一种消防压力气瓶安全监控设备的设计.pdf

2014年
假春技木与传器
2014
第7期
Instrument Technique and Sensor
No. 7
一种消防压力气瓶安全监控设备的设计
张玉杰,伍莹莹
(陕西科技大学电气与信息工程学院,陕西西安710021)
摘要:针对消防压力气瓶存在因裂纹或损伤而突发性爆炸、慢性漏气、故障检测不便、成本高等问题,提出一种消防压
力气瓶安全监控设备,消防压力气瓶以 SONIX27E65为控制核心,详细介绍了系统的硬件及软件设计。试验测试表明,该
系统可靠性强,效率高,故障检测准确度高、操作灵活方便,实时性好。在实际消防应用中,能够满足消防压力气瓶对瓶内
气压和气瓶承压状态实时监控,避免突发性爆炸和漏气现象的功能需求。
关键词:消防压力气瓶;PVDF;电磁阀;监控
中图分类号:TP277
文献标识码:A文章编号:文章编号:1002-1841(2014)07-0031-02
Design of Fire Pressure Gas Cylinder Safety Monitoring Device
ZHANG Yu-jie, WU Ying-ying
(College of Electrical and information Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi an 710021 China
Abstract According to the fire pressure cylinders for cracks or damage and sudden explosion, chronic leakage fault detection
high cost, inconvenient problem, this paper designed a kind of fire pressure gas cylinder safety monitoring device, took SONIX27E65
as the control core, and introduced the hardware and the software design of the system. The test shows that, this system has high re
liability, high efficiency, high accuracy of fault detection, convenient operation and good real-time performance. In the actual fire ap-
plication, the system can meet the fire pressure cylinder pressure and cylinder pressure real-time monitoring, and avoid the sudden
explosion and leakage phenomenon
Key words: fire pressure cylinders; PVDF; solenoid valve; monitoring
0引言
承压状态
电源
针对消防压力气瓶存在的问题-2,文中提出一种消防压力
检测电路
气瓶安全监控装置,其实时监控气瓶内气压和气瓶承压状态,系统
内部气压し ISONEXXER5
爆破执行
检测电路
电路
自动监测并能够实时发现故障并报警,消防压力气瓶及时处理各
种故障。对气瓶的承压状态进行监测,当检测到气压值超出预设
自捡电路
指示灯
压力國值时,则驱动电磁阀动作执行爆破,避免爆炸、漏气等事故
的发生,确保消防设施安全运行。当监测到气瓶出现漏气现象,则
图1消防压力气瓶总体结构框图
通过IED指示灯立即报警,通知管理员及时维修。
瓶状态检测包括承压状态检测和气瓶内部气压状态检
1系统总体结枃
測,下面分别介绍。
消防压力气瓶安全监控设备实时检测气瓶压力状态,气瓶2.1承压状恋检测电路设计
压力状态检测包括承压状态检测和气瓶内部气压状态检测。
PVDF压电薄膜是一种新型的高分子压电材料,它既具有
监控设备对气压状态数据进行处理分析,判断气瓶处于正常状压电性又有薄膜柔软的机械性能,灵敏度高、频带宽、使用方
态,还是出现裂纹或者漏气现象,通过IED指示灯指示气瓶当便、能紧贴体壁等一系列特点。PVDF压力传感器的测量原理
前的状态。如果气瓶出现裂纹,则驱动爆破执行电路,强制消是PVDF薄膜在承受一定外力或变形时,薄膜的2个极化面就
防压力气瓶放气,防止意外事故的发生。如果气瓶出现漏气现会产生大小相等、极性相反的电荷,因此可以把它看成是二极
象,则通过LED指示灯指示气瓶出现漏气現象。消防压力气瓶板上聚集异性电荷,中间为绝缘体的电容器?。在开路状态
总体结构框图如图1所示。
下,其输出端的电荷和电压关系式为
其以SONX27E65微控制器为核心,包括电源电路、承压状
态检测电路、内部气压检测电路、自检电路、爆破执行电路、LED
将PVDF制作成条状,并以螺旋状紧點于消防压力气瓶的
指示灯电路。
瓶壁外表面,当消防压力气瓶因裂纹扩张而出现快速膨胀时,
2气瓶监控设备硬件设计
PVDF传感器的应变信号经放大转换为电压信号,微控制器通
基金项目:陕西省教育厅科技计划项目(09K371);西安市科技计划项过检测此电压信号来检测消防压力气瓶承压状态。PVDF压电
目(CX1259(2)
薄膜传感器具有高内阻的特点,其输出信号的前置放大电路设
收稿日期:2013-07-16收修改稿日期:2014-02-17
计必须满足输入和PVDF传感器的阻抗匹配,即把PVDF的高