[0001] 本实用新型属于环境监测领域，具体地说，涉及一种有限空间作业用生态环境监测装置。

[0002] 有限空间是指封闭或部分封闭，进出口较为狭窄有限，未被设计为固定工作场所，自然通风不良，易造成有毒有害、易燃易爆物质积聚或氧含量不足的空间。有限空间作业是指作业人员进入有限空间实施的作业活动。

[0003] 有限空间作业的主要危险点是：①作业空间狭小，容纳作业人员少，作业环境无法实施监控。②有限空间自然通风能力差，作业人员作业时氧气含量浓度可能无法保证。③空间内可能集聚有毒有害、爆炸性气体。

[0004] 为此国家应急管理局规定有限空间作业时，人员进入有限空间场所作业前应进行充分通风，并进行有限空间氧含量的测量，只有保证有限空间作业场所氧含量在19.5％以上，才能进入作业，同时应连续进行氧量监测，每15分钟进行一次氧量检测。

[0005] 目前，火电行业有限空间作业前一般使用手持式氧量测试仪进行测量，满足氧量条件后进入作业。现阶段有限空间作业的监控手段较少，不能同时实现气体环境检测与作业环境监控。主要存在以下弊端：①第一次进入有限空间测量时，人员存在窒息危险。②作业前一般只是检测氧量浓度，而对有毒有害、易燃易爆气体的检查手段较少。③有限空间作业时，不能连续的监控作业场所的氧量浓度及有毒有害气体的监测。④作业时，对作业人员的监控手段不够，可能出现人员伤亡而未能及时发现的现象。⑤现有设备不能同时检测作业区气体环境和可视监视作业人员工作环境。⑥无法实现机器智能判断人员存在或发生危险。实用新型内容

[0006] 本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可同时实现气体环境检测与作业环境监控，确保有限空间作业安全的有限空间作业用生态环境监测装置。

[0007] 为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

[0008] 一种有限空间作业用生态环境监测装置，包括支撑部件，所述支撑部件上方装有主机箱，所述主机箱内设有用于监测当前环境气体各成份浓度的气体检测模块和监测主机，所述主机箱上固设有可操作的云台，所述云台上安装有用于监控作业空间人员状态的视频监控模块，所述气体检测模块和视频监控模块与监测主机连接，所述监测主机与终端监控设备连接。

[0009] 优选地，所述主机箱与支撑部件之间采用可拆卸连接结构连接。

[0010] 优选地，所述支撑部件为可伸缩调节高度的支撑架；或，所述支撑部件为手持式伸缩杆。

[0011] 优选地，所述气体检测模块包括安装在主机箱内的一个或多个用于检测气体成份的气体传感器，在所述主机箱上开设有用于引入气体的采样孔。

[0012] 优选地，所述气体检测模块还包括安装在主机箱内的用于将环境中的气体抽至主机箱内的气体采样泵。

[0013] 优选地，所述气体传感器串联安装于所述气体采样泵的采集管路上；或，所述采集管路包括多条，对应每条所述采集管路在所述主机箱上设置采样孔，在每个所述采集管路上安装有一个所述气体传感器或串联多个所述气体传感器。

[0014] 优选地，所述视频监控模块采用AI摄像头，所述AI摄像头内设有传输模块，所述传输模块的传输类型包括蓝牙传输和/或WiFi传输和/或移动数据网络和/或独立AP热点。

[0015] 优选地，所述AI摄像头具有AI识别模块，所述AI识别模块能对人脸和/ 或人体姿态和/或工具进行识别并记录。

[0016] 优选地，所述监测装置还包括报警模块，所述报警模块与监测主机和/或终端监控设备连接，当所述监测主机判断作业人员状态和有害气体浓度达到报警条件时发送报警信息，所述报警条件预存在所述监测主机内。

[0017] 优选地，所述终端监控设备为手机和/或监控显示器和/或PC端。

[0018] 采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

[0019] (1)本实用新型通过设置视频监控模块，可以实时监测当前工作环境的气体成分同时监测作业人员的状态和工作环境，防止作业人员缺氧、有毒气体中毒或发生别的意外。

