本發(fā)明涉及天然氣領域，尤其是一種用設置死區(qū)及偏置采集天然氣泄漏狀態(tài)及濃度的方法。

背景技術：

天然氣是較為安全的燃氣之一，它不含一氧化碳，也比空氣輕，一旦泄漏，立即會向上擴散，不易積聚形成爆炸性氣體，安全性較其他燃體而言相對較高。天然氣作為汽車燃料，具有單位熱值高、排氣污染小、供應可靠、價格低等優(yōu)點，已成為世界車用清潔燃料的發(fā)展方向，而天然氣汽車則已成為發(fā)展最快、使用量最多的新能源汽車。綠色環(huán)保天然氣是一種潔凈環(huán)保的優(yōu)質能源，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質，燃燒時產(chǎn)生二氧化碳少于其他化石燃料，造成溫室效應較低，因而能從根本上改善環(huán)境質量，使用天然氣燃料的車輛，由于車輛的惡劣使用環(huán)境，在使用過程中有可能會出現(xiàn)天然氣泄漏的情況，GB 7258-2012 《機動車安全運行技術條件》中要求天然氣汽車必須要加裝車載天然氣泄漏報警系統(tǒng)，本專利用于天然氣泄漏報警系統(tǒng)中泄漏傳感器與主機之間進行泄漏傳感器的狀態(tài)與信息進行交互時使用，在使用天然氣燃料的車輛車內，一般都安裝天然氣泄漏報警系統(tǒng)，系統(tǒng)一般由主機、電纜、多個泄漏傳感器組成，主機與泄漏傳感器之間采用電纜連接。泄漏傳感器在采集到天然氣泄漏，且超過報警限值后，通過電纜講報警信號傳遞給主機，由主機進行顯示與報警等，泄漏傳感器輸出的信號為普通開關量信號，只有泄漏報警、不報警兩種狀態(tài)，主機無法檢測到泄漏傳感器的是否損壞，是否存在異常，也無法采集到泄漏傳感器探測點天然氣濃度，進而實時顯示天然氣泄漏濃度及后續(xù)處理，由于泄漏傳感器損壞無法報警的狀態(tài)與泄漏傳感器不報警的狀態(tài)是相同的，在泄漏傳感器損壞的情況下，如果在被檢測處出現(xiàn)天然氣泄漏狀態(tài)，主機無法檢測泄漏，也無法進行聲光報警，存在巨大的安全隱患。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述問題本發(fā)明的目的是提供檢測效率高、可以全方位檢測、具有自檢功能和準確率高的用設置死區(qū)及偏置采集天然氣泄漏狀態(tài)及濃度的方法。

為解決上述問題本發(fā)明的技術方案：一種用設置死區(qū)及偏置采集天然氣泄漏狀態(tài)及濃度的方法，包括主機和泄漏傳感器，所述包括：

泄漏傳感器，泄漏傳感器設有若干個，泄漏傳感器主要用于采集天然氣氣敏信號，并將氣敏信號轉變成可識別信號，主要分為；

氣敏元件，用于接收泄漏的天然氣，并將氣敏信號傳輸?shù)絾纹瑱C處理器，

單片機處理器，與所述氣敏元件通過氣敏信號連接，單片機處理器接收到氣敏信號后，通過ADC處理將氣敏信號轉變成數(shù)字信號，在通過DAC處理將數(shù)字信號轉變成電壓信號，并將電壓信號傳輸?shù)街鳈C上，單片機處理器上的電源與主機上的電源系統(tǒng)連接，

