一種用于監測油庫燃油泄漏的無線傳感裝置及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于油氣安全工程領域，涉及一種用于監測油庫燃油泄漏的無線傳感 裝置及系統，主要面向油庫燃油（如機場油庫航空燃油等易揮發油品）泄漏事件在線監測 與預警等的安全監控需求。
【背景技術】
[0002] 油品特別是燃油具有易揮發性和易燃性，當揮發的油氣與空氣混合達到一定程度 時，即使遇到極小的火源也可能引發大火，甚至發生爆炸事故。因此，對于存儲油品的場合 都必須進行安全監測，以盡早發現可能出現的油品泄漏事件，并及時采取應對措施。對于存 儲易揮發燃油的大型油庫而言，實時、可靠地在線監測可引發災難的燃油泄漏更是至關重 要。
[0003] 現有技術中，關于油氣泄露監控的方案較多，典型的如下：
[0004] 1.公開號為CN 101858488A的中國專利公開了一種油氣管道泄漏監測方法及監 測系統；【CN201010205435】，利用光的干涉來檢測油氣泄露，重點在于對泄漏點進行定位。
[0005] 2.公開號為CN102606889A的中國專利公開了 一種燃氣閥井泄漏監測裝置 【CN201210048853. 3】，主要包括I/O端口、16位RISC核、RAM/R0M、A/D轉換、溫度監測信號 調理、水位偵測探頭、設備異動監測、紅外光譜成分分析儀、安裝區域水位、氣體采樣。優點： 將無線GPRS傳輸技術、低功耗控制技術、防盜報警技術與燃氣泄漏探測技術結合，把預防 管道燃氣泄漏的人工巡檢方式轉變為晝夜實時監測的現代化自動模式，從而達到完善和提 升整個城市燃氣管網泄漏的預、報警能力，減少燃氣泄漏事故造成的危害。該終端具有較多 的優勢，但是，不具備組網能力，且功耗較大。
[0006] 3.中國專利CN102944364A提供一種基于網絡傳輸的碳氫可燃氣體泄漏監測裝置 及方法【CN201210486747. 3】，主要采用光學的方法檢測是否存在泄漏。該裝置采用雙波長 紅外監測原理，輔以結構設計，自帶溫度補償、具有網絡輸出功能，具有監測精度高、穩定可 靠等優點，滿足基于網絡傳輸的碳氫可燃氣體泄漏監測的需要，不失為一種較為理想的方 法。
[0007] 對于油庫儲存油品泄漏的檢測，現有的手段主要還是借助便攜式設備進行人工巡 查，但這種屬于傳統方式的檢測手段不僅效率低、可靠性差，而且人工成本高，對處于露天 環境的大型油庫，則因為難以實現全天候和實時檢測而使人工巡查方式的可靠性更低。考 慮到油庫安全生產的特殊性以及降低成本等要求，采用在線自動檢測方式代替人工巡查是 一種必然趨勢。然而目前的在線自動監測系統是以有線連接為主，這對于面向油庫安全的 在線監測應用，將會產生不少問題，例如符合安全規范要求的布線與維護以及安全檢查方 面存在的困難，電線表皮老化和破損使芯線裸露所帶來的風險以及防爆處理等問題。
[0008] 總而言之，未發現基于網絡節點的燃油泄漏監控的技術方案。
[0009] 因此，有必要設計一種新型的用于監測油庫燃油泄漏的無線傳感裝置及系統。 【實用新型內容】
[0010] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于監測油庫燃油泄漏的無線傳感 裝置及系統，該用于監測油庫燃油泄漏的無線傳感裝置及系統易于實施，布置方便，具有無 線監控功能。
[0011] 實用新型的技術解決方案如下：
[0012] -種用于監測油庫燃油泄漏的無線傳感裝置，包括支架（15)和固定在支架上的 主箱體；
[0013] 所述的主箱體內設有集氣裝置、氣體檢測室（8)、主控板（3)、電源模塊、排氣口 (7)、氣栗（10)和電磁氣閥（11);主箱體上還設有天線（16);
[0014] 所述的主控板、氣栗和電磁氣閥、氣體檢測室以及電源模塊均置于固定在主箱體 內的長方體形、金屬材質的密封箱（14)內；電源模塊為主控板、電磁氣閥和氣栗供電；
[0015] 集氣裝置通過電磁氣閥與氣體檢測室的入口相接；氣栗與氣體檢測室出氣口連 接，氣栗的出口與排氣口相連，形成由集氣口進入、再經由導氣管、電磁閥、氣體檢測室、氣 栗、排氣口排出的氣路；該氣路無泄漏地穿過金屬密封箱，并與密封箱內器件的電氣部分 (除檢測室內的傳感器探頭外）完全隔離；