[0020] (2)本实用新型通过设置可拆卸的支撑部件，提高了设备的应用场景，支撑部件可以是能伸缩调节高度的支撑架，用来获得更好的气体监测高度，支撑部件还可以是手持式伸缩杆，在进入狭小的有限空间作业之前，通过手持式伸缩杆，将本监测装置伸入作业空间内预先监测气体成分，同时获得作业空间的图像信息，让工作人员做到心中有数。

[0021] (3)本实用新型通过设置AI识别模块，智能识别监控范围内的人员，当作业人员姿态发生大角度改变或保持一个姿势长时间不动时，判断为人员姿态异常发出警报同时通知监控人员处理。

[0022] (4)本实用新型通过物品AI智能算法，识别进入有限空间携带工具、物品。每次进入有限空间作业前，本监测装置能够记录进入有限空间作业人员携带的工具、物品信息，作业结束后带出的物品信息记录与进入前比较，如不一致，将进行判断并报警。

[0023] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

[0028] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

[0029] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

[0030] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0031] 实施例一

[0032] 如图1所示，本实用新型提供的一种有限空间作业用生态环境监测装置，主要包括包括支撑部件1，支撑部件1上方装有主机箱2，主机箱2内设有用于监测当前环境气体各成份浓度的气体检测模块5和监测主机，主机箱2上固设有可操作的云台3，云台3上安装有用于监控作业空间人员状态的视频监控模块，气体检测模块5和视频监控模块与监测主机连接，监测主机与终端监控设备连接。

[0033] 进一步地，支撑部件1为支撑架，支撑架为三个支撑角或三支撑角以上的支撑结构，支撑架的各个支撑脚的高度可调，优选地，支撑脚为伸缩结构，进一步地，伸缩结构上设置有限位件，防止操作人员误操作，损坏伸缩功能。优选地，伸缩结构带有保证各个支撑脚同步伸长的锁止结构，锁止结构又可以锁定支撑架的状态，防止工作过程中发生晃动，摔倒损伤设备或人员。

[0034] 使用支撑架为支撑部件1时，应用场景多半为操作人员正在工作，将本监测装置放置于旁边，方便监护人员实时监视操作人员的工作状况，以免发生意外还没有人知晓，错过救援的黄金窗口。

[0035] 进一步地，支撑部件1还可以是手持式伸缩杆，优选地，手持式伸缩杆为伸缩结构，该伸缩结构同样带有锁止机构用来固定长度，具体地，手持式伸缩杆采用多层套筒结构，最长拉伸长度为可达数米。

[0036] 使用手持式伸缩杆为支撑部件1时，应用场景可以是在有限空间作业前，先将本监测装置伸入有限空间进行预先检测，检查有气体是否有毒，氧含量是否达标等参数。

[0037] 进一步地，视频监控模块采用AI摄像头4，AI摄像头4可以是有线连接，通过线缆将数据和图像传输至后方监测人员位置，优选地，本监测装置带有便携式显示器，AI摄像头4的有线连接可以进行多路分流，将数据和影响传输至便携式显示器上，方便现场工作人员对工作环境进行预先的了解，做到心中有数。

[0038] 支撑架上方固连有主机箱2，主机箱2和支撑部件1的连接为可拆卸连接，进一步地，主机箱2和支撑部件1的连接可以是通用的卡扣锁止连接，进一步地，主机箱2和支撑部件1的连接还可以是螺纹连接。

[0039] 优选地，主机箱2和支撑部件1之间的连接为螺纹连接配合卡扣锁止连接，或采用螺纹连接和卡扣锁止连接并列，由现场工作人员决定哪种连接方式更加方便快捷，或选择两种连接同时使用增加支撑的牢固性。