主機為處理系統(tǒng)，主要分為：電源系統(tǒng)、ADC處理模塊、主控MCU、數(shù)值顯示、聲光報警、對外通訊和按鍵：

電源系統(tǒng)，為主控MCU和泄漏傳感器上的電源進行供電；

ADC處理模塊，與主控MCU連接，是接收到從泄漏傳感器上發(fā)出的電壓信號，轉變成數(shù)字信號；

主控MCU，將ADC處理模塊上傳輸?shù)臄?shù)字信號，進行識別，以作出指令；

數(shù)值顯示，與主控MCU連接，是將ADC處理模塊上轉變的數(shù)字信號，進行顯示，可直觀的看到天然氣泄漏狀況和泄漏傳感器工作是否異常；

聲光報警，與主控MCU連接，是對主控MCU做出的天然氣是否泄漏做出響應，如果天然氣泄漏則會發(fā)出聲光報警；

對外通訊，與主控MCU連接，對外通訊可以外接藍牙、無線；

按鍵，用于設置天然氣泄漏限定值，限定值到達之后主控MCU會發(fā)出指令。

作為優(yōu)選，所述泄漏傳感器傳輸信號分為：

泄漏傳感器，（以傳統(tǒng)常用的5V電源信號為例）設置泄漏傳感器1.5V作為基準偏置電壓，也是0%LEL電壓，4.0V作為100%LEL輸出電壓；

當泄漏傳感器輸出V<V_L(0.7V)或泄漏傳感器V>V_H(4.3V)時，認為泄漏傳感器自檢異常；（V_L 為輸出電壓最小值，V_H為輸出電壓最大值）

當泄漏傳感器輸出在天然氣濃度限定值<V<4.0V時，主機認為該檢測點超漏，發(fā)出聲光報警信號。

作為優(yōu)選，所述主機通過傳輸電路連接若干個泄漏傳感器。

作為優(yōu)選，所述檢測步驟為：

氣敏元件檢測氣敏信號，并將氣敏信號傳輸?shù)絾纹瑱C處理器；

單片機處理器上的ADC處理將氣敏信號轉變成數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過DAC處理轉變成電壓信號，并通過傳輸電路輸送到主機上；

主機的ADC處理模塊將電壓信號轉變成數(shù)字信號，數(shù)字信號傳輸?shù)街骺豈CU上處理分析，當數(shù)字信號超過限定值時，聲光報警會響應，當數(shù)字信號過低或者或過高時，主控MCU會做出判斷，認定泄漏傳感器自檢異常，提醒駕駛員進行檢測。

有益條件：

本發(fā)明提供了一種用設置死區(qū)及偏置采集天然氣泄漏狀態(tài)及濃度的方法，設計合理、檢測準確率高、檢測效率高、且具有自檢功能和可以多方位檢測的方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電路結構圖。

圖2為本發(fā)明的輸出電壓與濃度關系變化表示意圖。

具體實施方式

如圖1、2所示一種用設置死區(qū)及偏置采集天然氣泄漏狀態(tài)及濃度的方法，包括主機和泄漏傳感器，所述包括：

泄漏傳感器，泄漏傳感器設有若干個，泄漏傳感器主要用于采集天然氣氣敏信號，并將氣敏信號轉變成可識別信號，主要分為；

氣敏元件，用于接收泄漏的天然氣，并將氣敏信號傳輸?shù)絾纹瑱C處理器，

單片機處理器，與所述氣敏元件通過氣敏信號連接，單片機處理器接收到氣敏信號后，通過ADC處理將氣敏信號轉變成數(shù)字信號，在通過DAC處理將數(shù)字信號轉變成電壓信號，并將電壓信號傳輸?shù)街鳈C上，單片機處理器上的電源與主機上的電源系統(tǒng)連接，

