一种有限空间用检测防护系统及其使用方法
技术领域
本发明属于有限空间作业领域，主要涉及地下封闭式空间的施工防护装置，尤其是一种有限空间用检测排风系统及其使用方法。
背景技术
有限空间是指封闭或部分封闭，进出口较为狭窄有限，未被设计为固定工作场所，自然通风不良，易造成有毒有害、易燃易爆物质积聚或氧含量不足的空间。包括密闭设备、地下有限空间、地上有限空间。有限空间作业存在中毒风险、缺氧风险、燃爆风险。所以在作业前一般先进行通风，并选用四合一复合型气体检测仪(包括：氧气、可燃气、硫化氢、一氧化碳)对有限空间气体进行检测，合格后作业人员进入现场，在工作工程中每隔一小时由专人对有限空间气体进行检测并记录，发现气体超限后采用救援三脚架将有限空间内的作业人员救出。传统方法存在以下问题：(1)作业前，只能测量有限空间入口处的气体浓度，无法检测全部有限空间气体浓度，检测空间有限。(2)作业时，每隔1小时做一次气体检测并记录，无法实现实时检测和记录。(3)排风时，排风装置按照固定功率进行排风，无法根据气体浓度调节排风量。(4)救援时，通过救援三脚架手动将有限空间人员救出，不能第一时间自动救人。
针对以上问题，国内学者作了相应的研究，并提出了一些改进方法：发明专利“对有限空间作业进行安全防护的方法及系统”提供一种对有限空间作业进行安全防护的方法,可接收并处理发送自有限空间内部的实时视频图像，接收并处理发送自有限空间内部气体浓度检测数据。发明专利“一种有限空间作业双管通风装置及其工作方法”公开了一种有限空间作业双管通风装置及其工作方法,包括有浮岛机构、吹气机构、抽气机构和第一监测机构；该装置可以充分地把有限空间内气体搅动,抽离,同时快速、有效地置换大气中新鲜空气进入有限空间,保证有限空间内作业者、救援人员的生命安全。
然而以上方法检测空间有限，无法根据气体浓度调节排风量，不能第一时间自动救人。
本发明所要解决的技术问题是基于一种动态不间断的检测装置，对有限空间内的横向和纵向空间进行实时检测，并通过网络协议将检测的数据实时上传至远程平台内，远程平台通过相应的数据信息控制排风机的运行功率和电动牵引机的升降位置，预先进行判断，预警，调节，主动相应，缩短反应时间。
发明内容
本发明的目的在于填补现有技术的空白，提出一种结构合理，预先进行判断，预警，调节，主动相应，缩短反应时间的有限空间用检测防护系统及其使用方法。
本发明采取的技术方案是：
一种有限空间用检测防护系统，包括封闭式施工空间，该封闭式施工空间的顶部设置有工作井和排风井，所述工作井的井口位置安装有三脚架，该三脚架内悬装有电动牵引机，所述排风井的井口位置通过排风管与一排风机相连接，其特征在于：所述封闭式施工空间内安装有一自行进车，该自行进车，电动牵引机和排风机通过网络协议形成自组网，所述自组网与一远程平台形成通信，自行进车内安装有红外摄像头，四合一气体检测仪和无线通信单元，所述红外摄像头，四合一气体检测仪的信号输出端通过无线通信单元和远程平台实现信号互通，该远程平台和电动牵引机的电机控制端，排风机的控制端相连接，向电动牵引机和排风机输出控制命令。
进一步的，所述自行进车底座，行进部和升降部，底座安装在行进部上端，该行进部的顶部一体安装有升降部。
进一步的，所述行进部包括车盘，该车盘内对称安装有多组行进轮，多组行进轮通过柴油机进行驱动，同侧的多个行进轮外共同套装有履带
进一步的，所述升降部包括对称安装的多幅铰组，升降液压缸和升降平台，一个铰组包括两对，一对包括两根铰杆，同一对内的两根铰杆中部铰装，同组内的另一对间隔对称安装在另一侧，相邻两铰组之间的铰杆端部铰装固定，升降液压缸的两侧端部分别通过一连接片与两铰组内各自的一根铰杆铰装固定，升降液压缸处于出程状态，各铰组同步撑开升降平台提升；升降液压缸处于回程状态，各铰组同步收缩升降平台降低。
