本发明涉及一种适用于隧道与地下工程施工期的通风智能监控系统及方法。
背景技术：
隧道与地下工程施工过程中会产生有害物质，这不仅包括爆破后产生的气体，还包括隧道本身自带的有害气体等。为创造良好的作业环境，保障施工人员的健康和安全，保证工程的进度，必须针对洞内施工地点进行良好的通风，改变隧道与地下工程内空气化学组成，降低有害气体的浓度。
传统隧道与地下工程施工期通风一般采用吸出式通风，通风机的吸风管进口靠近工作面，由通风机将炮烟直接吸出隧道之外，新鲜空气由隧道口流入补充到工作面。传统方法存在一些共同的弊端，即受隧道与地下工程施工影响较大，无法根据洞内有害气体的浓度动态通风，固定的送风量无法稀释在隧道与地下工程中突发有害气体的浓度，对施工人员的健康和安全造成了极大的威胁。如何在隧道与地下工程内实现实时动态通风，是目前亟待解决的一个技术难题。
技术实现要素：
本发明为了解决上述问题，提出了一种适用于隧道与地下工程施工期的通风智能监控系统及方法，本发明能够实现隧道与地下工程隧道与地下工程内实时动态通风,解决了隧道与地下工程吸入式通风时效性差，送风量固定的困难。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种适用于隧道与地下工程施工期的通风智能监控系统，包括采集模块和控制器，其中：
所述采集模块，被配置为接收通风机附近的空气环境监测数据，并将数据传输给控制器；
所述控制器，被配置为根据现场监测数据判断其是否满足粉尘及有害气体允许值，并进行相应的预警，根据预警信息调整通风机的转速，从而改变隧道内通风量，实现通风的实时控制。
进一步的，所述采集模块包括粉尘监测槽、有害气体监测槽、线路主板、警示器和固定支座，所述粉尘监测槽内置粉尘传感器，监测现场粉尘的浓度；所述有害气体监测槽内置气敏式烟雾传感器，监测现场瓦斯等有害气体浓度；所述线路主板内置数据储存模块、数据传输模块和供电模块；所述警示器发出警告信息，所述固定支座将采集模块固定在隧道通风机上或通风机口处。
进一步的，隧道内包含粉尘和瓦斯等有害物质的气体从通风口通过时会分别被粉尘监测模块和瓦斯监测模块监测，分别获取粉尘和有害气体的监测数据。
进一步的，所述数据储存模块可以储存粉尘传感器和气敏式烟雾传感器的监测数据；
所述数据传输模块通过无线传输的方式将监测数据传输至数据库终端；
所述固定支座与通风机采用焊接的方式连接在一起。
进一步的，所述控制器包括数据分析模块和风机控制模块，所述数据分析模块根据现场监测数据判断隧道内气体环境是否满足粉尘及有害气体允许值进行预警；所述风机控制模块根据数据分析结果进行调整风机转速。
进一步的，所述通风机包括多档变速，通过控制通风机不同的转速，改变隧道内通风量，使粉尘和有害气体的浓度满足规范要求。
所述数据分析模块根据粉尘和有害气体浓度的不同将预警信息划分为多个级别，根据预警信息级别的不同，通风机工作的转速档位不同。
所述数据分析单元，被配置为具有隧道与地下工程风险评价体系，测得的数据转化为位移值，绘制并查看根据监测数据得到的各种时态曲线、空间效应曲线图，对监测数据的分析，对不同种类的塌方进行预警、预报。
基于上述系统的工作方法，具体包括以下步骤：
(1)在通风机上安装智能控制器，监测隧道与地下工程粉尘和有害气体的浓度；
(2)通过设备的无线传输模块将监测数据传输至数据库终端；
(3)实时分析监测数据，根据监测数据是否满足粉尘及有害气体允许值进行预警；
(4)根据预测结果划分预警等级，将相应的预警信息通过改变控制风机档位改变通风量，将现场粉尘和有害气体浓度降低至允许范围内。
预警等级信息利用隧道与地下工程风险评价体系得到，将测得的数据转化为位移值，绘制并查看根据监测数据得到的各种时态曲线、空间效应曲线图，对监测数据的分析，对不同种类的塌方进行预警、预报。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明采用全自动实时反馈监测系统，能够实现隧道与地下工程隧道与地下工程内实时动态通风，高效环保，解决了隧道与地下工程吸入式通风时效性差，送风量固定的困难。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的总体示意图；
图2是本发明的平面示意图；
图3是本发明的数据监测系统示意图；
图4是本发明的远程控制电路示意图；
图5是本发明的工作流程示意图。