[0040] 主机箱2上的气体检测模块5包括开在主机箱2的采样孔和装在主机箱2 内的气体检测装置。进一步地，采样孔设置一个即可满足气体进入的需求。

[0041] 优选地，采样孔为在一处密集设置多个小孔，防止较大的异物直接落入采样孔，阻碍设备的正常运行。

[0042] 进一步地，采样孔的内侧设置有过滤装置，过滤装置可以将环境气体中的灰尘杂质进行过滤，避免工作环境灰尘过多影响气体检测装置的检测精度，也防止灰尘进入气体检测装置中，影响检测装置内元件的使用寿命。优选地，过滤装置为便于更换滤芯的快拆设计，方便后期使用过程中对耗材进行更换。

[0043] 气体检测装置包括连接在采样孔上的气体采样泵6和气体传感器，具体地，气体采样泵6的进气管连接至过滤装置，气体采样泵6将环境气体抽入主机箱2 内，交由气体传感器对气体进行检测后再通过气体采样泵6的排气管排出。

[0044] 优选地，在气体采样泵6进气管路上的安装有气体传感器，气体传感器串联安装于气体采样泵6的进气管管路上，或从气体采样泵6的进气管管路引出多条对应传感器的分管将传感器并联安装。使用气泵泵入气体可以使得气流稳定经过传感器，设备工作更加稳定。具体地，气体传感器为检测氯气、氨气、氮氧化物、光气、氟化氢、二氧化硫、三氧化硫和硫酸二甲酯等气体的电化学传感器，电化学传感器安装在进气管管路的内壁上，保证电化学传感器能第一时间接触到被吸入的气体。

[0045] 优选地，电化学传感器为快拆式模块化设计，用以实现用有限的插槽实现多样化的组合检测，增加应用场景，方便为不同的工作环境更换相应的传感器。

[0046] 上述监测装置还包括报警模块，报警模块与监测主机和/或终端监控设备连接，当监测主机判断作业人员状态和有害气体浓度达到报警条件时发送报警信息，报警条件预存在监测主机内。

[0047] 进一步地，每个电化学传感器对应一种有毒有害气体，进气管内壁上还装有电化学氧传感器，用以实时检测工作环境的氧气浓度，在工作环境的空气中含有有毒有害气体或氧含量不达标时及时通知报警模块，让工作人员撤离工作现场。

[0048] 进一步地，在传感器检测到工作环境内的气体异常时，除了及时发出警报提醒工作人员外，上述电化学传感器检测的数据同时可以传输至后方的监护人员，监护人员可以同步看到有毒气体是否存在，在工作人员因为噪音等问题没有及时注意到报警时，由监护人员人工警告，形成双重保障。

[0049] 进一步地，监护人员获得的工作环境的信息除了有毒气体是否存在外，还可以监测到氧含量的变化曲线，如果氧含量在持续走低，即使还没有到达警戒值，监护人员也应该及时通知现场的工作人员注意通风，避免氧含量进一步降低，使得现场工作人员直接昏迷。

[0050] 优选地，主机箱2内设备的供电除了有线供电外，还内置一UPS不间断电源7，在有限空间进行作业时，有时候没有固定照明，所以工作人员并不能实时感知现场是否还有接通电源。例如工作环境在野外的溶洞之类的地方，本身就是工作人员自带照明设备，假如检测装置断电，那工作人员就立即失去对环境的感知能力，后方的监护人员也会失去信息获取能力，这种时候需要立即终止工作，待电力恢复后继续工作，避免发生意外。

[0051] 但是很多时候，发生断电仅仅是电力故障，不影响工作人员继续作业，直接停止工作会极大影响工作效率，有些时候，手上的工作还不是说停就能停的，更给工作带来麻烦。加上一块UPS不间断电源7，就可以无缝切换供电，监测不会中断，对后方监护人员的信息传输也不会停止，极大地改善了工作。检测装置在切换时进行提醒，在电量的下降过程中及时报告，同时将电量信息传输至后方监护人员，提醒他注意电量。

