本發(fā)明涉及天然氣檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是一種使用頻率電壓變換采集天然氣泄漏狀態(tài)及濃度的方法。

背景技術(shù)：

天然氣是較為安全的燃?xì)庵?，它不含一氧化碳，也比空氣輕，一旦泄漏，立即會(huì)向上擴(kuò)散，不易積聚形成爆炸性氣體，安全性較其他燃體而言相對(duì)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(yīng)可靠、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，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(zhì)能源，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質(zhì)，燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化碳少于其他化石燃料，造成溫室效應(yīng)較低，因而能從根本上改善環(huán)境質(zhì)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(huì)出現(xiàn)天然氣泄漏的情況，gb7258-2012《機(jī)動(dòng)車安全運(yùn)行技術(shù)條件》中要求天然氣汽車必須要加裝車載天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)，本發(fā)明用于天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)中泄漏傳感器與主機(jī)之間進(jìn)行泄漏傳感器的狀態(tài)與信息進(jìn)行交互時(shí)使用，而在使用天然氣燃料的車輛車內(nèi)，一般都安裝天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)，系統(tǒng)一般由主機(jī)、電纜、多個(gè)泄漏傳感器組成，主機(jī)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(bào)警限值后，通過電纜講報(bào)警信號(hào)傳遞給主機(jī)，由主機(jī)進(jìn)行顯示與報(bào)警等，泄漏傳感器輸出的信號(hào)為普通開關(guān)量信號(hào)，只有泄漏報(bào)警、不報(bào)警兩種狀態(tài)，主機(jī)無法檢測(cè)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(cè)點(diǎn)天然氣濃度，進(jìn)而實(shí)時(shí)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(bào)警的狀態(tài)與泄漏傳感器不報(bào)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(cè)處出現(xiàn)天然氣泄漏狀態(tài)，主機(jī)無法檢測(cè)泄漏，也無法進(jìn)行聲光報(bào)警，存在巨大的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題本發(fā)明的目的是提供檢測(cè)效率高、可以全方位檢測(cè)、具有自檢功能和準(zhǔn)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。

為解決上述問題本發(fā)明的技術(shù)方案：一種使用頻率電壓變換采集天然氣泄漏狀態(tài)及濃度的方法，包括主機(jī)和泄漏傳感器，所述主機(jī)上有主控mcu、電源系統(tǒng)、頻率濃度轉(zhuǎn)換、數(shù)值顯示、聲光報(bào)警、對(duì)外通訊和按鍵，所述泄漏傳感器上分為氣敏元件和單片機(jī)處理器，所述單片機(jī)上的濃度頻率轉(zhuǎn)換通過傳輸電路連接頻率濃度轉(zhuǎn)換，所述電源系統(tǒng)連接電源和主控mcu。

作為優(yōu)選，所述主機(jī)連接若干個(gè)泄漏傳感器，泄漏傳感器的氣敏元件采集天然氣濃度，通過濃度頻率轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)街鳈C(jī)的頻率濃度轉(zhuǎn)換：

所述使用泄漏傳感器1hz為基準(zhǔn)頻率，也是0%lel頻率，使用10hz變化代表1%lel變化，1000hz作為100%lel輸出頻率：

當(dāng)泄漏傳感器的輸出頻率小于0.5hz或者趨于1000hz時(shí)認(rèn)定泄漏傳感器異常。

作為優(yōu)選，所述外接通訊設(shè)有若干個(gè)接口，可支持無線和藍(lán)牙。

作為優(yōu)選，所述按鍵用于設(shè)定主控mcu上的報(bào)警數(shù)值，根據(jù)泄漏傳感器輸出的信號(hào)確定報(bào)警狀態(tài)。

