101的這一部分為GPRS模塊102進行供電。
[0039]如圖1和圖3所示，可燃氣體傳感器103為MP-10型可燃氣體傳感器，有兩個電壓輸入端，需要電源模塊101為其提供兩路電壓；使用時MP-10型可燃氣體傳感器用來監測甲烷的濃度，可以將數據信號通過可燃氣體傳感器的接口 MCUAIN1傳遞給中央處理器100。
[0040]如圖1和圖4所示，紅外測距傳感器為GP2Y0A710K0F型超聲波氣體傳感器，其電源輸入端與圖2(a)電源模塊101中第二路電壓輸出端Power_2連接；使用時GP2Y0A710K0F型超聲波氣體傳感器監測井下積水的液位，可以將數據信號通過超聲波氣體傳感器接口MCUAIN2傳遞給中央處理器100。
[0041]所述中央處理器採用了 STM32F107RB晶片，STM32F107型晶片是意法半導體推出全新STM32互連型系列微控制器中的一款性能較強產品，此晶片集成了各種高性能工業標準接口，且STM32不同型號產品在引腳和軟體上具有完美的兼容性，可以輕鬆適應更多的應用，如圖5(a)所示，其中，中央處理器包括了 STM32F107RB晶片，調試開關SI控制STM32F107RB晶片的調試狀態，第一二極體D4和第二二極體D5分別與STM32F107RB晶片連接，起到調試的作用，第二二極體D5與指示燈連接，指示燈可以顯示中央處理器的功能狀
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[0042]中央處理器在串口上採用了 ΜΑΧ3232晶片，ΜΑΧ3232晶片採用專有低壓差發送器輸出級，利用雙電荷泵在3.0V至5.5V電源供電時能夠實現真正的RS-232性能，器件僅需四個0.1uF的外部小尺寸電荷泵電容，ΜΑΧ3232晶片確保在120kbps數據速率，同時保持RS-232輸出電平。如圖5(b)所示，第三電容電容C8、第四電容C9和第五電容C12起到濾波作用，第六電容C7和第七電容ClO起到屏蔽的作用，MAX3232晶片中有兩端與圖5(a)中的STM32F107RB晶片連接。
[0043]如圖1和圖5(c)為中央處理器100設置時接口的電路圖，其中，中央處理器100設置時可以使用第一接口 Pl和第二接口 P2，工作人員可以用數據線插入到第一接口 Pl或者第二接口 P2，再將數據線連接到計算機上，使計算機與STM32F107RB晶片進行通訊，實現對中央處理器的設置，如設置甲烷濃度的閾值或者井下積水液位的閾值等。
[0044]所述GPRS模塊採用了 MC-55無線模塊，MC55無線模塊是世上最具價值的三頻GSM/GPRS模塊，特點為尺寸小(35X32.5X2.95mm)，僅5.5克的重量；雙三頻工作模式:900，1800和1900MHz ;語音和數據傳輸功能；GPRS(class 10)標準，支持PBCCH。
[0045]如圖6所示，GPRS模塊包括通信模塊600、控制線模塊601、數據線模塊602、卡座模塊603和調試模塊604，其中通訊模塊600分別與控制線模塊601、數據線模塊602、卡座模塊603和調試模塊604連接，其中控制線模塊601和外部的中央處理器連接，具體的，通訊模塊600的不同的輸出埠分別與控制線模塊601、數據線模塊602、卡座模塊603和調試模塊604相應的埠連接；控制線模塊601中的第一三極體Ql和第二三極體Q2用來放大外部中央處理器的信號，控制通訊模塊600的開啟工作狀態；數據線模塊602和外部中央處理器連接，可以傳遞數據，如甲烷濃度數據或者井下液位數據；卡座模塊603可以用來插SM卡，儲存信息；調試模塊604中第三二極體Dl和第四二極體D2起到調試通訊模塊600的作用，隨時顯示通訊模塊600的功能狀態。
[0046]注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限於這裡所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護範圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限於以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的範圍由所附的權利要求範圍決定。
【權利要求】
1.一種智能井蓋檢測卡，其特徵在於，所述智能井蓋檢測卡包括中央處理器、電源模塊、GPRS模塊和可燃氣體傳感器； 所述電源模塊分別與中央處理器、GPRS模塊和可燃氣體傳感器連接，用於為各個模塊供電； 所述可燃氣體傳感器，用於監測井下甲烷的濃度； 所述的中央處理器與可燃氣體傳感器連接，用於處理可燃氣體傳感器發送的信號，根據預設的閾值，作出反應；如果甲烷濃度超過閾值，發送報警信號； 所述GPRS模塊，用於接收中央處理器發送的報警信號，並將信號發送給外部的控制中心。
2.根據權利要求1所述的智能井蓋檢測卡，其特徵在於，所述智能井蓋檢測卡還包括紅外測距傳感器，所述紅外測距傳感器分別與電源模塊和中央處理器連接，用於監測井下積水液位。
3.根據權利要求1所述的智能井蓋檢測卡，其特徵在於，所述中央處理器還用於處理紅外測距傳感器發送的的信號，根據預設的閾值，做出反應，如果井下積水液位超過閾值，發送報警信號。
4.根據權利要求1所述的智能井蓋檢測卡，其特徵在於，可燃氣體傳感器和紅外測距傳感器分別同時監測井下甲烷的濃度和井下的積水，分別將監測到的信號發送給中央處理器，中央處理器對兩個傳感器發送的信號分別進行處理，根據預設的閾值做出反應；如果甲烷的濃度和井下的積水的液位均超過預設的閾值，中央處理器發送雙向報警信號；如果甲烷的濃度或者井下的積水的液位任意一個超過預設的閾值，中央處理器發送兩個信號，一個為報警信號，另一個為正常信號。
5.根據權利要求1所述的智能井蓋檢測卡，其特徵在於，所述中央處理器採用了STM32F107RB 晶片和 MAX3232 晶片。
6.根據權利要求1所述的智能井蓋檢測卡，其特徵在於，所述電源模塊中採用了TPS73601型低壓降穩壓器和LDl117型低壓差線性穩壓器。
7.根據權利要求1所述的智能井蓋檢測卡，其特徵在於，所述可燃氣體傳感器為MP-1O型可燃氣體傳感器。
8.根據權利要求1所述的智能井蓋檢測卡，其特徵在於，所述GPRS模塊採用了MC-55無線模塊。
【文檔編號】G01D21/02GK104515547SQ201410778472
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】陳雪松, 尹藝傑 申請人:北京航天易聯科技發展有限公司