一种火花探测与熄灭移动物联网系统
技术领域
本发明涉及火花探测与熄灭技术领域，尤其涉及一种火花探测与熄灭移动物联网系统。
背景技术
目前，在木材加工，石油化工，煤炭开采，工业除尘等领域的工况下，往往容易产生火花，而在这些行业中，一旦产生火花极易发生火灾或粉尘爆炸等重大事故，所以火花探测与熄灭系统在这些行业中是应用较为广泛的，但是考虑到传统火花探测与熄灭系统的核心采集、控制、数据存储分析单元是基于没有网络扩展的集成电路芯片的，想要查看和调试系统时只能到现场的控制箱处进行操作，虽然能够对整体系统实时监测，但是系统的消息反馈不能通过远端实时查看，另外传统火花探测与熄灭系统的功能单一，缺少更多的对系统工作状态的监测和提供用户联动接口的附加功能。
发明内容
根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种火花探测与熄灭移动物联网系统，包括：火花探测器、火花熄灭单元、火花采集与控制单元、报警模块和远程监控单元；
所述火花探测器将探测到的火花信号传送给所述火花采集与控制单元；
所述火花采集与控制单元对所述火花探测器传送的火花信号进行采集并将采集的火花信号传送给所述报警模块发出报警信号，同时根据采集到的火花信号控制所述火花熄灭单元对火花进行熄灭；
所述远程监控单元接收所述火花采集与控制单元传送的火花信号、火花熄灭系统传送的水压信号、接近开关信号、水温信号和水流信号，报警模块传送的报警信号进行远程实时监控；
所述远程监控单元5同时接收所述火花采集与控制单元3传送的历史采集与控制数据进行存储。
进一步地，所述火花熄灭单元采用水增压喷淋装置，所述水增压喷淋装置包括离心增压泵、压力开关、膨胀罐、单向止回阀、截止阀、电磁阀和喷头；
所述压力开关控制所述离心增压泵达到设定压力；
所述离心增压泵将外部的水输送所述膨胀罐，同时再通过所述单向止回阀、截止阀和电磁阀组成的管路将外部的水输送给所述喷头；
其中，所述膨胀罐和所述离心增压泵分别与所述单向止回阀一端相连接，所述单向止回阀另一端与所述截止阀一端相连接，所述截止阀另一端与所述电磁阀一端相连接，所述电磁阀的另一端与所述喷头相连接。
进一步地，所述火花采集与控制单元包括上位机、对火花探测器传送的火花信号和所述火花熄灭单元传送的水压信号、接近开关信号、水温信号和水流信号进行采集的采集模块、对所述火花熄灭单元和所述报警模块进行控制的控制模块和将所述上位机的存储数据传送到所述远程监控单元的通讯模块；
所述采集模块、所述控制模块、所述通讯模块分别与所述上位机进行连接；
所述控制模块还与所述电磁阀、与所述报警模块相连接；
所述通讯模块还与所述远程监控单元无线连接。
进一步地，所述水增压喷淋装置包括对外部水源进行过滤的过滤器Ⅰ和为防止所述喷头堵塞对外部水进行进一步过滤的过滤器Ⅱ，所述过滤器Ⅰ与所述离心增压泵相连接，所述过滤器Ⅱ的一端与所述截止阀相连接，所述过滤器Ⅱ的另一端与所述电磁阀相连接。
进一步地，所述水增压喷淋装置还包括对水压力进行检测的水压传感器，所述水压传感器设置在所述单向止回阀和所述截止阀之间。
进一步地，所述水增压喷淋装置还包括对水的温度进行检测的水温传感器、对管道里流通水进行检测的水流开关和检测所述截止阀关闭与否的接近开关，
所述水温传感器设置在所述截止阀和所述过滤器Ⅱ之间，
所述水流开关设置在所述截止阀和所述过滤器Ⅱ之间；
所述接近开关与所述截止阀相连接。
进一步地，所述报警模块采用声光报警器。
进一步地，所述火花采集与控制单元还包括显示所述上位机界面和人机交互程序界面的LCD触摸屏。
进一步地，所述火花采集与控制单元还包括提供给用户作为其他工作设备联动作用的开关量输出模块，所述开关量输出模块与所述上位机相连接。