其中，1.智能通风控制器，2.通风机，3.现场监测，4.远程控制，5.粉尘监测槽，6.有害气体监测槽，7.线路主板，8.数据储存模块，9.数据传输模块，10.供电模块，11.警示器，12.固定支座，13.智能调档器，14.三档开关，15.风机发动机，16.监测数据，17.数据分析，18.实时反馈，19.控制风机，20.满足规范。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，受隧道与地下工程施工影响较大，无法根据洞内有害气体的浓度动态通风，固定的送风量无法稀释在隧道与地下工程中突发有害气体的浓度，对施工人员的健康和安全造成了极大的威胁，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种适用于隧道与地下工程施工期的通风智能控制器及方法。
该发明采用全自动实时反馈监测系统，能够实现隧道与地下工程隧道与地下工程内实时动态通风，高效环保，解决了隧道与地下工程吸入式通风时效性差，送风量固定的困难。
该发明主要包括现场监测单元、和远程控制单元。所述数据现场监测单元被配置在通风机上工作，可监测隧道与地下工程中有害气体的浓度；所述远程控制单元被配置为接收监测信息，将采集信息进行通过无线传输技术传输至数据库终端，通过分析数据对现场实际情况作出相应的决策，保证现场环境满足规范要求。
作为本发明的一种优选方案，所述现场监测单元，包括粉尘监测槽、有害气体监测槽、线路主板、警示器和固定支座；
作为本发明的一种优选方案，所述粉尘监测槽内置粉尘传感器，可监测现场粉尘的浓度；
作为本发明的一种优选方案，所述有害气体监测槽内置气敏式烟雾传感器，可监测现场瓦斯等有害气体浓度；
作为本发明的一种优选方案，所述线路主板内置数据储存模块、数据传输模块和供电模块；
作为本发明的一种优选方案，所述警示器可发出红色警告、橙色警告、黄色警告、绿色警告，提醒现场工作人员安全状况；
作为本发明的一种优选方案，所述固定支座在智能控制器下四角设置四个，可固定在隧道通风机上工作；
作为本发明的一种优选方案，所述远程控制单元，包括数据分析模块和风机控制模块。所述数据分析模块可根据现场监测数据是否满足粉尘及有害气体允许值进行预警；
作为本发明的一种优选方案，所述风机控制模块可根据数据分析结果进行调整风机转速，风机设置为三档变速，改变隧道内通风量，使粉尘和有害气体的浓度满足规范要求。
工作方法，包括以下步骤：
步骤1：在通风机上安装智能控制器，监测隧道与地下工程粉尘和有害气体的浓度；
步骤2：通过设备的无线传输模块将监测数据传输至数据库终端；
步骤3：实时分析监测数据，根据监测数据是否满足粉尘及有害气体允许值进行预警；
步骤4：根据预测结果划分预警等级，将相应的预警信息通过改变控制风机档位改变通风量，将现场粉尘和有害气体浓度降低至允许范围内。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，智能通风控制器(1)固定在通风机(2)上。
其中，如图2所示，智能通风控制器(1)包括现场监测(3)和远程控制(4)两部分。
如图3所示，数据监测系统包括粉尘监测槽(5)内置粉尘传感器，有害气体监测槽(6)，线路主板(7)内含有数据储存模块(8)、数据传输模块(9)、供电模块(10)，警示器(11)和固定支座(12)，通过固定支座(12)焊接在通风机上。
如图4所示，远程控制电路包括智能调档器(13)，通过控制三档开关(14)调解风机电动机(15)的转速改变通风量。
如图5所示，现场监测数据(16)通过无线传输的方式至数据库终端进行数据分析(17)，分析结果实时反馈(18)以致控制风机(19)使现场粉尘和有害气体的浓度满足规范(20)。
一种适用于隧道与地下工程施工期的通风智能控制器的工作方法，包括以下步骤：
步骤1：在通风机上安装智能控制器，监测隧道与地下工程粉尘和有害气体的浓度；
步骤2：通过设备的无线传输模块将监测数据传输至数据库终端；
步骤3：实时分析监测数据，根据监测数据是否满足粉尘及有害气体允许值进行预警；
步骤4：根据预测结果划分预警等级，将相应的预警信息通过改变控制风机档位改变通风量，将现场粉尘和有害气体浓度降低至允许范围内。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。