进一步的，所述升降平台内安装有所述的红外摄像头，四合一气体检测仪和无线通信单元；所述红外摄像头采用HOPE红外传感器，四合一气体检测仪采用品牌为BW型号为MCXL-XWHM的气体检测仪，可检测氧气、可燃气、硫化氢、一氧化碳的气体浓度，无线通信单元采用品牌为ATK，型号为LORA-01的通信装置，其通过LORA协议进行传输。
应用一种有限空间用检测防护系统的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：开放封闭式施工空间的工作井和排风井，开启排风机进行排风；
步骤2：排风机运行后，通过电动牵引机将自行进车吊装至封闭式施工空间内；
步骤3：采用自行进车搭载的红外摄像头和四合一气体检测仪分别进行红外成像和气体检测；
步骤4：待红外成像和气体检测完毕后，操作人员在电动牵引机作用下下悬至封闭式施工空间内；
步骤5：排风机持续工作，自行进车在封闭式施工空间内持续往复运行进行实时检测；
步骤6：当自行进车检测到相应气体浓度超过设定阈值后，通过远程平台通信输出异常信号；
步骤7：远程平台采集异常信号后分别向排风机和电动牵引机输出控制命令，排风机加大排风功率，电动牵引机的绳缆下降；
步骤8：排风机持续运行，提升排风速度，直至操作人员在电动牵引机作用下由封闭式施工空间升井。
本发明的优点和积极效果是：
本发明中，将自行进车，电动牵引机和排风机形成一套自组系统。以自行进车为基础，在封闭式施工空间内进行往复实时的检测。进而对于有限空间内的视频情况，气体浓度进行采集，并通过无线通信单元将采集的数据进行上传，远程平台则根据上传的数据控制电动牵引机的动作以及排风机的功率。当有限空间内的气体浓度发生异常时，排风机可主动提升功率加大有害气体导出的速度，而电动牵引机则主动下探，缩短升井时间。
本发明中，底座用于搭载设备并将其与行进部进行固定，行进部用于带动装置整体移动，并控制其行进模式和行进距离，采用履带式结构，其适应性强，不易发生卡顿和倾覆。由于有限空间内的气体流速低，且气体的密度不同容易进行分层，因此自行进车内搭载升降平台可对不同高度的气体浓度进行检测，进而实现横向和纵向方向的检测。
本发明中，应用上述系统的使用方法，在操作人员下井前预先进行排风，自行进车先行吊装至有限空间内进行检测，确保操作人员在下井时处于安全状态。之后，自行进车在有限空间内不间断往复运动，并配合升降机构对不同高度进行检测。待主动检测过程中，发生气体浓度异常的问题后，其通过自组网上传实时数据，远程平台采集数据后控制排风机和电动牵引机发生动作。排风机加大排风功率，电动牵引机的绳缆主动下降，待操作人员移动至工作井位置后，电动牵引机的绳缆已下降至可提升的状态，进而缩短响应时间，直至完成升井。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中自行进车部分的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种有限空间用检测防护系统，包括封闭式施工空间2，该封闭式施工空间的顶部设置有工作井8和排风井31，所述工作井的井口位置5安装有三脚架12，该三脚架内悬装有电动牵引机11，所述排风井的井口位置通过排风管32与一排风机33相连接，本发明的创新在于，所述封闭式施工空间内安装有一自行进车4，该自行进车，电动牵引机和排风机通过网络协议形成自组网，所述自组网与一远程平台形成通信，自行进车内安装有红外摄像头，四合一气体检测仪和无线通信单元，所述红外摄像头，四合一气体检测仪的信号输出端通过无线通信单元和远程平台实现信号互通，该远程平台和电动牵引机的电机控制端，排风机的控制端相连接，向电动牵引机和排风机输出控制命令。