进一步地，所述通讯模块包括NB-IoT子模块和NB卡，所述NB-IoT物联网子模块和NB卡相连接。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种火花探测与熄灭移动物联网系统，通过在安装了水压传感器、接近开关、水温传感器，水流传感器，更精确的了解火花探测与熄灭系统的工作状态，通过增加了通讯模块，使得系统的工作状态能够通过网路在终端App或移动服务平台实时查看，并且提供多个开关量输出接口，便于用户实现风机、除尘器、管道保温装置等设备的联动，该系统操作简单、方便和实用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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是本发明的模块图；
图2是本发明的火花探测器示意图；
图3是本发明的水增压喷淋装置与声光报警器示意图；
图4是本发明的采集与控制系统示意图；
图5是本发明的远程监控单元监视内容示意图。
图中：1、火花探测器，2、火花熄灭单元，3、火花采集与控制单元4、报警模块，5、远程监控单元，6、水增压喷淋装置，7、离心增压泵，8、压力开关，9、膨胀罐，10、单向止回阀，11、截止阀，12、电磁阀，13、喷头，14、上位机，15、采集模块，16、控制模块，17、通讯模块，18、过滤器Ⅰ，19、过滤器Ⅱ，20、水压传感器，21、水温传感器，22、水流开关，23、LCD触摸屏，24、开关量输出模块，25、NB-IoT物联网子模块，26、NB卡，27、接近开关。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
图中各设备和装置间的连接线为通水管道，A，B，C，D四点位置为三通管道，水增压喷淋装置的管道长度视具体要求设定，箭头方向表示水流在本发明动作时的流向。
图1是本发明的模块图；一种火花探测与熄灭移动物联网系统，包括：火花探测器1、火花熄灭单元2、火花采集与控制单元3、报警模块4和远程监控单元5；
所述火花探测器1将探测到的火花信号传送给所述火花采集与控制单元3；
所述火花采集与控制单元3对所述火花探测器1传送的火花信号进行采集并将采集的火花信号传送给所述报警模块4发出报警信号，同时根据采集到的火花信号控制所述火花熄灭单元2对火花进行熄灭；
所述远程监控单元5接收所述火花采集与控制单元3传送的火花信号、火花熄灭系统2传送的水压信号、接近开关信号、水温信号和水流信号，报警模块4传送的报警信号进行远程实时监控，
所述远程监控单元5同时接收所述火花采集与控制单元3传送的历史采集与控制数据进行存储，方便了解管道历史工况，方便整体排查这个管道入口情况。
图2是本发明的火花探测器安装示意图，所述火花探测器1采用红外探测器，红外探测器为在遇到火花时，反馈24V高电平信号；管道壁对开双孔，所述火花探测器的探头安装在管道壁的双孔内，所述火花探测器1采用两个火花探测器对对安装。
图3是发明的水增压喷淋装置与声光报警器示意图，所述火花熄灭单元2采用水增压喷淋装置6，所述水增压喷淋装置6包括离心增压泵7、压力开关8、膨胀罐9、单向止回阀10、截止阀11、电磁阀12、喷头13、过滤器Ⅰ18、19、过滤器Ⅱ19、水压传感器20、水温传感器21、水流开关22和接近开关27；
所述离心增压泵7为多级离心增压泵，所述离心增压泵7与所述压力开关8连接，所述压力开关8控制所述离心增压泵7达到设定压力；并且压力开关8电信号与增压泵的电机连接达到联动效果，离心增压泵7的出口与过滤器Ⅰ18的管道出口连接，过滤器Ⅰ18对外部水进行过滤；
所述离心增压泵7将外部的水输送所述膨胀罐9，同时再通过所述单向止回阀10、截止阀11和电磁阀12组成的管路将外部的水输送给所述喷头13，所述过滤器Ⅱ19为防止所述喷头13堵塞对外部水进行进一步过滤，所述过滤器Ⅱ19的一端与所述截止阀11相连接，所述过滤器Ⅱ19的另一端与所述电磁阀12相连接，所述过滤器Ⅰ18为内部装有丝网，且能够过滤水中的大颗粒杂质的成熟Y型过滤器，过滤器Ⅰ18的管道入口连通自来水管或蓄水池；所述过滤器Ⅰ18与所述过滤器Ⅱ19的结构相同；所述电磁阀12为先导式电磁阀，电磁阀12为DC24V常闭型，所述喷头13为内部装有弹簧和阀瓣，在没有水流冲击的情况下，阀掰与阀体闭合，喷头13的进口连接在电磁阀12的出口；
