[實用新型]基于WIFI的實驗室多點氫氣無線檢測系統

有效

• 申請號: 201720817437.3
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN206920379U
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 王釗;張文滔;盧仕;胡永明;顧豪爽
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;H04W4/38
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司42220
• 代理人: 朱必武

技術領域

本實用新型涉及基于WIFI的實驗室多點氫氣無線檢測系統，屬氫氣濃度傳感與測控儀器技術領域。

背景技術

氫氣是一種無色無味的氣體，屬于可再生綠色能源，且無污染、能量密度大、應用面廣，越來越受到人們的青睞，在化工、航天、軍工、新能源等多行業得到廣泛應用。但氫氣屬于易燃易爆氣體，在使用過程中需要嚴格控制，防止泄露，所以研究高性能的氫氣傳感器及其檢測裝置十分重要。特別在實驗室中，由于安全防護措施相對薄弱，對于氫氣的泄露檢測就顯得尤為重要；另一方面，氫氣的泄露還會造成所測得的氫敏響應度等數據不準，影響實驗進展。

現有市場上用于檢測氫氣的傳感器主要有：半導體型氫氣傳感器、催化燃燒型氫氣傳感器、電化學型氫氣傳感器和光學型氫氣傳感器等。但這些類型的氫氣傳感器均存在諸多技術問題，或并不適合于安裝在實驗室中。實際應用中的氫氣傳感器以及實驗室氫氣檢測系統還存在以下缺點：（1）不能在寬的氫氣濃度范圍內產生與氫敏濃度呈線性關系的響應，靈敏度不夠高、響應時間長；（2）不能很好地解決溫度、濕度等對所測氫氣濃度的影響；（3）現有的半導體型氫氣傳感器測試儀不能解決電阻匹配問題，手動匹配電阻過于麻煩；（4）檢測節點較少，一般僅是對氫氣瓶周圍的氫氣泄露情況進行檢測，但輸氣管道連接處、儀器氫氣入口等位置，都有氣體泄露可能，這些泄漏還會對影響到實驗數據測量準確度；（5）現有的多點氫氣泄露檢測與信號采集系統線路冗繁，有線監控距離短等問題。

中國發明專利《一種氧化鉬納米帶/石墨烯復合材料及其在制備氫氣敏感元件方面的應用》（CN104777197A）所制備的氫氣敏感元件在室溫下，對低濃度1000ppm（0.1%體積分數）氫氣的響應時間僅為10.6s，靈敏度約為95%，表現出高靈敏、快速響應和回復時間短的優點。是現有快速多點檢測氫氣濃度的首選傳感器。

由于氫氣在空氣中擴散速度較慢，而且氫氣分子質量只有空氣的1/14，是密度最小的氣體，氫氣泄露后會往上升，導致泄漏氣體在空間分布不均勻，因此有必要設計多個節點，通過報警，可以及時的找出泄漏點。現有的多節點采集系統線路太多，布線復雜，監控距離短，設計無線供電和無線數據傳輸。

發明內容

本實用新型的目的是針對背景技術所述問題，提供基于WIFI的實驗室多點氫氣無線檢測系統，包括探測器節點、無線路由器和上位機，探測器節點內有采用發明專利CN104777197A所公開氫敏元件作為氫氣傳感器，結合環境溫度及濕度因素對實時檢測的氫氣濃度進行修正校準，多點氫氣無線檢測系統設置為在實驗室氫氣瓶、管道連接與儀器腔體輸入口等多處放置探測器節點，為解決多節點帶來的布線復雜化問題，還采用無線路由器組建由探測器節點構成的無線通信局域網絡，無線路由器與上位機之間是有線或無線通信，上位機可遠程監控各探測器節點，不間斷電源充放電方式可為各探測器節點提供電能。有利于精準迅速的找到氫氣泄漏點，有利實驗人員的安全作業。

為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

基于WIFI的實驗室多點氫氣無線檢測系統，包括至少三個探測器節點、一個無線路由器和一臺上位機；所述無線路由器用于組建由所述探測器節點構成的無線通信局域網絡，無線路由器與上位機之間是有線或無線通信，所述上位機用于遠程監控各探測器節點；其特征在于：

所述探測器節點包括：微控制器、氫氣傳感器、溫濕度傳感器、OLED顯示屏、蜂鳴器和LED聲光報警裝置、WIFI模塊、不間斷電源和充放電模塊；所述氫氣傳感器和溫濕度傳感器的輸出端與微控制器輸入端直接相連，所述OLED顯示屏、蜂鳴器和LED聲光報警裝置、WIFI模塊分別與微控制器輸出端連接；所述溫濕度傳感器用于采集環境溫濕度；微控制器用于實時采集、計算所檢測到的氫氣濃度和環境溫濕度值，并結合環境溫濕度因數得出氫氣濃度修正值，再通過OLED顯示屏實時顯示氫氣濃度修正值，當氫氣濃度大于限定值時，微控制器啟動蜂鳴器和LED聲光報警裝置發出報警信號；

微控制器還通過WIFI模塊以及無線路由器將氫氣濃度修正值傳送至上位機。

如上所述基于WIFI的實驗室多點氫氣無線檢測系統，其特征在于：所述探測器節點的安裝位置是：提供氣源的每個氫氣瓶旁邊放置一個探測器節點、與氫氣瓶連接的每條管道的出氣口處放置一個探測器節點、進行試驗的每個樣品腔的進氣口放置一個探測器節點。

如上所述基于WIFI的實驗室多點氫氣無線檢測系統，其特征在于：所述各探測器節點與上位機處于無線路由器建立的同一個局域網內。

本實用新型有益效果是：