一种可自动校正的周界系统的制作方法

专利2022-06-29  74


本实用新型涉及周界警报技术领域,具体涉及一种可自动校正的周界系统。



背景技术:

石化气田为了防止非法入侵行为都会安装周界防范报警系统,周界报警系统主要设置在气田各单井站、集气站围墙顶部,目前周界报警系统主要采用激光对射传感器进行感应,一组激光对射传感器包括一个激光发射器和一个激光接收器,一组激光对射传感器可以对一面围墙进行监控,场站通常设置有5至7套周界报警系统,形成不同防区,实现对场站围墙的全面覆盖。

这种周界报警系统有如下缺点:误报率高,误报的主要原因是在后期使用中,在重力和产品的老化作用下,以及由于地基的自然沉降等原因,激光发射器、激光接收器安装位置会微量偏移,导致信号接收异常,异常产生之后就会产生误报警,周界报警系统一旦被触发,场站pa/ga广播系统将持续播报禁止闯入的警告,需要在站内进行手动复位才能消除报警,增加了无人值守场站人员现场手动复位的工作量。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种可自动校正的周界系统。

为了解决上述问题,本实用新型采用如下的技术方案:

一种可自动校正的周界系统,包括若干组激光对射传感器、报警主机、报警器、主处理器模块;

若干组所述激光对射传感器分别安装在单井站或集气站围墙上;

每组所述激光对射传感器包括激光发射器、激光接收器、调整机构和电机;

所述激光发射器用于发射光信号,所述激光接收器用于采集激光发射器发射的光信号,并将采集到的光信号转换成电信号,所述调整机构用于调整所述激光发射器或激光接收器的安装位置,所述感应电机用于驱动所述调整机构;

所述报警主机用于接收所述电信号,并将接收到的电信号转换为数值信号;

所述主处理器模块用于接收所述数值信号,并将接收到的所述数值信号和预设的阈值进行比较,输出误报警信息和报警信息;

所述报警主机能够接收所述误报警信息,并驱动感应电机对激光发射器或激光接收器的安装位置进行调整;所述报警主机能够接收所述报警信息,并将报警信息传给报警器;

所述报警器用于接收所述报警信息,并发生报警。

本实用新型通过在主处理器模块预设阈值,将接收到的数值信号和阈值进行比较,将激光光束偏移值在一定误差范围内的数值信号判断为误报警,从而能够将大部分由于激光发射器、激光接收器安装位置产生的微量偏移判断为误报警,有效的降低误报警。并根据误报警信息,通过感应电机、调整机构对激光对射传感器、激光接收器的安装位置进行自动校正,从而能够减少操作人员手动复位的工作量,以及提高报警精度。

所述主处理器模块包括了d/a转换模块、双比较器、与门模块,数值信号通过d/a转换模块转换成电信号,所述电信号通过比较器的处理输出两个电平信号,高电平为1,低电平为0,两个比较器输出的信号可以是10、11、01、00,比较器输出的两个电平并联输入与门模块,当与门模块信号为1时判断为误报警,当与门模块信号为0时判断为报警,作为一种具体的实施例所述双比较器可以为lm358双运算放大器。

优选的,双比较器内的参考阈值包括第一阈值和第二阈值,当接收到的数值信号大于或等于第二阈值,且小于第一阈值时,判断为误报警,当接收到的数值信号小于第二阈值时,判断为报警。

在实施中,一般来说,激光发射器发出的激光100%被激光接收器接收时对应的电压值为第一阈值,激光发射器发出的激光光束偏移值在一定误差范围(比如85%)内激光接收器接收是对应的电压值为第二阈值。

本实用新型通过在主处理器模块预设第二阈值,将接收到的数值信号和第二阈值进行比对,将大于或等于第二阈值,且小于第一阈值的数值信号,即激光光束偏移值在一定误差范围内的数值信号判断为误报警,从而能够将大部分由于激光发射器、激光接收器安装位置产生的微量偏移判断为误报警。

优选的,所述主处理器模块内设有scada系统(supervisorycontrolanddataacquisition系统,即数据采集与监视控制系统),所述scada系统将接收到的所述数值信号和阈值进行比对。scada系统有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势。

优选的,所述主处理器模块为pc(personalcomputer)机。

优选的,所述激光发射器发射的光幕的高度大于或等于40cm。现有的激光发射器发射的光幕的高度为20cm左右,本实用新型通过增加激光发射器发射的光幕的高度,使激光接收器通过光信号转换的电信号变化更加明显,便于对接收的信号进行判断,提高判断精度。

