一种民用燃气爆炸自动应急处置系统

1.本发明涉及燃气爆炸检测技术领域，具体是一种民用燃气爆炸自动应急处置系统。


背景技术：

2.民用燃气是由几种气体组成的混合气体，其中含有可燃气体和不燃气体。可燃气体有碳氢化合物、氢和一氧化碳，不燃气体有二氧化碳、氮和氧等。燃气绝大多数的爆炸下限(体积分数)低于10％，属于危险品的第2类第1项——易燃气体。燃气的种类很多，主要有天然气、液化石油气、人工煤气和沼气等。近些年，民用燃气爆炸事故发生较为频繁，造成巨大的人员伤亡和财产损失。
3.当前广泛应用的技术已经可以实现灭火自动断气和燃气浓度监测报警，现有的灭火自动断气装置主要利用热电偶和离子熄火保护两种类型，但灭火自动断气装置的可靠性、耐久性、普及率均不高，燃气浓度监测装置较为常见，有半导体式、催化燃烧式和红外光谱式三种类型，民用领域一般采用基于红外光谱原理的燃气浓度传感器。基于红外原理的燃气浓度监测装置内部具有涉及光、电、声的复杂电路，决定其价格高昂，普及率较低，尤其是光信号的传播和处理，受环境条件影响较大，可靠性易受影响，此外，燃气浓度监测报警装置在工业场景已广泛应用，但鲜见于民用场景，且报警后并无法自动采取行之有效的干预措施，导致现有手段无法有效避免民用燃气爆炸事故，尤其在无人值守条件下无法有效避免燃气爆炸事故，待事故发生发展到一定程度，轻则给应急处置带来极大风险，重则发生燃烧爆炸事故，造成重大人员和财产损失。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种民用燃气爆炸自动应急处置系统，以解决上述问题。
5.本发明的技术方案是：
6.一种民用燃气爆炸自动应急处置系统，包括：控制处理器，设于用户场景中，和煤气灶自带的熄火保护装置连接通讯，并控制燃气入户总阀的电磁阀开关；气体浓度传感器，设置在用户场景中，用于检测燃气、氧气和惰性气体浓度，并传输数据给控制处理器；全屋断电装置，控制用户场景中的电器开关，并和所述控制处理器通讯；排气通气装置，通过所述控制处理器开启和关闭；惰性气体注气装置，惰气出口设于燃气管道和燃气灶所处的房间内，所述惰性气体注气装置的钢瓶上设有电磁阀，电磁阀通过所述控制处理器控制开启和关闭；声光文字报警通知装置，与所述控制处理器通讯，用于燃气浓度异常时发出报警信号；门窗自动关闭装置，设于用户门体和窗体上，并且和所述控制处理器连接通讯，控制处理器控制所述门窗自动关闭装置关闭窗体；数据分析传输模块，通过以太网和控制处理器通讯，用于上传事故应急处置数据，将危险报警信号和处置情况发送至用户手机并保持更新。
7.进一步的，所述门窗自动关闭装置包括：设置在门体上和窗体上的带有电控装置
的闭门器，所述电控装置和控制处理器连接。
8.进一步的，还包括：报警通知模块，报警通知模块和控制处理器连接，通过数据分析传输模块分析的数据，控制处理器判断紧急程度，并执行消防报警。
9.进一步的，一种民用燃气爆炸自动应急处置系统进行燃气爆炸自动应急监测的方法，包括以下步骤：
10.气体浓度传感器对室内气体爆炸危险性实时监控，并传输给控制处理器，控制处理器可以根据传输来的燃气浓度数据，判断其是否在爆炸浓度极限范围；
11.若室内燃气浓度异常升高，但室内气体不具备爆炸危险性，则触发声光文字报警通知装置，并通过数据分析传输模块向用户手机发送报警和处置信息，控制处理器控制燃气入户总阀关闭，通过熄火保护装置熄灭燃气灶上的火焰，并触发全屋断电装置给用户环境中的电器断电，同时启动排气通风装置，持续抑制燃气浓度上升，当燃气气体浓度下降后，无爆炸性危险后说明应急处理成功，并通过数据分析传输模块将分析出的故障信息传输至用户，提醒用户进行排查修复；
12.若室内燃气浓度持续增大，上述动作起不到抑制燃气浓度上述效果，则保持上述措施不变，控制处理器继续打开惰性气体钢瓶上的电磁阀，从而启动惰性气体注气装置，通过声光文字报警通知装置警示人员必须疏散远离。
