CN101424673A - 易燃气体危险特性检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种易燃气体危险特性检测仪。微处理器分别与点火系统、两个信号调理电路、缓存器、蜂鸣器、电磁阀组、两个模数转换器、两个数模转换器、显示器、键盘、网口连接；点火系统连接火花塞，两个信号调理电路分别接各自热电偶，缓存器分别与各自光敏传感器连接，一个模数转换器采集试验气体质量流量控制器出气口的气体流量，一个模数转换器采集压缩空气质量流量控制器出气口的气体流量传输给微处理器，微处理器将试验气体流量设定值经另一数模转换器传输给试验气体质量流量控制器，微处理器将压缩空气流量设定值经另一数模转换器传输给压缩空气质量流量控制器。本发明测量自动化程度高，测量准确度高和安全性好。

Description

易燃气体危险特性检测仪

技术领域

本发明涉及危险品特性检测仪，特别涉及一种易燃气体危险特性检测仪。

背景技术

易燃气体属于国际贸易中危险品，是国际进出口强制检验的商品。由于其自身所具备的危险性，在运输中如其使用包装不当很容易发生燃烧爆炸事故。为了保证运输中的安全，必须按联合国《关于危险货物运输的建议书·规章范本》对危险品进行正确的分类，包装和标记等。以往经常发生由于危险品分类不正确，导致错误选择包装而发生安全事故。利用试验检测的方法对易燃气体的危险性进行评估能有效地保障危险货物的运输安全。目前，易燃气体危险特性检测多为人工操作，测量准确度低，测量效率低，安全性差；国外也尚无类似设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易燃气体危险特性检测仪，可以实现易燃气体危险特性检测的自动化控制，准确度高，安全性好，试验方法及评估方法符合《GB 19521.3-2004易燃气体危险货物危险特性检验安全规范》。

本发明目的实现的技术方案是：

微处理器分别与点火系统、第一信号调理电路、第二信号调理电路、缓存器、蜂鸣器、电磁阀组、第一模数转换器、第一数模转换器、第二模数转换器、第二数模转换器、显示器、键盘、网口连接；点火系统连接火花塞，第一信号调理电路连接第一热电偶，第二信号调理电路连接第二热电偶，缓存器分别与第一光敏传感器和第二光敏传感器连接，第一模数转换器采集试验气体质量流量控制器出气口的气体流量传输给微处理器，第二模数转换器采集压缩空气质量流量控制器出气口的气体流量传输给微处理器，微处理器将试验气体流量设定值经第一数模转换器传输给试验气体质量流量控制器，微处理器将压缩空气流量设定值经第二数模转换器传输给压缩空气质量流量控制器。

所述试验气体质量流量控制器的进气口经第一气体过滤器、第一两位两通电磁阀、第一减压阀与试验气体罐连接；所述压缩空气质量流量控制器的进气口经第二气体过滤器、第二两位两通电磁阀、第二减压阀与压缩空气罐连接；试验气体质量流量控制器和压缩空气质量流量控制器的出气口与气体混合器的进气口连接，气体混合器的出气口分成两路，一路经两位三通电磁阀、单向阀)后接反应管，另一路接第三两位两通电磁阀的进气口，第三两位两通电磁阀的出气口为进样气体分析孔；反应管还分别与第四和第五两位两通电磁阀的进气口和安全阀连接，第五两位两通电磁阀的出气口为排出气体分析孔，以上气路及反应管罩有一防护罩。

所述反应管为石英玻璃制成的透明圆柱体，反应管从上至下依次装有同一高度对称布置的第二热电偶、第二光敏传感器，同一高度对称布置的第一热电偶、第一光敏传感器，在第一热电偶的下方装有火花塞。

本发明具有的有益效果是：

1、测量自动化程度高：自动调节试验气体与压缩空气混合比例；自动判断燃烧现象；实时显示环境参数和测试结果，自动处理分析。

2、测量准确度高：实现试验气体与压缩空气混合比的连续调节；由火焰捕捉传感系统(包括光敏管和热电偶)监控火焰并且快速传输给计算机作相应处理；采用微处理器的内部计时器自动精确计时。