所述单向止回阀10为流体只能从进口流入出口流出的管道阀类，对于单向止回阀10的进口与离心增压泵7的出口连接；
所述截止阀11可以采用球阀；所述球阀为可手动控制阀杆，调节水流大小或关闭水流管道的阀，球阀的阀杆上装有磁体，当球阀全部关闭时，阀杆上的磁铁正好与所述接近开关27靠近，球阀的进口连接在水压传感器20后端的主管道上；所述接近开关27为磁力接近开关27，接近开关27固定在球阀的阀体上，关闭球阀时，球阀阀杆上磁铁靠近接近开关27时，接近开关27为反馈为通路；
所述膨胀罐9为外部为金属罐体，内部含为气囊，气囊与外部罐体之间充有2Bar压力的空气，膨胀罐9的入口与气囊连通，并且与离心增压泵7的的入口连接与所述单向止回阀10一端相连接，所述单向止回阀10另一端与所述截止阀11一端相连接，所述截止阀11另一端与所述电磁阀12一端相连接，所述电磁阀12的另一端与所述喷头13相连接。
进一步地，所述水增压喷淋装置6还包括对水压力进行检测的水压传感器20，所述水压传感器20连接在所述单向止回阀10的出口管道上，水压传感器20能够实时监测管道内的水压压力，并且能够将检测的压力转换为电信号4～20mA或0～5V。
进一步地，所述水增压喷淋装置6还包括对水的温度进行检测的水温传感器、对管道里流通水进行检测的水流开关和检测所述截止阀关闭与否的接近开关，
所述水温传感器21设置在所述截止阀11和所述过滤器Ⅱ19之间，
所述水流开关22设置在所述截止阀11和所述过滤器Ⅱ19之间，
所述水流开关22垂直安装在水温传感器21后端的主管道上，当此位置上的管道内有水流流过时，则所述水流传感器22反馈为通路，只有在正常喷水的情况下，管道里才会有水流，正常水在管道里是保持着设定压力静止的，就是防止喷头阻塞了，虽然电磁阀打开了，水也出不去，就不产生水流，这时水流开关没有信号，说明喷头堵了，就预警提示了；
所述接近开关27与所述截止阀相连接，当截止阀11关上了，后端就没有水了遇到火花也喷不出水了，所述截止阀11关上一个作用是可以检修或更换电磁阀和喷头；
图4是本发明的采集与控制系统示意图，其中各模块与上位机14的连接线为通信线，箭头方向表示信号或信息的传输方向所述火花采集与控制单元3包括上位机14、对火花探测器1传送的火花信号进行采集的采集模块15、对所述火花熄灭单元2进行控制的控制模块16和将所述上位机14的本地数据发送到远端云平台的通讯模块17；
所述上位机14能够按照时间节点将所述采集模块15与所述控制模块16的采集信号和控制信号保存在上位机14本地数据库。
所述采集模块15、所述控制模块16是集成在ATMEGA2560单片机上的模块。
所述采集模块15、所述控制模块16、所述通讯模块17分别与所述上位机进行连接；
所述控制模块16还与所述电磁阀12、与所述报警模块4相连接；
所述通讯模块17还与所述5相连接。
所述通讯模块17包括NB-IoT子模块25和NB卡26，所述NB-IoT物联网子模块25和NB卡26相连接；
所述火花采集与控制单元3还包括提供给用户作为其他工作设备联动作用的开关量输出模块24，所开关量输出模块24与所述上位机14相连接。
所述上位机14为自带系统，内部有编写好的人机交互界面程序，该程序能够记录采集模块15，控制模块16，NB-IoT物联网子模块25，扩展开关量输出模块24的动作信息，对以上模块的内部信息进行整合后逻辑处理，并记录详细数据；
所述火花采集与控制单元3还包括显示所述上位机14界面和人机交互程序界面的LCD触摸屏23，通过触摸LCD触摸屏23，控制程序功能。
所述采集模块15是能够与上位机14和火花探测器1、水温传感器21、水压传感器20、水流开关22、接近开关27相连，接受反馈的电信号并经过采集模块15内部逻辑转换，通过上位机14的程序读取转换后的信息；