本实施例中，所述自行进车底座48，行进部和升降部，底座安装在行进部上端，该行进部的顶部一体安装有升降部。
本实施例中，所述行进部包括车盘，该车盘内对称安装有多组行进轮，多组行进轮通过柴油机进行驱动，同侧的多个行进轮外共同套装有履带49。
本实施例中，所述升降部包括对称安装的多幅铰组，升降液压缸47和升降平台45，一个铰组46包括两对，一对包括两根铰杆，同一对内的两根铰杆中部铰装，同组内的另一对间隔对称安装在另一侧，相邻两铰组之间的铰杆端部铰装固定，升降液压缸的两侧端部分别通过一连接片与两铰组内各自的一根铰杆铰装固定，升降液压缸处于出程状态，各铰组同步撑开升降平台提升；升降液压缸处于回程状态，各铰组同步收缩升降平台降低。
本实施例中，所述升降平台旁侧安装有一立式支架42，该立式支架内安装有所述的红外摄像头41，四合一气体检测仪43和无线通信单元44；所述红外摄像头采用HOPE红外传感器，四合一气体检测仪采用品牌为BW型号为MCXL-XWHM的气体检测仪，可检测氧气、可燃气、硫化氢、一氧化碳的气体浓度，无线通信单元采用品牌为ATK，型号为LORA-01的通信装置，其通过LORA协议进行传输。
本发明的使用过程是：
本发明使用时，包括如下步骤：
步骤1：开放封闭式施工空间的工作井和排风井，开启排风机进行排风；
步骤2：排风机运行后，通过电动牵引机将自行进车吊装至封闭式施工空间内；
步骤3：采用自行进车搭载的红外摄像头和四合一气体检测仪分别进行红外成像和气体检测；
步骤4：待红外成像和气体检测完毕后，操作人员在电动牵引机作用下下悬至封闭式施工空间内；
步骤5：排风机持续工作，自行进车在封闭式施工空间内持续往复运行进行实时检测；
步骤6：当自行进车检测到相应气体浓度超过设定阈值后，通过远程平台通信输出异常信号；
步骤7：远程平台采集异常信号后分别向排风机和电动牵引机输出控制命令，排风机加大排风功率，电动牵引机的绳缆下降；
步骤8：排风机持续运行，提升排风速度，直至操作人员在电动牵引机作用下由封闭式施工空间升井。
本发明中，将自行进车，电动牵引机和排风机形成一套自组系统。以自行进车为基础，在封闭式施工空间内进行往复实时的检测。进而对于有限空间内的视频情况，气体浓度进行采集，并通过无线通信单元将采集的数据进行上传，远程平台则根据上传的数据控制电动牵引机的动作以及排风机的功率。当有限空间内的气体浓度发生异常时，排风机可主动提升功率加大有害气体导出的速度，而电动牵引机则主动下探，缩短升井时间。
本发明中，底座用于搭载设备并将其与行进部进行固定，行进部用于带动装置整体移动，并控制其行进模式和行进距离，采用履带式结构，其适应性强，不易发生卡顿和倾覆。由于有限空间内的气体流速低，且气体的密度不同容易进行分层，因此自行进车内搭载升降平台可对不同高度的气体浓度进行检测，进而实现横向和纵向方向的检测。
本发明中，应用上述系统的使用方法，在操作人员下井前预先进行排风，自行进车先行吊装至有限空间内进行检测，确保操作人员在下井时处于安全状态。之后，自行进车在有限空间内不间断往复运动，并配合升降机构对不同高度进行检测。待主动检测过程中，发生气体浓度异常的问题后，其通过自组网上传实时数据，远程平台采集数据后控制排风机和电动牵引机发生动作。排风机加大排风功率，电动牵引机的绳缆主动下降，待操作人员移动至工作井位置后，电动牵引机的绳缆已下降至可提升的状态，进而缩短响应时间，直至完成升井。