[0052] 主机箱2上装有云台3，云台3上安装有AI摄像头4，云台3可以水平方向360度旋转，竖直方向90度旋转，实现旋转角度覆盖半球形区域，加上AI 摄像头4本身的广角，做到最大限度地获取现场图像。

[0053] 进一步地，AI摄像头4上装有照明装置，优选地为多组LED灯珠，增加LED 灯珠可以为工作环境辅助照明补光，在不需要定点光源的情况下，LED灯珠的亮度就可以解决大部分照明问题。

[0054] 进一步地，本监测装置带有实时对讲功能，集成了对讲机的能力，实现实时双向语音通话，便于有限空间内的作业人员与有限空间外的监护人员的信息交流。

[0055] 实施例二

[0056] 与上述实施例一相比，本实施例的区别在于，AI摄像头4内设有传输模块，传输模块的传输类型包括蓝牙传输和/或WiFi传输和/或移动数据网络和/或独立AP热点。

[0057] 进一步地，设备采用蓝牙近距离传输，可以使得本检测装置的数据方便直接传输至工作人员手机上，方便工作人员实时查看。进一步地，设备增加WiFi 传输，进一步扩大了使用范围，增加WiFi覆盖范围内的应用场景。

[0058] 进一步地，设备采用移动数据网络传输，方便在野外等环境作业时进行工作，同时监护人员也可以不止局限于在工作现场附近，在有网络的地方都可以设立第二监护人员。比如可以设立一个在总部的监护室，监护室内设有若干监护人员，除现场附近的监护人员可以获得工作现场的图像和监测数据外，监护室的监护人员也可以获得。进一步地，监护室的监护人员可以一个人监察多个工作现场，进一步增加安全保障。

[0059] 进一步地，设备本身带有独立AP热点，即使在没有路由器、没有数据网络信号的情况下，也能实现数据接收与发送，现场附近能够连接AP热点的终端就能获取监测信息，同时也可以实现操控云台3和摄像头的功能。

[0060] 进一步地，终端监控设备为本监测装置开发的专属的多平台APP，在手机端 PC端均可进行直接控制摄像头，直接查看网络摄像头传送的视频监控实时数据、和气体传感器检测的环境监测数据。也可将监测数据直接传送至目标手机，也可通过手机分享，实现作业环境多人实时监控。

[0061] 进一步地，本检测装置可以搭配手环使用，进入现场的工作人员佩戴手环，在环境监测到异常时，手环配合警报声一起震动，引起工作人员的注意。

[0062] 进一步地，手环可以带有小显示屏，工作人员在收到警报时可以得知是哪方面的警报，具体是什么有毒气体，或者是氧含量降低等情况，便于工作人员做出针对性的动作。

[0063] 实施例三

[0064] 与上述实施例相比，本实施例的区别在于，AI摄像头4具有AI识别模块， AI识别模块能对人脸、人体姿态和工具进行识别并记录。

[0065] AI摄像头4通过脸部AI智能算法，识别进入有限空间作业人员，并将信息送入主机，与检测装置预设的该作业区人员脸部信息对比，智能判定是否是该作业区作业人员，如不是立即发出语音报警。每次进入有限空间作业前，检测装置都能够主动记录进入有限空间作业人员脸部信息，作业结束后记录作业人员脸部信息与进入前一致。如不一致，将进行判断，报警。

[0066] 进一步地，AI摄像头4采用AI技术实现人脸自动抓拍，确定作业人员的姿态，当作业人员姿态突然发生大角度改变时，本监测装置将自动判断人员处于危险状态，发出语音报警。在作业区内作业人员长时间保持一种姿势工作，视频监控会自动语音报警，提示监护人员，也可直播预留电话，提示监控人员查看作业人员是否处于危险状态。

[0067] 进一步地，通过物品AI智能算法，识别进入有限空间携带工具、物品。每次进入有限空间作业前，本监测装置能够记录进入有限空间作业人员携带的工具、物品信息，作业结束后带出的物品信息记录与进入前比较，如不一致，将进行判断，报警。方便对作业工具进行统一管理，提高管理效率。

[0068] 以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。