3、安全性好：由于实现了自动化测量，使得测试人员可远离试验区域；设有安全罩、反应管减压等安全保护装置，防止爆炸对人员的伤害。

附图说明

图1是本发明的处理电路结构框图。

图2是本发明的气路结构示意图。

图中：1.试验气体罐，2.压缩空气罐，3.第一减压阀，3′.第二减压阀，4.第一两位两通电磁阀，4′.第二两位两通电磁阀，5.第一气体过滤器，5′.第二气体过滤器，6.试验气体质量流量控制器，7.压缩空气质量流量控制器，8.通气孔，9.第四两位两通电磁阀B，10.安全阀，11.反应管，12.单向阀，13.第五两位两通电磁阀，14.两位三通电磁阀，15.排气口，16.排出气体分析孔，17.第三两位两通电磁阀，18.进样气体分析孔，19.气体混合器，20.防护罩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的微处理器分别与点火系统、第一信号调理电路、第二信号调理电路、缓存器、蜂鸣器、电磁阀组、第一模数转换器、第一数模转换器、第二模数转换器、第二数模转换器、显示器、键盘、网口连接；点火系统连接火花塞，第一信号调理电路连接第一热电偶，第二信号调理电路连接第二热电偶，缓存器分别与第一光敏传感器和第二光敏传感器连接，第一模数转换器采集试验气体质量流量控制器出气口的气体流量传输给微处理器，第二模数转换器采集压缩空气质量流量控制器出气口的气体流量传输给微处理器，微处理器将试验气体流量设定值经第一数模转换器传输给试验气体质量流量控制器，微处理器将压缩空气流量设定值经第二数模转换器传输给压缩空气质量流量控制器。

所述的易燃气体危险特性检测仪是以微处理器为控制系统内核的全自动检测仪，试验过程中各电磁阀的开启/关闭、质量流量控制器的流量、点火均由微处理器自动控制，热电偶和光敏传感器检测燃烧状态数据送微处理器处理和分析，并可键盘控制、显示器显示燃烧过程的实时动画及试验结果，通过网口与上位机进行远程通信及控制。检测仪实现了对所有环节的全自动控制，试验方法及评估方法符合GB 19521.3-2004。

如图2所示，所述试验气体质量流量控制器6的进气口经第一气体过滤器5、第一两位两通电磁阀4、第一减压阀3与试验气体罐1连接；所述压缩空气质量流量控制器7的进气口经第二气体过滤器5′、第二两位两通电磁阀4′、第二减压阀3′与压缩空气罐连接2；试验气体质量流量控制器6和压缩空气质量流量控制器7的出气口与气体混合器19的进气口连接，气体混合器19的出气口分成两路，一路经两位三通电磁阀14、单向阀12后接反应管11，另一路接第三两位两通电磁阀17的进气口，第三两位两通电磁阀17的出气口为进样气体分析孔18；反应管11还分别与第四和第五两位两通电磁阀9、13的进气口和安全阀10连接，第五两位两通电磁阀13的出气口为排出气体分析孔16，以上气路及反应管罩有一防护罩20，防护罩可承受巨大冲击力。工作时，将所有气路及反应管与外部隔绝，避免了仪器内部可能产生的爆炸对外界的危害。

其中气体过滤器5、5′可以防止气体中的杂质堵塞质量流量控制器的毛细气管；电磁阀4、4′克服了质量流量控制器不能实现全关闭的问题，同时可以防止开启气源时气压突升损坏质量流量控制器；单向阀12可防止燃烧反应产生的巨大气体回流损坏质量流量控制器。

所述的质量流量控制器具有控制、测量气体流量的功能，与微处理器系统协同工作实现气体流量的闭环控制。微处理器根据混合气体浓度要求设定气体流量值，此设定值经数模转换模块传输给质量流量控制器以控制气体流量；同时，质量流量控制器将当前气体流量经模数转换模块传输给微处理器以调整设定气体流量值，使混合气体浓度满足实验要求。

所述的反应管11为长300mm，内径50mm，厚5mm的石英玻璃成的耐高压、防爆、耐高温的圆柱体。反应管11从上至下依次装有同一高度对称布置的第二热电偶、第二光敏传感器，同一高度对称布置的第一热电偶、第一光敏传感器，在第一热电偶的下方装有火花塞。