13.进一步的，气体浓度传感器可依据可燃性图表实时判断气体是否具备爆炸危险性。
14.进一步的，若系统发现气体浓度异常，室内气体就已具备爆炸危险性，则启动惰性气体注气装置并自动关闭门窗。
15.进一步的，在气体浓度异常升高后，报警通知模块自动通报消防救援中心请求专业处置。
16.进一步的，事故处置数据上传至数据分析服务器存储分析，形成案例库，运用大数据分析技术提取民用燃气危险情景的数据特征，供专业人员优化系统的可靠性和功能，并进一步提出避免民用燃气危险发生的针对性方法和技术措施。
17.进一步的，控制处理器通过控制闭门器上的电控装置，驱动闭门器实现门窗的开和关，闭门器具有人工开启功能，并通过设置在门窗一侧的按钮启动，按下按钮后液压系统暂时停止工作，门窗即可人为打开。
18.进一步的，所述电控装置能够延时控制，当报警信号传出，并且用户处于室内时，用户可以人为启动电控装置的开关，然后撤离危险区域，被人为开启的电控装置在设定的延时时间到达后，自动工作，关闭门窗。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.本发明可实现室内爆炸危险性的实时监测、分析和报警，并按危险情况不同自动触发相应的应急处置措施，在民用场景下安装简单装置和机构，实现对燃气爆炸事故的检测、报警和初期处置，为减灾救灾创造条件，可有效避免人员和财产损失
21.本发明集合燃气浓度探测、自动熄火、报警、危险性连续辨识和通报提醒、应急装置自动触发、案例数据分析功能于一体，能够在事故发生发展初期即进行自动侦测处理，实现民用燃气爆炸事故的有效防灾和减灾，不仅可提高现有断气自动灭火装置的可靠性，可实时探测室内燃气浓度，运用语音、文字显示、远程消息等方式持续通报室内危险性变化情
况，还可根据危险性变化进行连续危险性辨识并自动做出应急处置。
22.本发明还具备收集处理海量燃气爆炸危险应急处置案例的功能，可针对案例进行大数据分析，提取民用燃气危险情景的数据特征，可供专业人员优化系统可靠性和功能，并提出避免民用燃气危险发生的针对性方法和技术措施。
附图说明
23.图1为本发明系统组成及连接关系结示意图；
24.图2为本发明的系统工作流程示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图1到附图2，对本发明的具体实施方式进行详细描述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.需要说明的是，本发明中涉及到的电路连接均采用常规的电路连接方式，不涉及到任何创新。
28.实施例
29.如图1所示，一种民用燃气爆炸自动应急处置系统，包括：控制处理器、气体浓度传感器、全屋断电装置、排气通气装置、惰性气体注气装置、声光文字报警通知装置、门窗自动关闭装置和数据分析传输模块，控制处理器设于用户场景中，和煤气灶自带的熄火保护装置连接通讯，并控制燃气入户总阀的电磁阀开关；气体浓度传感器设置在用户场景中，具体设置在燃气管道和燃气灶上方，用于检测燃气、氧气和惰性气体浓度，并传输数据给控制处理器；全屋断电装置包括多个继电器装置，用于控制用户场景中的电器开关，并和所述控制处理器通讯；排气通气装置，包括多个具有远程开关的排风扇，所述控制处理器通过连接远程开关的控制单元，开启和关闭排气通气装置；惰性气体注气装置的惰气出口设于燃气管道和燃气灶所处的房间内，所述惰性气体注气装置的钢瓶上设有电磁阀，电磁阀通过所述控制处理器控制开启和关闭；声光文字报警通知装置与所述控制处理器通讯，用于燃气浓度异常时发出报警信号；门窗自动关闭装置设于用户门体和窗体上，并且和所述控制处理器连接通讯，控制处理器控制所述门窗自动关闭装置关闭窗体；数据分析传输模块通过以太网和控制处理器通讯，用于上传事故应急处置数据，将危险报警信号和处置情况发送至用户手机并保持更新。
