为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种燃气管道地震紧急处置装置及其处置方法的结构框图;
图2为本发明一种燃气管道地震紧急处置装置及其处置方法的三轴加速度传感器与mcu的接线图;
图3为本发明一种燃气管道地震紧急处置装置及其处置方法的阀门关闭子电路、电动阀与mcu的接线图;
图4为本发明一种燃气管道地震紧急处置装置及其处置方法的mcu与通信子电路的接线图。
下面将结合本发明实施方式,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明提供了一种燃气管道地震紧急处置装置,包括mcu1、三轴加速度传感器2、阀门关闭子电路3、具有关断管道部件的电动阀4、通信子电路5和可充电电源6;
三轴加速度传感器2的输出端分别与mcu1的gpio端口和中断端口电性连接;mcu1与阀门关闭子电路3的输入端电性连接;mcu1还与通信子电路5电性连接;阀门关闭子电路3的输出端于电动阀4的输入端电性连接,电动阀4的反馈信号端与mcu1的输入端电性连接;
其中,三轴加速度传感器2检测管道的振动加速度,并将加速度检测结果发送至mcu1中;mcu1进入工作状态并根据加速度检测结果开启阀门关闭子电路3和通信子电路5,阀门关闭子电路3启动电动阀4并执行关断阀门动作,电动阀4将动作后的关断管道部件的位置信息反馈至mcu1中;mcu1通过通信子电路5与附近其他燃气管道地震紧急处置装置的通信子电路5或者远程主站进行通信。
本发明采用了电路结构取代现有的纯机械式地震管道阀门。通过三轴加速度传感器2检测有无振动从而主动唤醒mcu1,是的mcu1进入工作状态并对三轴加速度传感器2发送的加速度检测结果进行进一步分析,判断对应的烈度,执行维持电动阀4现状或者关断电动阀4的对策。
如图2所示,三轴加速度传感器2的spi端口与mcu1的spi端口一一对应电性连接,三轴加速度传感器2的终端输出端与mcu1的中断输入端电性连接。由图可知,本发明中三轴加速度传感器2为美国德州仪器公司的adxl362传感器,这是一种超低功耗的mems加速度计,内置ad转换功能,具有阈值可调的唤醒和睡眠模式,体积非常小巧。mcu1可以选用美国德州仪器公司的aducm3029,该mcu是集成了电源管理的基于armcortex—m3处理器。三轴加速度传感器2的sclk、mosi、mosi和/cs端口对应的与mcu1的spi端口连接,三轴加速度传感器2中断输出端口int2与mcu1的中断输入端口连接,该端口的高电平或者低电平中断信号会使mcu1从休眠模式进入唤醒模式。当然mcu1也可以是其他类似功能的产品,如意法半导体的stm32单片机。
SR 电磁阀 D4025/0801/148-MAHA Body:1.4581 740M 160108P GP1013766
GSR 电磁阀 A48251001.322QX 0-0.5bar DN25
GSR 电磁阀 B43271001.322HA 0-10bar DN40
GSR 电磁阀 Go.0804286 D220605002013MSDT DN50 0-20BAR
GSR 电磁阀 B4028/0801/.032-MAHA BODY:1.4581 DN50 PN40 63V3 75VH
GSR 电磁阀 GO0800009 D22 0605018005 MAEZ
GSR 电磁阀 GO0800009 D22 0605017005 MAEZ
K0513210
B43261001.322EJ
A72401002.012XX 0-50BAR
K0510110(DC24)
25199005670K0511810 24V 6.8W
GO0900004 DC24V
如图3所示,阀门关闭子电路3包括升压芯片u1和单通道开关芯片u2,升压芯片u1的输入端与+3.3v电源电性连接,升压芯片u1的使能端与mcu1的gpio端口电性连接;升压芯片u1的输出端与单通道开关芯片u2的输入端和使能端电性连接。由图可知,mcu1的引脚41输出的使能信号使升压芯片u1正常工作,实现电压抬升。升压芯片u1可以输出+12v—+30v电压提供给单通道开关芯片u2,单通道开关芯片u2的输出端与电动阀4电性连接。为电动阀4的触点供电,进而使得关断管道部件相对于燃气管道转动,关闭或者开启燃气管道。升压芯片u1的升压倍数可以由r1+r2/r2来决定。
如图3所示,为了确认关断管道部件的实际位置,可以在电动阀4的关断管道部件的开启位置和关闭位置均设置有距离传感器s1,距离传感器s1的输出端与mcu1的引脚42电性连接,距离传感器s1可向mcu1发回位置反馈信号。
本发明中,升压芯片u1可以选用美国德州仪器公司的tps61096芯片;单通道开关芯片u2可以选用美国德州仪器公司的tps22810芯片。当然,也可以是其他具有类似功能的芯片。
如图4所示,通信子电路5包括负载开关u3、电平转换芯片u4和nb-iot通信单元u5,负载开关u3的输入端与mcu1的gpio端口电性连接;负载开关u3的电源输入端与+3.3v电源电性连接,负载开关u3的输出端与nb-iot通信单元u5的电源端电性连接;mcu1的uart端口和nb-iot通信单元u5的urart端口分别与电平转换芯片u4的收发端口一一对应电性连接。
本发明中,负载开关u3可以选用美国德州仪器公司的tps22917芯片,电平转换芯片u4为max3485芯片,nb-iot通信单元u5可以选用成都亿佰特电子科技有限公司的e840-dtu终端或者华为公司的海思nb-iot终端。