船舶危險氣體監測系統及監測方法
【專利摘要】本發明公開了一種船舶危險氣體監測系統及監測方法，系統包括取樣裝置、氣體監測器、控制裝置和抽氣泵，取樣裝置包括若干個取樣支路，每個取樣支路有一個進氣口，進氣口處設有電磁閥，進氣口通過取樣支路的管道延伸到船舶艙室內不同監測區域，取樣裝置有一個出氣口，出氣口與氣體檢測器連接，氣體檢測器一端與控制裝置通過信號線連接，另一端與抽氣泵連接，抽氣泵、取樣排氣口與危險氣體吸收裝置依次連接；每個電磁閥的通斷以及抽氣泵的啟停均由控制裝置進行控制。本發明還公開了基于上述系統的檢測方法。本發明通過循環控制同一個艙室多個取樣支路的通斷，可以連續監測不同區域的氣體種類和濃度，具有結構簡單、監測準確的優點。
【專利說明】
船舶危險氣體監測系統及監測方法
技術領域
[0001]本發明涉及氣體監測研究領域，特別涉及一種船舶危險氣體監測系統及監測方法。
【背景技術】
[0002]在遠洋貨物運輸過程中，特別是化學品船、油船、LNG船、LPG船等船舶，由于貨物儲存時間較長，再加上海上溫度、鹽度、濕度等變化的影響，一些貨物容易發生一系列的化學或物理變化，一些有毒有害氣體如一氧化碳、硫化物、氮氧化物、氫氣等也隨之產生。若發生泄漏、碰撞、火災、爆炸等事故，后果無法估量。同樣，艙室中機器設備的運轉，以及船員在涂裝和漆裝過程中使用的涂料、粘合劑等材料，也會產生像苯、三氯乙烷等多種揮發性有害氣體。在船舶運營過程中，由于一些艙室通風條件相對較差，這些有毒有害氣體便慢慢的積累起來。當船員在進行裝卸貨、艙室檢查和維護保養時，一旦無意識的接觸到這些有害氣體，將對船員身體造成很大傷害，嚴重的甚至危及生命安全。
[0003]現有的氣體監測器大多采用取樣型氣體監測裝置，其工作原理是:通過栗吸法依次把每個艙室的氣體經過管道送到控制室氣體分析儀中，每次只能對一個艙室的氣體進行監測，無法實時連續監測，而同一個艙室的氣體由于所處區域不同，測量濃度也會不同，因此若想得到較好的測量結果往往一個艙室需要布置多個監測裝置，這樣導致整個系統既浪費資金又占用空間資源，也給后期的設備維護增加了難度。
[0004]因此，針對船舶物品的特殊危險性，實現船舶物品的安全遠洋運輸，改進現有技術缺陷是非常有必要的。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種船舶危險氣體監測系統及監測方法，多通道實時連續監測艙室不同區域的氣體濃度，當氣體濃度超過設置的濃度閾值，觸動聲光報警和遠程報警，提醒船員何處危險氣體超標，及時采取措施。
[0006]為達到上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0007]船舶危險氣體監測系統，包括取樣裝置、氣體監測器、控制裝置和抽氣栗，取樣裝置包括若干個取樣支路，每個取樣支路有一個進氣口，進氣口處設有電磁閥，進氣口通過取樣支路的管道延伸到船舶艙室內不同監測區域，取樣裝置有一個出氣口，出氣口通過管道與用于檢測當前氣體種類和濃度的氣體檢測器的輸入端連接，在這段管道上設有粉塵過濾器，氣體檢測器一端與控制裝置通過信號線連接，另一端通過管道與抽氣栗連接，抽氣栗與取樣排氣口連接，取樣排氣口與危險氣體吸收裝置連接;每個電磁閥的通斷以及抽氣栗的啟停均由控制裝置進行控制;所述氣體檢測器和抽氣栗的管道上還設有流量計，所述流量計與控制裝置連接。本發明取樣裝置包括多個取樣支路，取樣支路可以布置在艙室的多個位置，通過控制裝置控制，可以連續監測不同區域的氣體種類和濃度，具有結構簡單、監測準確的優點。
