CN100561219C - 供气转接器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于向气体探测器(32)供应气体的一体式转接器(10)，该探测器包括至少一个气体传感器(34)并具有一气体入口(30)以使在该入口的气体与该至少一个传感器相接触，该转接器包括：一具有用于安装在气体探测器(32)的气体入口上的由边缘(22)形成的开口的腔室(24)，该腔室具有一内表面(18)；一用于沿该开口的横向方向向该腔室内供应气体的入口管(14)；以及一用于将气体从该腔室内排出的出口(16)。该腔室的内表面(18)由硬质非吸收性材料制成的第一模制件(12)和弹性材料制成的第二模制件(20)形成。该第二模制件形成用于在转接器(10)和探测器(32)之间提供气密密封的边缘(22)。

Description

供气转接器
技术领域
本发明涉及对气体传感器的标定，尤其涉及一种用于标定气体传感器，特别是便携式气体探测器(该术语指用于探测或分析气体或蒸气的仪器)中的气体传感器的转接器。然而，本发明还扩展到用于固定安装的气体探测器的标定转接器，以及用于向传感器供应气体采样以分析或探测大气中的气体，尤其是有毒气体和氧气的转接器。
例如，使用气体探测器来探测或分析有潜在危险的气体或蒸气，例如硫化氢(H2S)、一氧化碳(CO)以及一氧化氮，也用于探测或分析氧气，重要的是这种仪器必须正确标定以提供精确的读数。
背景技术
将包含电化学气体传感器的气体探测器用于监测有潜在危险的环境，例如矿井、隧道、下水道以及其它封闭环境是公知的。这种探测器通常为这样的类型：来自大气的气体在其中扩散以接触探测器内的一个或多个传感器。探测器内的电路将每个传感器的输出信号转换为所探测到的气体量的读数。传感器的输出信号随着传感器的老化可能漂移也可能变化，因此需要定期进行标定以确保探测器的输出是精确的。
安全规程要求在每次将探测器带入有潜在危险的环境下时都对探测器内的传感器进行测试，并且要根据生产商的推荐定期对传感器进行标定。目前，通过使来自一压缩气体瓶的成分已知的标定气体以预定流速流经一管道并到达一安装在探测器的气体入口上的转接器来对这种气体探测器的传感器进行标定，该探测器的气体入口即允许来自被监测的大气的气体进行扩散以便与传感器相接触的该探测器中的入口。通常，将过量的标定气体供应给转接器，因而朝向大气设置一排气口以防止转接器内的压力积聚。
US 4854153中公开了一种标定转接器的示例，其中所示的气体探测器压在一标定转接器上并由一O型圈密封在该标定转接器上。气体被供给到与探测器的气体入口相接触的转接器内的一腔室中；该腔室也设有一排气口。
GB 2345340公开了一种用于包围一壁装式气体探测器的护罩，以用于形成一标定气体被供应到其中的被隔离的环境。
EP 0319933公开了一种用于一呼吸气体系统中的氧气传感器的标定阀。
US 4742708说明了一种通过钩环织物结构，例如织物结构连接到传感器上的标定罩。
US 6282940说明了一种用于测试一氧化碳传感器的装置，它包括一安装在一氧化碳探测器上的由透明塑料制成的壳体。
标定转接器应以这样的方式向传感器供应标定气体：即尽可能接近地模仿在探测器监测开放的大气时的正常操作期间发生的气体扩散。
与标定转接器有关的一个问题是：标定转接器应当使用柔性材料(compliant material)以与气体探测器形成良好的密封，从而防止外部的大气气体进入标定转接器内的腔室。另一方面，柔性材料例如天然橡胶既能吸收标定气体中的成分(因此减少标定气体中该成分的量)，又可被标定气体中的某些成分降解。已知(可使用)惰性柔性材料，但它们往往价格昂贵。
发明内容
根据本发明，提供一种用于向一气体探测器供应气体的一体式转接器，该探测器包括至少一个气体传感器并具有一气体入口以使在该入口的气体与该至少一个传感器相接触，该转接器包括：
一具有一用于安装在一气体探测器的气体入口上的开口的腔室，该腔室具有一内表面，
一用于沿该开口的横向方向向该腔室内供应气体的入口管，以及
一用于将气体从该腔室内排出的出口，该出口的横截面积大于所述入口管的横截面积，