[0016] 氣體檢測室設有PID和溫度傳感器，PID和溫度傳感器分別為集成式PID和集成 式數字溫度傳感器，所述的PID為光離子化傳感器；所述的電源模塊為鋰電池；
[0017] 天線、PID和溫度傳感器均與主控板相連；氣栗和電磁氣閥受控于主控板。
[0018] 主箱體的外部設有一個長方體形的金屬的外罩（13);集氣裝置包括3個開口處裝 有過濾網（5)的漏斗形的集氣口，其中一個集氣口開口朝下放置在箱體的底部，作為主集 氣口，另外2個集氣口分別安裝在箱體內左右兩側壁上，開口朝外；三個集氣口的出口分別 通過導氣管接到電磁閥的入口，可通過控制電磁閥選擇其中一路與氣體檢測室連通。
[0019] 在終端箱體上還設有太陽能電池組件；所述的太陽能電池組件包括托架（17)、托 架轉軸（18)、托架固定螺母（19)、托板（20)和太陽能電池板（22);
[0020] 所述的托架通過托架轉軸和托架固定螺母與終端箱體頂部相連，使得托架能相對 于終端箱體旋轉；
[0021] 托板呈一傾斜角度設置在托架上；太陽能電池板設置在托架上，且太陽能電池板 的底部由托板支撐。
[0022] 太陽能電池組件還包括用于調整太陽能板傾斜角度的傾角調整螺桿；太陽能電池 板的上端通過軸銷（23)與托架的頂端相連；傾角調整螺桿呈水平方向設置在托架上，傾角 調整螺桿的前端穿過所述的托板作用在太陽能電池板的背面以驅動太陽能電池板繞軸銷 抬升或降低。
[0023] 主控板上設有內含A/D轉換器的微控制器、支持無線傳感器網絡通信協議的無線 射頻通信模塊和用于控制氣栗、電磁閥、電源管理模塊的電子開關；所有電子開關均受控于 微控制器，PID和溫度傳感器的輸出端分別接入微控制器的A/D轉換器和數字輸入端口，所 述的溫度傳感器為數字溫度傳感器；
[0024] 太陽能電池板通過導線與位于密封箱內的超級電容相連，且導線接頭處表面用絕 緣膠完全覆蓋保護，太陽能電池板通過充電管理器為鋰電池充電；通過電子開關選擇鋰電 池或超級電容為微控制器供電；天線通過電纜連接到主控板上的無線模塊，無線模塊與微 控制器連接并受控于微控制器；微控制器通過電子開關分別控制電磁氣閥、氣栗、PID和溫 度傳感器。
[0025] 微控制器采用MSP430系列控制器，電子開關采用ADG821或ADG823器件；主控板 上的無線通信模塊選用基于CC2530的通用通信模塊；PID選用ZPP6018001型VOC集成探 測器；充電管理器為集成器件CN3063 ;超級電容由兩個2. 7V、310F的電容器串接而成；氣 栗選用GminiP-4微型栗；電磁氣閥采用雙穩態脈沖電磁閥JSD128D。
[0026] 一種基于無線傳感的油庫燃油泄漏監測系統，以前述的一個油庫燃油泄漏監測裝 置為一個節點，由多個節點組成無線監測網絡系統；
[0027] 所述的多個節點環繞油罐布置在油罐的周邊，并使得位于任一節點左、右的兩個 相鄰節點之間能直接無線通信，不能直接連通的節點之間能采用多跳方式通信，無線監測 網絡系統與監控主機以無線方式通信連接；
[0028] 基于所述的無線監測網絡和通信主機監控油庫燃油泄漏。
[0029] 對于20米直徑的油罐，所述的油庫燃油泄漏監測節點部署量為14個；14個節點 沿油罐周向布置；其中2個布置在油罐的閥門區邊界處，另外12個均勻布置在油罐的周邊 的閥門區外的區域；油庫燃油泄漏監測裝置的外罩底部距離地面高度為50~80厘米；天 線距離油罐外壁130厘米。
[0030] 所述電源模塊包括可充電鋰電池與電源管理電路以及設置在主箱體頂部的太陽 能電池組件；太陽能電池板由托架支撐，該托架通過托架轉軸和托架固定螺母與主箱體頂 部固連，使托架能相對箱體旋轉，從而可調整太陽能電池板的朝向；用于固定太陽能電池板 的托板上端有可轉動軸銷插入托架安裝孔內、托板下端可繞上端軸銷轉動，使太陽能電池 板的傾角可按需調整。
[0031] 本實用新型的核心是利用無線監控，隨著無線傳感器網絡技術的發展，采用無線 通信方式的網絡化檢測系統可避免前述燃氣泄露監測的問題。
[0032] 無線傳感器網