优选的,所述感应电机为步进电机,所述调整机构包括若干个调整架,所有所述调整架能够进行x、y、z三个方向的位置调整。

优选的,所述报警器为声光报警器。

优选的,所述报警器设置在单井站或集气站围墙上,或者设置在总控室,以及根据需要设置在其他区域。

优选的,单井站或集气站每面围墙上设有至少一组所述激光对射传感器,从而能对单井站或集气站的周界进行全方位报警。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:

本实用新型通过在主处理器模块预设阈值,将接收到的数值信号和阈值进行比对,将激光光束偏移值在一定误差范围内的数值信号判断为误报警,从而能够将大部分由于激光发射器、激光接收器安装位置产生的微量偏移判断为误报警,有效的降低误报警。并根据误报警信息,通过感应电机、调整机构对激光对射传感器、激光接收器的安装位置进行自动校正,从而能够减少操作人员手动复位的工作量,以及提高报警精度。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种可自动校正的周界系统在围墙上的安装示意图。

图2为本实用新型所述的激光接收器的安装示意图。

图3为本实用新型的结构框图。

图中标记:1-激光发射器,2-激光接收器,3-围墙,4-第一调整架,5-第二调整架,6-第三调整架。

具体实施方式

下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图3所示,一种可自动校正的周界系统,包括若干组激光对射传感器、报警主机、报警器和主处理器模块,所述报警主机可以是单片机,所述主处理器模块可以是pc机,所述报警器可以是声光报警器,并安装在围墙上或总控室。

如图1所示,若干组所述激光对射传感器分别安装在单井站或集气站围墙3的顶部,每面围墙3至少安装一组激光对射传感器。所述激光对射传感器包括激光发射器1、激光接收器2、调整机构以及驱动所述调整机构的感应电机。

激光发射器1和激光接收器2分别设置于围墙3的两侧,且其初始位置在同一高度,实现精准对光。

所述感应电机和调整机构配套使用,所述感应电机和调整机构可以一起安装在激光发射器1上,也可以一起安装在所述激光接收器2上。所述感应电机为步进电机,所述调整机构包括若干个调整架,所有所述调整架能够进行x、y、z三个方向的位置调整。具体的,在本实施例中,如图2所示,所有所述调整架包括第一调整架4、第二调整架5和第三调整架6,第一调整架4和第二调整架5的一端分别与所述激光接收器2铰接,通过步进电机的驱动可以实现激光接收器2在前后、左右转动,调整架4、调整架5的另一端再分别与调整架6相连接,调整架6通过步进电机的驱动可以进行竖直移动,从而实现激光接收器2竖直安装位置的调整。总之,通过第一调整架4、第二调整架5和第三调整架6配合步进电机,可以实现x、y、z三个方向的位置调整,从而对激光发射器1或所述激光接收器2的安装位置进行校正。调整机构只要可以实现x、y、z三个方向的位置调整即可,不限于本实施例中的结构形式。

所述激光发射器用于发射激光,所述激光接收器用于采集光信号,并将采集到的光信号转换成电信号;

所述报警主机用于接收所述电信号,并将接收到的电信号转换为数值信号;

所述主处理器模块用于接收数值信号,所述主处理器模块内预存有第一阈值和第二阈值,将接收到的所述数值信号分别和所述第一阈值、第二阈值进行比对;所述主处理器模块包括了d/a转换模块、双比较器,数值信号通过d/a转换模块转换成电信号,所述电信号通过双比较器的处理输出两个电平信号,高电平为1,低电平为0,两个比较器输出的信号可以是10、11、01、00,双比较器两个输出端通过并联输入与门模块,当接收到的数值信号小于第一阈值,且大于或等于第二阈值,所述与门模块信号输出1,并判断为误报警,将误报警信息传递给报警主机,所述报警主机驱动感应电机对激光接收器的安装位置进行调整,直至接收到数值信号大于或等于第一阈值;当接收到的数值信号小于第二阈值时,与门模块信号输出0,并判断为报警,将报警信号传递给报警主机,作为一种具体的实施例所述双比较器可以为lm358双运算放大器。

在实施中,一般来说,激光发射器发出的激光光束100%被激光接收器接收时对应的电压值为第一阈值(v1),激光发射器发出的激光光束85%激光接收器接收时对应的电压值为第二阈值(v2)。