作為優(yōu)選，所述泄漏傳感器必須正常工作，才能輸出穩(wěn)定的頻率信號(hào)：

如果外部電路出現(xiàn)異常，如無電，則泄漏傳感器無法輸出頻率信號(hào)，頻率為0，主機(jī)很容易檢測(cè)出泄漏傳感器異常。

如果泄漏傳感器內(nèi)部自檢異常，也可以關(guān)斷頻率輸出，使輸出頻率為0，主機(jī)很容易檢測(cè)出泄漏傳感器異常。

作為優(yōu)選，所述電源系統(tǒng)連接主控mcu和若干個(gè)泄漏傳感器上的電源。

有益條件：

本發(fā)明提供了一種使用頻率電壓變換采集天然氣泄漏狀態(tài)及濃度的方法，設(shè)計(jì)合理、準(zhǔn)確率高、檢測(cè)效率高、具有自檢功能且可以多方位檢測(cè)的方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明的輸出頻率與濃度關(guān)系表示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、2所示一種使用頻率電壓變換采集天然氣泄漏狀態(tài)及濃度的方法，包括主機(jī)和泄漏傳感器，所述主機(jī)上有主控mcu、電源系統(tǒng)、頻率濃度轉(zhuǎn)換、數(shù)值顯示、聲光報(bào)警、對(duì)外通訊和按鍵，所述泄漏傳感器上分為氣敏元件和單片機(jī)處理器，所述單片機(jī)上的濃度頻率轉(zhuǎn)換通過傳輸電路連接頻率濃度轉(zhuǎn)換，所述電源系統(tǒng)連接電源和主控mcu，所述主機(jī)連接若干個(gè)泄漏傳感器，泄漏傳感器的氣敏元件采集天然氣濃度，通過濃度頻率轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)街鳈C(jī)的頻率濃度轉(zhuǎn)換：

所述使用泄漏傳感器1hz為基準(zhǔn)頻率，也是0%lel頻率，使用10hz變化代表1%lel變化，1000hz作為100%lel輸出頻率：

當(dāng)泄漏傳感器的輸出頻率小于0.5hz或者趨于1000hz時(shí)認(rèn)定泄漏傳感器異常，所述外接通訊設(shè)有若干個(gè)接口，可支持無線和藍(lán)牙，所述按鍵用于設(shè)定主控mcu上的報(bào)警數(shù)值，根據(jù)泄漏傳感器輸出的信號(hào)確定報(bào)警狀態(tài)，所述泄漏傳感器必須正常工作，才能輸出穩(wěn)定的頻率信號(hào)：

如果外部電路出現(xiàn)異常，如無電，則泄漏傳感器無法輸出頻率信號(hào)，頻率為0，主機(jī)很容易檢測(cè)出泄漏傳感器異常。

如果泄漏傳感器內(nèi)部自檢異常，也可以關(guān)斷頻率輸出，使輸出頻率為0，主機(jī)很容易檢測(cè)出泄漏傳感器異常，所述電源系統(tǒng)連接主控mcu和若干個(gè)泄漏傳感器上的電源。

本發(fā)明的內(nèi)容是將泄漏傳感器與主機(jī)之間傳輸電路內(nèi)傳送的普通開關(guān)量信號(hào)，改為傳送頻率信號(hào)，用于傳送更多的信息，主機(jī)可以通過解析泄漏傳感器傳送出來的頻率信號(hào)，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：主要分為三個(gè)部分：

泄漏傳感器正常信號(hào)傳送與監(jiān)測(cè)，泄漏傳感器濃度值傳送；

泄漏傳感器異常信號(hào)傳送與監(jiān)測(cè)；

泄漏傳感器泄漏報(bào)警狀態(tài)傳送。

實(shí)現(xiàn)方法：

泄漏傳感器只有在正常的情況下，才能主動(dòng)輸出頻率信號(hào)，通過調(diào)整頻率信號(hào)的頻率數(shù)值確定泄漏傳感器不同的狀態(tài)，包括泄漏傳感器濃度等，由于使用頻率變換為主要信息載體，在傳輸過程中，只要頻率信號(hào)的幅值基本不變即可，幅值變化可以不考慮。