其中，该腔室的内表面由第一模制件和第二模制件形成，该第一模制件由硬质的非吸收性材料制成，该第二模制件由弹性材料制成，并且该第二模制件形成包围该开口的表面的一部分。
可将该第一和第二模制件之间的界面设置成与该气体探测器相接合，以形成将该腔室与周围大气隔离的密封。
因为弹性材料仅围绕包围该(腔室的)开口的该内表面的下部设置，而腔室的内表面的其它部分由第一模制件形成，所以第二模制件仅有非常有限的部分暴露于腔室内的标定气体中，优选只有第一和第二模制件之间的界面的边缘暴露于腔室内的气体中。因而转接器的腔室的内表面的绝大部分由第一模制件的硬质非吸收性塑料材料形成，因而可被该弹性材料吸收或可降解该弹性材料的气体量最少。此外，弹性材料使得仅通过将转接器放置在气体探测器上就可实现良好的气密密封，而不必向转接器施加压力使它与气体探测器保持接触。
除了可用于标定外，转接器还可用于将气体采样从被监测的大气中供应给气体探测器。
优选地，气体入口管和气体出口互相成一直线，并在该入口和出口之间设有一折流板以防止气体从入口直接流到出口。
为防止转接器腔室内积聚压力，优选使出口的横截面积大于入口管的横截面积。该出口可为一简单的通向大气的开口，或者可为一导管以用于移除可能的有毒材料，从而防止紧紧围绕气体探测器的大气中充满有毒的标定气体。
由弹性材料制成的第二模制件优选在第一模制件的整个外表面上延伸，并优选通过将第二模制件在第一模制件上包覆模制(over-moulding)来形成该转接器。
本发明还提供一种利用转接器向探测器供应气体的方法。
附图说明
下面将仅以示例的形式对根据本发明的标定转接器进行说明，并且参照附图，其中：
图1示意性地示出本发明的转接器的操作；
图2为本发明的转接器的图；
图3为示出图2中转接器的内部的图；
图4为组成图2和3中转接器的模制件的两个部件的图；
图5与图4类似，但示出该模制件的其中一个部件的内部。
具体实施方式
首先参见图1，其中示出转接器10的示意性横截面，该转接器10包括由一种不吸收气体的惰性硬质塑料例如ABS制成的第一模制件12(由粗黑线示出)。该第一模制件12包括用于标定气体的一入口14和一出口16。第一模制件12具有一裙部18。
第一模制件12被结合在另一个模具中，并围绕该第一模制件形成第二模制件20。该第二模制件包围第一模制件的外表面，并形成转接器的底部边缘22，并且沿裙部18的内表面向上延伸一部分。
从而，该转接器具有一可通过入口14供应标定气体并通过出口16排出(标定气体)的内部腔室24。为避免腔室24内积聚压力，出口16的横截面积大于入口14的横截面积。入口14通过一软管(未示出)经由一提供恒定气流的阀(未示出)连接到一压缩标定气体源上。入口14和出口16设置在一条直线上并处于由边缘22形成的该转接器的开放的底面的横向。该入口和出口设置在一条直线上，因此为防止气体从入口直接流到出口，设置一折流板26，它可使流过该入口的气体在腔室24内循环并从而扩散到一标定传感器，如后所述。这种布置防止了标定气体直接流向传感器，其可能使传感器读数不精确。
该标定罩/转接器10设计成安装到一气体探测器壳体32中的一气体开孔30上。该气体开孔与一传感器34气体接触，该传感器34放置在探测器内的印刷电路板36上；该印刷电路板36接收来自传感器的信号，并处理这些信号以产生一根据传感器所探测到的气体量的输出。
该裙部18的内表面设计成安装到探测器壳体32上。形成边缘22并沿裙部18的内表面向上延伸一部分的第二模制件与探测器壳体32间形成气密密封，同时不必向转接器10施加外部压力。然而，如果需要，可设置将转接器10牢固地保持在探测器壳体32上的夹子或其它装置。
因为仅第二模制件20的边缘23与包含标定气体的腔室24内的大气相接触，所以第二模制件的柔软的柔性橡胶几乎不能吸收标定气体。另外，接触标定气体的腔室24的内表面由第一模制件12形成，该第一模制件是不能吸收标定气体的。