主機為處理系統(tǒng)，主要分為：電源系統(tǒng)、ADC處理模塊、主控MCU、數(shù)值顯示、聲光報警、對外通訊和按鍵：

電源系統(tǒng)，為主控MCU和泄漏傳感器上的電源進行供電；

ADC處理模塊，與主控MCU連接，是接收到從泄漏傳感器上發(fā)出的電壓信號，轉變成數(shù)字信號；

主控MCU，將ADC處理模塊上傳輸?shù)臄?shù)字信號，進行識別，以作出指令；

數(shù)值顯示，與主控MCU連接，是將ADC處理模塊上轉變的數(shù)字信號，進行顯示，可直觀的看到天然氣泄漏狀況和泄漏傳感器工作是否異常；

聲光報警，與主控MCU連接，是對主控MCU做出的天然氣是否泄漏做出響應，如果天然氣泄漏則會發(fā)出聲光報警；

對外通訊，與主控MCU連接，對外通訊可以外接藍牙、無線；

按鍵，用于設置天然氣泄漏限定值，限定值到達之后主控MCU會發(fā)出指令。

本專利的內容將泄漏傳感器與主機之間傳輸電路內傳送的普通開關量信號，改為傳送模擬信號，用于傳送更多的信息，主機可以根據(jù)泄漏傳感器傳送出來的模擬電壓信號，確定泄漏傳感器的狀態(tài)，也可以采集到泄漏傳感器輸出的天然氣泄漏濃度，用于解決上面提到的安全隱患問題，其中包括：

泄漏傳感器異常信號傳送；

泄漏傳感器正常信號傳送；

泄漏傳感器濃度值傳送；

泄漏傳感器泄漏報警狀態(tài)傳送。

實現(xiàn)方法：

以傳送常用的5V電源信號為例，泄漏傳感器輸出電壓為V：

a）泄漏傳感器異常信號的傳送與監(jiān)測：

使用設置上下死區(qū)方法實現(xiàn)泄漏傳感器異常信號的傳送與監(jiān)測：

當V<V_L(可設定，如0.7V)或V>V_H(可設定，如4.3V)時，認為泄漏傳感器自檢異常。

當V=0V時，認為泄漏傳感器無連接或損壞，也是一種泄漏傳感器異常情況。

b）泄漏傳感器正常信號傳送與監(jiān)測；

使用設置固定偏置值的方法實現(xiàn)泄漏傳感器正常信號的傳送與監(jiān)測：

泄漏傳感器只有在正常的情況下，才能輸出一個穩(wěn)定的初始電壓值Vo，所以當V=Vo(可設定，如1.5V)，認為泄漏傳感器自檢正常，且可以認為泄漏點濃度為0%LEL。

c）泄漏傳感器濃度值傳送；

使用設置固定偏置值上疊加模擬信號方法實現(xiàn)泄漏傳感器泄漏濃度值傳送：

當V=Vo(可設定，如1.5V)時，認為泄漏傳感器自檢正常，且泄漏點濃度為0%LEL；當V=4.0V（可設定）時，認為泄漏傳感器輸出100%LEL，線性比例輸出，且遵循著濃度值與電壓值的方程式規(guī)則：濃度值等于0.4電壓值減去0.6。

根據(jù)設定的報警濃度不同，可以根據(jù)泄漏傳感器輸出電壓確定報警狀態(tài)，如以20%LEL（可以根據(jù)用戶要求，設定不同濃度值）報警核算：

泄漏傳感器輸出電壓為2.0V時，對應20%LEL，當泄漏傳感器輸出電壓>2.0V時,泄漏傳感器處于報警狀態(tài)，主機可以進行聲光報警。

當泄漏傳感器輸出電壓2.0V< V<4.0V時，主機認為泄漏點超漏，發(fā)出聲光報警信號;主機提示可以進行聲光報警，用于提醒作用，泄漏傳感器為天然氣泄漏報警泄漏傳感器，主機可以采集若干個泄漏傳感器的信號，這樣可以全方位檢測，主機上的對外通訊，可以支持無線、藍牙等設備，可以遠程監(jiān)控，檢測效率非常高，按鍵用于設定報警的濃度設定和其他操作，當泄漏傳感器輸出電壓傳輸為0V時，泄漏傳感器自檢異常，主機顯示泄漏傳感器發(fā)生故障，進行聲光報警提示，本發(fā)明的目的是提供檢測效率高、可以全方位檢測、具有自檢功能和準確率高的使用頻率電壓變換采集天然氣泄漏狀態(tài)及濃度的方法。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明作舉例說明。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。