[0008]優選的，所述氣體監測器包括易燃易爆氣體監測裝置、有毒氣體監測裝置和氣體輻射監測裝置。氣體監測器種類根據監測艙室的氣體來決定。
[0009]具體的，所述控制裝置包括微處理器、存儲器和擴展接口，所述存儲器和擴展接口均分別與微處理器相連。所述微處理器對采集的信息進行分析和判斷，所述存儲器用來存儲氣體監測器的監測數據和相關文件要求的密閉艙室中各種有毒有害氣體濃度要求。所述擴展接口用于擴展系統其他功能。
[0010]優選的，所述控制裝置與一用于顯示具體的氣體來源區域、種類及濃度值的顯示模塊相連。從而使監測更加直觀。
[0011]更進一步的，所述顯示模塊采用觸摸屏。從而顯示模塊在進行顯示的同時還能夠進行參數設置。
[0012]優選的，所述控制裝置與一用于在氣體濃度超標時對外報警的報警裝置相連。從而可以及時提醒危險情況的發生，便于工作人員及時查看并進行處理。
[0013]更進一步的，所述報警裝置包括聲光報警單元和遠程報警單元，報警裝置通過遠程報警單元與檢修人員手持終端設備或者遠程監控中心相連。
[0014]優選的，所述控制裝置包括通信模塊，控制裝置通過通信模塊與船舶一體化監控系統相連。可以將系統檢測結果實時上傳到船舶局域網當中，使全船共享數據信息，方便工作人員及時查看并進行處理。
[0015]優選的，所述進氣口和電磁閥之間采用螺紋接口連接。從而保證密封。
[0016]優選的，在出氣口和氣體檢測器之間的管道上，設有手動截止閥。設置該手動截止閥可以在粉塵過濾器濾網更換時手動斷開取樣氣流。
[0017]—種基于上述船舶危險氣體監測系統的監測方法，包括以下步驟:
[0018]S1:每個可能存在危險氣體的艙室配置一套船舶危險氣體監測系統，取樣支路事先布置在艙室的多個位置，初始狀態下電磁閥處于斷開狀態，進氣口關閉;在控制裝置預設各種類氣體正常濃度閾值；
[0019]S2:控制裝置循環控制電磁閥通斷，同一時刻每個艙室只有一個取樣支路上的電磁閥打開，其他電磁閥關閉，打開抽氣栗抽取氣體，氣體輸入氣體監測器進行監測；
[0020]S3:氣體監測器檢測當前氣體種類和濃度，并將種類和濃度檢測值發送到控制裝置；
[0021]S4:控制裝置將當前輸入的氣體濃度檢測值與預設的正常濃度閾值進行比對，如果小于正常濃度閾值，則啟動抽氣栗，氣體從排氣口進入危險氣體吸收裝置進行過濾然后排出；否則，控制裝置啟動報警裝置進行聲光報警和遠程報警，顯示裝置顯示具體的氣體來源區域、種類及濃度值。
[0022]本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果:
[0023]1、本發明利用控制裝置控制電磁閥，循環實現同一個艙室多個取樣支路的通斷控制，實現不同的時間段內不同的取樣支路開啟，對艙室不同區域的氣體進行取樣，并將取樣的氣體送入氣體監測器進行氣體濃度監測。
[0024]2、本發明危險氣體監測系統結構簡單、操作方便、高效易維護、可同時對艙室的多個區域進行取樣，有效解決了多支路取樣監測需要的設備數量多、管理維護難等實際使用難題。
[0025]3、本發明危險氣體監測方法可實現實時監測每個艙室的氣體，相對于現有技術方案，本發明技術方案監測氣體濃度、所處區域更精確。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實施例所述系統的結構示意圖。