所述控制模块16是能够与上位机14和电磁阀12、声光报警器相连接，通过上位机14下达的指令，控制模块16将指令转换为电信号输出，电信号直接控制电磁阀12与声光报警器动作；
通过安装NB卡26能够使物联网NB-IoT子模块25与运营商基站直联，部署在GSM、UMTS、LTE网络上，NB-IoT物联网子模块25与上位机14相连，NB-IoT子通讯模块25可将上位机14的采集和处理信息发送到远端云平台应用；
所述远程监控单元5是利用通讯模块17传至远端云平台保存的数据，搭建的涵盖电脑端和移动端的App软件系统，远程监控单元5能够通过电脑端和手机端的App直接查看上位机14中的系统以往工作情况数据，并且也能通过App查看上位机14中系统的实时状态。
所述扩展开关量输出模块24是能够与上位机14相连接，通过上位机14对所述火花探测器1、水温传感器21、水压传感器20、水流开关22、接近开关27的采集信息的判定，上位机14下达指令至扩展开关量输出模块24，输出模块提供多个电信号输出接口，供用户根据需要选择使用。
所述报警模块4采用声光报警器；所述声光报警器为自带喇叭和灯光一体的报警器，报警器的灯光支持黄色，红色两种颜色，通过信号线可以调整灯光的颜色和喇叭发声；所述声光报警器的安装位置视具体情况而定，可安装在能被人员明显感知到的位置。
该一种火花探测与熄灭移动物联网系统的工作过程如下：
过滤器Ⅰ18接通外部水源，手动开启球阀，使球阀为全开启状态。
接通工作电源，火花采集与控制单元3得电，水增压喷淋装置6中的离心增压泵得电，5应用通过火花采集与控制单元3中的NB-IoT物联网子模块25查看上位机14中的信息。
离心增压泵7得电后，开始进水增压，将水充满膨胀罐9与后端管道，直到电磁阀12进口，离心增压泵7在压力达到压力开关设定的压力时，停止增压，此时除喷头外，管道内充满设定水压；
火花采集与控制单元3得电后，上位机14通过火花采集与控制单元3采集火花探测器，水压传感器20，接近开关27，水温传感器21，水流开关信号为无异常时，系统正常运行。
除了火花探测器1，如果其他传感器出现异常，例如，当球阀被人为关闭时，火花采集与控制单元3得到接近开关27关闭的信号后，上位机14根据设定逻辑发出指令至控制模块16，控制模块16对声光报警器发出电信号，声光报警器发出黄色灯光象征意思为‘故障’的闪烁，电磁阀12不动作。
当管道内出现火花时，火花探测器1发出24V高电平，电信号经过采集模块15处理，反馈至上位机14，上位机14经过处理，发出控制指令至控制模块16，控制模块16分别发出各自独立的电信号24V高电平至电磁阀12和声光报警器，此时电磁阀12打开，高压水水通过喷头喷涂，声光报警器接到24V高电平信号后发出红色灯光象征意思为‘火花报警’的闪烁和警告声，按照上位机14的设定逻辑，与此同时，NB-IoT物联网子模块25与NB卡26组成的通讯模块17，将警告和详细信息通过GSM、UMTS、LTE网络上传至5应用；在一定时间范围内，向控制模块16发送指令，控制模块16接受指令后经逻辑转换分别发出各自独立的0V低电平信号至电磁阀12和声光报警器，电磁阀12关闭，喷头13没有高压水作用复位关闭，声光报警器接到信号后关闭声光报警器。
通过LCD触摸屏23查看上位机14中的报警信息和系统动作的详细信息，通过应5用同样可以查看上位机14的详细信息。
根据用户的使用情况，当有火花探测器1探测到火花，或者有水压传感器20，水温传感器21异常时，上位机14将对扩展开关量模块发出指令，扩展开关量模块输出多条0～24V电信号，将除尘器，风机，管道保温装置等设备上的开关量信号接到扩展开关量模块24的端口后，就可实现本发明与除尘器、风机、管道保温装置的设备的联动。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