30.优选的，在紧急情况下，用户可能急于撤离，不能对灶器所在房间的门窗及时关闭，容易造成燃气快速蔓延，所述门窗自动关闭装置包括：设置在门体上和窗体上的带有电控装置的闭门器，所述电控装置和控制处理器连接，控制处理器可远程控制电控装置，使闭
门器关闭门窗。
31.优选的，有些紧急情况，超出了用户能够处理范围，需要专业的消防人员进行处理，为了在此类紧急情况发生时，及时通知相关消防部门，一种民用燃气爆炸自动应急处置系统还包括：报警通知模块，报警通知模块和控制处理器连接，通过数据分析传输模块分析的数据，控制处理器判断紧急程度，并执行消防报警。
32.如图2所示，使用一种民用燃气爆炸自动应急处置系统进行燃气爆炸自动应急监测的方法，包括以下步骤：
33.气体浓度传感器对室内气体爆炸危险性实时监控，并传输给控制处理器，控制处理器可以根据传输来的燃气浓度数据，判断其是否在爆炸浓度极限范围；
34.若室内燃气浓度异常升高，但室内气体不具备爆炸危险性，则触发声光文字报警通知装置，并通过数据分析传输模块向用户手机发送报警和处置信息，控制处理器控制燃气入户总阀关闭，通过熄火保护装置熄灭燃气灶上的火焰，并触发全屋断电装置给用户环境中的电器断电，同时启动排气通风装置，持续抑制燃气浓度上升，当燃气气体浓度下降后，无爆炸性危险后说明应急处理成功，并通过数据分析传输模块将分析出的故障信息传输至用户，提醒用户进行排查修复；
35.若室内燃气浓度持续增大，上述动作起不到抑制燃气浓度上述效果，则保持上述措施不变，控制处理器继续打开惰性气体钢瓶上的电磁阀，从而启动惰性气体注气装置，通过声光文字报警通知装置警示人员必须疏散远离。
36.具体的，气体浓度传感器可依据可燃性图表实时判断气体是否具备爆炸危险性。
37.优选的，为了防止燃气快速蔓延至其他房间，防止爆炸危机到更大范围，在系统发现气体浓度异常，并检测出室内气体就已具备爆炸危险性，则启动惰性气体注气装置并自动关闭门窗，抑制燃气的蔓延，并防止爆炸波及更大的范围。
38.优选的，在气体浓度异常升高后，报警通知模块自动通报119消防救援中心请求专业处置。
39.优选的，事故处置数据上传至数据分析服务器存储分析，形成案例库，运用大数据分析技术提取民用燃气危险情景的数据特征，供专业人员优化系统的可靠性和功能，并进一步提出避免民用燃气危险发生的针对性方法和技术措施。
40.具体的，控制处理器通过控制闭门器上的电控装置，驱动闭门器实现门窗的开和关，闭门器具有人工开启功能，并通过设置在门窗一侧的按钮启动，按下按钮后液压系统暂时停止工作，门窗即可人为打开。
41.优选的，所述电控装置能够延时控制，当报警信号传出，并且用户处于室内时，用户可以人为启动电控装置的开关，然后撤离危险区域，被人为开启的电控装置在设定的延时时间到达后，自动工作，关闭门窗。
42.以上公开的仅为本发明的较佳地几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种民用燃气爆炸自动应急处置系统，其特征在于，包括：控制处理器，设于用户场景中，和煤气灶自带的熄火保护装置连接通讯，并控制燃气入户总阀的电磁阀开关；气体浓度传感器，设置在用户场景中，用于检测燃气、氧气和惰性气体浓度，并传输数据给控制处理器；全屋断电装置，控制用户场景中的电器开关，并和所述控制处理器通讯；排气通气装置，通过所述控制处理器开启和关闭；惰性气体注气装置，惰气出口设于燃气管道和燃气灶所处的房间内，所述惰性气体注气装置的钢瓶上设有电磁阀，电磁阀通过所述控制处理器控制开启和关闭；声光文字报警通知装置，与所述控制处理器通讯，用于燃气浓度异常时发出报警信号；门窗自动关闭装置，设于用户门体和窗体上，并且和所述控制处理器连接通讯，控制处理器控制所述门窗自动关闭装置关闭窗体；数据分析传输模块，通过以太网和控制处理器通讯，用于上传事故应急处置数据，将危险报警信号和处置情况发送至用户手机并保持更新。2.根据权利要求1所述的一种民用燃气爆炸自动应急处置系统，其特征在于，所述门窗自动关闭装置包括：设置在门体上和窗体上的带有电控装置的闭门器，所述电控装置和控制处理器连接。