[0027]圖2是本實施例所述方法的流程圖。
[0028]其中:1.取樣裝置，2.氣體監測器，3.控制裝置，4.顯示裝置，5.報警裝置，6.取樣進氣口，7.電磁閥，8.出氣口，9.抽氣栗，10.船舶一體化監控系統，11.流量計，12.取樣排氣口，13.危險氣體吸收裝置，14.手動截止閥，15.粉塵過濾器。
【具體實施方式】
[0029]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0030]實施例1
[0031]如圖1所示，本實施例一種船舶危險氣體監測系統，包括取樣裝置1、氣體監測器2、控制裝置3、顯示裝置4、報警裝置5、抽氣栗9，所述取樣裝置I包括多個取樣支路，每個取樣支路有一個進氣口 6，進氣口連接電磁閥7，通過管道延伸到每個艙室的不同監測區域，取樣裝置有一個出氣口 8，出氣口連接氣體監測器2，氣體監測器后方連接流量計11和抽氣栗9，抽氣栗設有取樣排氣口 12，危險氣體吸收裝置13，手動截止閥14，粉塵過濾器15;所述電磁閥、抽氣栗、氣體監測器、顯示裝置、報警裝置均與控制裝置相連。
[0032]本實施例中，手動截止閥14和粉塵過濾器15設置在出氣口與氣體監測器之間的通道上，所述粉塵過濾器用于過濾取樣氣體中的微小粉塵，避免對氣體監測造成干擾，所述手動截止閥用于粉塵過濾器濾網更換時手動斷開取樣氣流。
[0033]本實施例中，所述氣體監測器包括易燃易爆氣體監測裝置、有毒氣體監測裝置或氣體輻射監測裝置，氣體監測裝置種類根據監測艙室的氣體來決定，可以根據需求擴充或刪減氣體監測裝置的種類和數量。實際應用中可以采用現有技術中已有的氣體探測器，例如成都鑫豪斯公司XP3000氣體探測器等。
[0034]本實施例中，所述控制裝置包括微處理器、存儲器、通信模塊和擴展接口；其中，所述微處理器對采集的信息進行分析和判斷，發送處理結果到顯示裝置;所述存儲器用來存儲氣體監測器的監測數據和相關文件要求的密閉艙室中各種有毒有害氣體濃度要求;所述通信模塊與船舶一體化監控系統連接，可以將系統檢測結果實時的上傳到船舶局域網當中，使全船共享數據信息，方便工作人員及時查看并進行處理;所述擴展接口用于擴展系統其他功能。
[0035]本實施例中，所述顯示裝置實時顯示氣體的濃度以及系統報警信息，通過顯示裝置可以對危險氣體監測系統進行參數設置;所述報警裝置包括聲光報警單元和遠程報警單元，報警裝置可通過遠程報警單元與檢修人員手持終端設備或者遠程監控中心相連。
[0036]參見圖2，本實施例的監測方法，包括以下步驟:
[0037]S1:每個可能存在危險氣體的艙室配置一套船舶危險氣體監測系統，取樣支路事先布置在艙室的多個位置，初始狀態下電磁閥處于斷開狀態，進氣口關閉;在控制裝置預設各種類氣體正常濃度閾值；
[0038]S2:控制裝置循環控制電磁閥通斷，同一時刻每個艙室只有一個取樣支路上的電磁閥打開，其他電磁閥關閉，打開抽氣栗抽取氣體，氣體輸入氣體監測器進行監測；
[0039]S3:氣體監測器檢測當前氣體種類和濃度，并將種類和濃度檢測值發送到控制裝置；
[0040]S4:控制裝置將當前輸入的氣體濃度檢測值與預設的正常濃度閾值進行比對，如果小于正常濃度閾值，則啟動抽氣栗，氣體從排氣口進入危險氣體吸收裝置進行過濾然后排出；否則，控制裝置啟動報警裝置進行聲光報警和遠程報警，顯示裝置顯示具體的氣體來源區域、種類及濃度值。