优选的,第一阈值(v1)的取值范围可以是98%≤v1<100%,相应的第二阈值(v2)取值范围为85%<v2≤90%。

所述报警器用于接收所述报警信息,并发生报警。

优选的,所述主处理器可以是pc机。

优选的,所述主处理器模块内设有scada系统(supervisorycontrolanddataacquisition系统,即数据采集与监视控制系统),所述scada系统对接收到的所述数值信号进行判断。scada系统有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势。

优选的,所述激光发射器发射的光幕的高度大于或等于40cm。现有的激光发射器发射的光幕的高度为20cm左右,本实用新型通过增加激光发射器发射的光幕的高度,使激光接收器通过光信号转换的电信号变化更加明显,便于对接收的信号进行判断,提高判断精度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征:

1.一种可自动校正的周界系统,其特征在于,包括若干组激光对射传感器、报警主机、报警器和主处理器模块;

若干组所述激光对射传感器分别安装在单井站或集气站围墙上;

每组所述激光对射传感器包括激光发射器、激光接收器、调整机构和感应电机;

所述激光发射器用于发射光信号,所述激光接收器用于接受所述激光发射器发射的光信号,并将接收到的光信号转换成电信号,所述调整机构用于调整所述激光发射器或激光接收器的安装位置,所述感应电机用于驱动所述调整机构;

所述报警主机用于接收所述电信号,并将接收到的电信号转换为数值信号;

所述主处理器模块用于接收所述数值信号,并将接收到的所述数值信号和预设的阈值进行比对,输出误报警信息和报警信息;

所述报警主机能够接收所述误报警信息,并驱动感应电机对激光发射器或激光接收器的安装位置进行调整;所述报警主机能够接收所述报警信息,并将报警信息传给报警器;

所述报警器用于接收所述报警信息,并发生报警。

2.根据权利要求1所述的一种可自动校正的周界系统,其特征在于,所述主处理模块包括d/a转换模块、双比较器、与门模块,所述双比较器可以预设阈值,所述阈值包括第一阈值和第二阈值,

当接收到的数值信号大于或等于第二阈值,且小于第一阈值时,判断为误报警;当接收到的数值信号小于第二阈值时,判断为报警。

3.根据权利要求1所述的一种可自动校正的周界系统,其特征在于,所述主处理器模块内设有scada系统。

4.根据权利要求3所述的一种可自动校正的周界系统,其特征在于,所述主处理器模块为pc机。

5.根据权利要求1所述的一种可自动校正的周界系统,其特征在于,所述激光发射器发射的光幕的高度大于或等于40cm。

6.根据权利要求1所述的一种可自动校正的周界系统,其特征在于,所述感应电机为步进电机,所述调整机构包括若干个调整架,所有所述调整架能够进行x、y、z三个方向的位置调整。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种可自动校正的周界系统,其特征在于,所述报警器为声光报警器。

8.根据权利要求7所述的一种可自动校正的周界系统,其特征在于,所述报警器设置在单井站或集气站围墙上,或者设置在总控室。

9.根据权利要求7所述的一种可自动校正的周界系统,其特征在于,单井站或集气站每面围墙上设有至少一组所述激光对射传感器。

技术总结
本实用新型涉及周界警报技术领域,具体涉及一种可自动校正的周界系统,包括若干组激光对射传感器、报警主机、报警器和主处理器模块;每组激光对射传感器包括激光发射器、激光接收器、调整机构、驱动调整机构的感应电机;激光对射传感器用于采集光信号并转换成电信号;报警主机用于接收电信号,并将接收到的电信号转换为数值信号;主处理器模块用于接收数值信号,并将接收到的数值信号和预设的阈值进行比对,输出误报警信息和报警信息;报警主机能够接收误报警信息,并驱动感应电机对激光发射器或激光接收器的安装位置进行调整;报警主机能够接收报警信息,并将报警信息传给报警器;报警器用于接收报警信息,并发生报警。

技术研发人员:袁淋;姜林希;权子涵;黄仕林;廖晓鹏;彭川容;郭俊何;唐均;肖仁杰;何帅;张羽鑫;崔小君;李波;徐硕;付友;唐伟;赵发武;郑府;邓志军;蓝艳;邹勇
受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司西南油气分公司
技术研发日:2019.09.24
技术公布日:2020.06.09

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