3.根据权利要求1所述的一种民用燃气爆炸自动应急处置系统，其特征在于，还包括：报警通知模块，报警通知模块和控制处理器连接，通过数据分析传输模块分析的数据，控制处理器判断紧急程度，并执行消防报警。4.根据权利要求1所述一种民用燃气爆炸自动应急处置系统进行燃气爆炸自动应急监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：气体浓度传感器对室内气体爆炸危险性实时监控，并传输给控制处理器，控制处理器根据传输来的燃气浓度数据，判断其是否在爆炸浓度极限范围；若室内燃气浓度异常升高，但室内气体不具备爆炸危险性，则触发声光文字报警通知装置，并通过数据分析传输模块向用户手机发送报警和处置信息，控制处理器控制燃气入户总阀关闭，通过熄火保护装置熄灭燃气灶上的火焰，并触发全屋断电装置给用户环境中的电器断电，同时启动排气通风装置，持续抑制燃气浓度上升，当燃气气体浓度下降后，无爆炸性危险后说明应急处理成功，并通过数据分析传输模块将分析出的故障信息传输至用户，提醒用户进行排查修复；若室内燃气浓度持续增大，上述动作起不到抑制燃气浓度上述效果，则保持上述措施不变，控制处理器继续打开惰性气体钢瓶上的电磁阀，从而启动惰性气体注气装置，通过声光文字报警通知装置警示人员必须疏散远离。5.根据权利要求4所述的一种民用燃气爆炸自动应急处置系统进行燃气爆炸自动应急监测的方法，其特征在于，气体浓度传感器依据可燃性图表实时判断气体是否具备爆炸危险性。6.根据权利要求4所述的一种民用燃气爆炸自动应急处置系统进行燃气爆炸自动应急监测的方法，其特征在于，若系统发现气体浓度异常，室内气体就已具备爆炸危险性，则启动惰性气体注气装置并自动关闭门窗。
7.根据权利要求4所述的一种民用燃气爆炸自动应急处置系统进行燃气爆炸自动应急监测的方法，其特征在于，在气体浓度异常升高后，报警通知模块自动通报119消防救援中心请求专业处置。8.根据权利要求4所述的一种民用燃气爆炸自动应急处置系统进行燃气爆炸自动应急监测的方法，其特征在于，事故处置数据上传至数据分析服务器存储分析，形成案例库，运用大数据分析技术提取民用燃气危险情景的数据特征，供专业人员优化系统的可靠性和功能，并进一步提出避免民用燃气危险发生的针对性方法和技术措施。9.根据权利要求6所述的一种民用燃气爆炸自动应急处置系统进行燃气爆炸自动应急监测的方法，其特征在于，控制处理器通过控制闭门器上的电控装置，驱动闭门器实现门窗的开和关，闭门器具有人工开启功能，并通过设置在门窗一侧的按钮启动，按下按钮后液压系统暂时停止工作，门窗即可人为打开。10.根据权利要求9所述的一种民用燃气爆炸自动应急处置系统进行燃气爆炸自动应急监测的方法，其特征在于，所述电控装置能够延时控制，当报警信号传出，并且用户处于室内时，用户人为启动电控装置的开关，然后撤离危险区域，被人为开启的电控装置在设定的延时时间到达后，自动工作，关闭门窗。

技术总结
本发明公开了一种民用燃气爆炸自动应急处置系统，包括：控制处理器、气体浓度传感器、全屋断电装置、排气通气装置、惰性气体注气装置、声光文字报警通知装置、门窗自动关闭装置和数据分析传输模块；气体浓度传感器用于检测燃气、氧气和惰性气体浓度，全屋断电装置、排气通气装置、惰性气体注气装置通过控制处理器控制开启和关闭；声光文字报警通知装置用于燃气浓度异常时发出报警信号；门窗自动关闭装置设于用户门体和窗体上；数据分析传输模块用于上传事故应急处置数据，将危险报警信号和处置情况发送至用户手机并保持更新，本发明可实现室内爆炸危险性的实时监测、分析和报警，并按危险情况不同自动触发相应的应急处置措施。险情况不同自动触发相应的应急处置措施。险情况不同自动触发相应的应急处置措施。


技术研发人员：朱云飞 赵安宁
受保护的技术使用者：山西工程技术学院
技术研发日：2022.12.09
技术公布日：2023/7/6