[0041]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.船舶危險氣體監測系統，其特征在于，包括取樣裝置、氣體監測器、控制裝置和抽氣栗，取樣裝置包括若干個取樣支路，每個取樣支路有一個進氣口，進氣口處設有電磁閥，進氣口通過取樣支路的管道延伸到船舶艙室內不同監測區域，取樣裝置有一個出氣口，出氣口通過管道與用于檢測當前氣體種類和濃度的氣體檢測器的輸入端連接，在這段管道上設有粉塵過濾器，氣體檢測器一端與控制裝置通過信號線連接，另一端通過管道與抽氣栗連接，抽氣栗與取樣排氣口連接，取樣排氣口與危險氣體吸收裝置連接;每個電磁閥的通斷以及抽氣栗的啟停均由控制裝置進行控制；所述氣體檢測器和抽氣栗的管道上還設有流量計，所述流量計與控制裝置連接。2.根據權利要求1所述的船舶危險氣體監測系統，其特征在于，所述氣體監測器包括易燃易爆氣體監測裝置、有毒氣體監測裝置和氣體輻射監測裝置。3.根據權利要求1所述的船舶危險氣體監測系統，其特征在于，所述控制裝置包括微處理器、存儲器和擴展接口，所述存儲器和擴展接口均分別與微處理器相連。4.根據權利要求1所述的船舶危險氣體監測系統，其特征在于，所述控制裝置與一顯示模塊相連。5.根據權利要求4所述的船舶危險氣體監測系統，其特征在于，所述顯示模塊采用觸摸屏。6.根據權利要求1所述的船舶危險氣體監測系統，其特征在于，所述控制裝置與一報警裝置相連。7.根據權利要求6所述的船舶危險氣體監測系統，其特征在于，所述報警裝置包括聲光報警單元和遠程報警單元，報警裝置通過遠程報警單元與檢修人員手持終端設備或者遠程監控中心相連。8.根據權利要求1所述的船舶危險氣體監測系統，其特征在于，所述控制裝置包括通信模塊，控制裝置通過通信模塊與船舶一體化監控系統相連。9.根據權利要求1所述的船舶危險氣體監測系統，其特征在于，所述進氣口和電磁閥之間采用螺紋接口連接； 在出氣口和氣體檢測器之間的管道上，設有手動截止閥。10.—種基于權利要求1-9任一項所述船舶危險氣體監測系統的監測方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:每個可能存在危險氣體的艙室配置一套船舶危險氣體監測系統，取樣支路事先布置在艙室的多個位置，初始狀態下電磁閥處于斷開狀態，進氣口關閉；在控制裝置預設各種類氣體正常濃度閾值； S2:控制裝置循環控制電磁閥通斷，同一時刻每個艙室只有一個取樣支路上的電磁閥打開，其他電磁閥關閉，打開抽氣栗抽取氣體，氣體輸入氣體監測器進行監測； S3:氣體監測器檢測當前氣體種類和濃度，并將種類和濃度檢測值發送到控制裝置； S4:控制裝置將當前輸入的氣體濃度檢測值與預設的正常濃度閾值進行比對，如果小于正常濃度閾值，則啟動抽氣栗，氣體從排氣口進入危險氣體吸收裝置進行過濾然后排出；否則，控制裝置啟動報警裝置進行聲光報警和遠程報警，顯示裝置顯示具體的氣體來源區域、種類及濃度值。
【文檔編號】G01N1/24GK106053735SQ201610560135
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】肖金超, 劉繼海, 程海梅, 張雷, 馮東英, 魏三喜
【申請人】廣州中國科學院沈陽自動化研究所分所, 中國科學院沈陽自動化研究所