泄漏傳感器正常信號(hào)傳送與監(jiān)測(cè)；

使用設(shè)置泄漏傳感器輸出固定頻率，主機(jī)采集固定頻率的方法實(shí)現(xiàn)泄漏傳感器正常信號(hào)的傳送與監(jiān)測(cè)：

設(shè)定泄漏傳感器正常工作的基準(zhǔn)頻率為1hz（可根據(jù)需求進(jìn)行重新設(shè)定），此時(shí)泄漏傳感器正常工作，被檢測(cè)點(diǎn)的泄漏濃度為0%lel，以0hz為基準(zhǔn)進(jìn)行，每10hz變化代表1%lel變化，即1000hz代表100%lel；

a）無輸出信號(hào)

由于泄漏傳感器必須正常，才能輸出穩(wěn)定的頻率信號(hào)：

a1.如果外部電路出現(xiàn)異常，如無電，則泄漏傳感器無法輸出頻率信號(hào)，頻率為0，主機(jī)很容易檢測(cè)出泄漏傳感器異常；

a2.如果泄漏傳感器內(nèi)部自檢異常，也可以關(guān)斷頻率輸出，使輸出頻率為0，主機(jī)很容易檢測(cè)出泄漏傳感器異常。

b）輸出信號(hào)為紊亂的無序信號(hào)：

由于泄漏傳感器必須正常，才能輸出穩(wěn)定的頻率信號(hào)，泄漏傳感器異常時(shí)，無法發(fā)出穩(wěn)定的頻率信號(hào)，主機(jī)接收的頻率是紊亂不穩(wěn)定時(shí)，可以認(rèn)定泄漏傳感器處于異常狀態(tài)。

c）主機(jī)可以通過上面兩種狀況判定泄漏傳感器處于異常情況。

泄漏傳感器泄漏報(bào)警狀態(tài)傳送：

根據(jù)設(shè)定的報(bào)警濃度不同，可以根據(jù)泄漏傳感器輸出頻率確定報(bào)警狀態(tài)，如以15%lel（可以根據(jù)用戶要求，設(shè)定不同濃度值）報(bào)警核算：

泄漏傳感器輸出頻率為150hz時(shí)，對(duì)應(yīng)15%lel；當(dāng)主機(jī)測(cè)量出泄漏傳感器的輸出頻率>150hz時(shí),則可以判定泄漏傳感器處于報(bào)警狀態(tài);

泄漏傳感器使用1hz作為基準(zhǔn)頻率，也是0%lel頻率，使用10hz變化代表1%lel變化，1000hz作為100%lel輸出頻率;

當(dāng)泄漏傳感器輸出頻率f<0.5hz或f<1000hz時(shí)，泄漏傳感器輸出頻率過低或者過高，認(rèn)為泄漏傳感器自檢異常;

當(dāng)泄漏傳感器輸出頻率150hz<f<1000hz時(shí)，主機(jī)認(rèn)為泄漏點(diǎn)超漏，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào);且遵循濃度與頻率的線性變化，濃度值等于0.001頻率值，通過公式更加直觀的計(jì)算濃度泄漏狀態(tài)；

主機(jī)提示可以進(jìn)行聲光報(bào)警，用于提醒作用，泄漏傳感器為天然氣泄漏報(bào)警泄漏傳感器，主機(jī)可以采集若干個(gè)泄漏傳感器的信號(hào)，這樣可以全方位檢測(cè)，主機(jī)上的對(duì)外通訊，可以支持無線、藍(lán)牙等設(shè)備，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控，檢測(cè)效率非常高，按鍵用于設(shè)定報(bào)警的濃度設(shè)定和其他操作，當(dāng)泄漏傳感器頻率傳輸為0hz時(shí)，泄漏傳感器自檢異常，主機(jī)顯示泄漏傳感器發(fā)生故障，進(jìn)行聲光報(bào)警提示，本發(fā)明的目的是提供檢測(cè)效率高、可以全方位檢測(cè)、具有自檢功能和準(zhǔn)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(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。