在试验开始前，按GB 19521.3-2004要求制备试验气体和压缩空气，开启易燃气体危险特性检测仪，将试验气体名称、混合气体混合浓度、气体流量等信息输入系统。开启第一减压阀3和第二减压阀3′，试验气体和压缩空气进入管道。待气源稳定出气时，单片机(AT89C55WD)控制第一两位两通电磁阀4和第二两位两通电磁阀4′开启，单片机根据混合气体浓度要求设定试验气体和压缩空气流量值，此设定值分别经第一数模转换器(AD5339)和第二数模转换器(AD5339)传输给试验气体质量流量控制器6和压缩空气质量流量控制器7以控制气体流量；同时，试验气体质量流量控制器6和压缩空气质量流量控制器7将当前气体流量分别经第一模数转换器(ADS7841)和第二模数转换器(ADS7841)传输给单片机AT89C55WD以调整设定气体流量值，使气体混合器19中的混合气体达到试验浓度要求。两位三通电磁阀14接通进气气路，混合气体经单向阀12进入反应管11。在点火前关闭试验气体罐1的减压阀3和压缩空气罐2的减压阀3′，第四两位两通电磁阀9打开，使得反应管11内气体经通气孔8与外界大气连通，使反应管11气体压力等同于大气压力，两位三通电磁阀14断开进气气路，当单向阀12失效时，燃烧反应气体可经单向阀12、两位三通电磁阀14，由排气口15排出。其他电磁阀均关闭。

点燃准备就绪后，蜂鸣器示警。由AT89C55WD自动控制点燃火花塞，AT89C55WD自动计时。反应管11上部分的燃烧情况由第一热电偶(WRNK-291)和第一光敏传感器(TPS806)监测，反应管11下部分的燃烧情况由第二热电偶(WRNK-291)和第二光敏传感器(TPS806)监测。WRNK-291输出信号经信号调理器(MAX6675)放大、滤波输入到AT89C55WD，TPS806根据有、无光信号输出高低电平经缓存器(74LS245)输入到AT89C55WD。AT89C55WD将测得数据处理分析并与国标对比，判定易然气体危险特性。试验先从较低的安全浓度进行试验，当上下两检测点都没有燃烧时，则需在原浓度的基础上增加一个增量进行燃烧试验，直至浓度增加到不能增加为止(如100％)；当反应管下部分燃烧而上部分未燃烧时，则需保持此浓度不变重复试验5次，只要有一次出现上下部分均燃烧的现象，可判定为易燃气体；当反应管上下部分均燃烧时，则即判定为易燃气体，不需再重复试验。

当需进行进样气体和排出气体成分分析时，通过AT89C55WD分别控制第三两位两匣电磁阀17和第五电磁阀13开启，气体成分分析仪接进样气体分析孔18和排出气体分析孔16。为了避免前次实验残留气体对本次实验的影响，在每次实验前用空气清洗气路，即除试验气体进气气路上的第一两位两通电磁阀4关闭外，其余电磁阀均开启，保证所有气路开放。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1、一种易燃气体危险特性检测仪，其特征在于：微处理器分别与点火系统、第一信号调理电路、第二信号调理电路、缓存器、蜂鸣器、电磁阀组、第一模数转换器、第一数模转换器、第二模数转换器、第二数模转换器、显示器、键盘、网口连接；点火系统连接火花塞，第一信号调理电路连接第一热电偶，第二信号调理电路连接第二热电偶，缓存器分别与第一光敏传感器和第二光敏传感器连接，第一模数转换器采集试验气体质量流量控制器出气口的气体流量传输给微处理器，第二模数转换器采集压缩空气质量流量控制器出气口的气体流量传输给微处理器，微处理器将试验气体流量设定值经第一数模转换器传输给试验气体质量流量控制器，微处理器将压缩空气流量设定值经第二数模转换器传输给压缩空气质量流量控制器。

2、根据权利要求1所述的一种易燃气体危险特性检测仪，其特征在于：所述试验气体质量流量控制器(6)的进气口经第一气体过滤器(5)、第一两位两通电磁阀(4)、第一减压阀(3)与试验气体罐(1)连接；所述压缩空气质量流量控制器(7)的进气口经第二气体过滤器(5′)、第二两位两通电磁阀(4′)、第二减压阀(3′)与压缩空气罐连接(2)；试验气体质量流量控制器(6)和压缩空气质量流量控制器(7)的出气口与气体混合器(19)的进气口连接，气体混合器(19)的出气口分成两路，一路经两位三通电磁阀(14)、单向阀(12)后接反应管(11)，另一路接第三两位两通电磁阀(17)的进气口，第三两位两通电磁阀(17)的出气口为进样气体分析孔(18)；反应管(11)还分别与第四和第五两位两通电磁阀(9、13)的进气口和安全阀(10)连接，第五两位两通电磁阀(13)的出气口为排出气体分析孔(16)，以上气路及反应管罩有一防护罩(20)。

3、根据权利要求2所述的一种易燃气体危险特性检测仪，其特征在于：所述反应管(11)为石英玻璃制成的透明圆柱体，反应管(11)从上至下依次装有同一高度对称布置的第二热电偶、第二光敏传感器，同一高度对称布置的第一热电偶、第一光敏传感器，在第一热电偶的下方装有火花塞。

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