图2至5示出一转接器；第一模制件表示为灰色而第二模制件表示为黑色。如图2所示，入口14和出口16形成在第一模制件上，但转接器的另外整个外表面由第二模制件形成，(该两个模制件)从一示出转接器内从入口14到出口16的气流方向的箭头40处分开。转接器的内部如图3所示。可以看到，第二模制件沿第一模制件的侧壁18向上延伸。第二模制件的边缘29将抵靠在探测器壳体32上，所以所述模制件只有其边缘29暴露于标定气体中。入口14和出口16之间的折流板26也清晰可见。
由于入口14和出口16由第一模制件的硬质塑料材料形成，所以比较容易将一导管推压在该入口和出口上。如果标定气体是有毒的，则连接在出口16上的导管可将气体引走以用安全方法进行处理。
如图5所示，出口16的直径比入口14的直径大许多，以使标定气体自由流出腔室24，从而防止腔室中积聚压力，该压力的积聚可能影响标定结果。
应当理解，图4和5所示的模制件的部件不会独立存在，因为它们是由一种如所述的两件式模制(two-part moulding)方法形成的。
因为将硬质塑料用于第一模制件-这形成了标定转接器的构架，所以标定转接器可很好地保持其形状，并在标定期间与探测器形成牢固的密封。该框架结构还使对探测器的操纵更容易。另一方面，该柔软有弹性的第二模制件与探测器壳体间形成柔性密封，并且还可适应探测器壳体的微小尺寸变化。另外，柔性第二模制件意味着当安装或拆卸转接器时，不会对探测器壳体造成机械损坏或刮伤。

Claims (10)

1.一种用于向一气体探测器供应气体的一体式转接器，该探测器包括至少一个气体传感器并具有一气体入口以使在该入口的气体与该至少一个传感器相接触，该转接器包括：
一具有一用于安装在一气体探测器的气体入口上的开口的腔室，该腔室具有一内表面，
一用于沿该开口的横向方向向该腔室内供应气体的入口管，以及
一用于将气体从该腔室内排出的出口，所述出口的横截面积大于所述入口管的横截面积，
其中，所述腔室的内表面由第一模制件和第二模制件形成，该第一模制件由硬质的非吸收性材料制成，该第二模制件由弹性材料制成，并且该第二模制件形成包围所述开口的表面的一部分。
2.一种如权利要求1所述的转接器，其特征在于，在所述腔室的内表面上的所述第一和所述第二模制件之间的界面设置成与该气体探测器相接合，以形成将所述腔室与周围大气隔离的密封。
3.一种如权利要求1或2所述的转接器，其特征在于，第二模制件中只有第一和第二模制件之间的界面的边缘暴露于该腔室内的气体中。
4.一种如权利要求1所述的转接器，其特征在于，所述气体入口管和所述气体出口互相成一直线，并且在所述入口管和所述出口之间设有一折流板以防止气体从该入口管直接流到该出口。
5.一种如权利要求1所述的转接器，其特征在于，所述由弹性材料制成的第二模制件基本在除所述入口管和所述出口之外的所述第一模制件的整个外表面上延伸。
6.一种如权利要求1所述的转接器，其特征在于，所述第二模制件是所述第一模制件的一包覆模制件。
7.一种向一气体探测器供应气体的方法，该气体探测器包括至少一个气体传感器并具有一气体入口以使在该入口的气体与该至少一个传感器相接触，该方法包括：提供一转接器，该转接器包含一具有一开口的腔室、一气体入口管和一出口，所述出口的横截面积大于所述入口管的横截面积，将该转接器的开口放置在该气体探测器的气体入口上，以在该转接器和该探测器之间形成密封以便将该腔室与大气隔离，其中，该腔室的内表面由第一模制件和第二模制件形成，该第一模制件由硬质非气体吸收性材料制成，该第二模制件由弹性材料制成，该第二模制件形成包围所述开口的表面的一部分。
8.一种如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述腔室的内表面上的所述第一和所述第二模制件之间的界面与该气体探测器相接合，以形成将所述腔室与周围大气隔离的密封。
9.一种如权利要求8所述的方法，其特征在于，第二模制件中只有第一和第二模制件之间的界面的边缘暴露于该腔室内的气体中。
10.一种如权利要求7至9中任何一项所述的方法，其特征在于，所述气体入口管和所述气体出口互相成一直线，并且在所述入口管和所述出口之间设有一折流板以防止气体从该入口管直接流到该出口。
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