CN102539347A

CN102539347A - 一种气体检测管智能分析装置

Info

Publication number: CN102539347A
Application number: CN2011104489121A
Authority: CN
Inventors: 刘锦华; 张斌; 宁占武; 唐仕川; 朱小锋; 舒木水; 张艳妮; 贾少峰; 沈臻霖; 贺佳欣
Original assignee: Beijing Municipal Institute of Labour Protection
Current assignee: Beijing Municipal Institute of Labour Protection
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明公开了一种气体检测管智能分析装置，包括与气体检测管出气端相连的微型气泵，和与微型气泵相连的气体质量流量传感器；气体检测管一侧设置有温度传感器，测量气体检测管所在环境温度；与气体检测管并行设置有CIS影像传感器，扫描检测气体检测管的图像变化。本发明使用气体质量流量传感器检测流路中气体流量，由微处理器单元根据气体流量控制微型气泵输出动力，从而获取稳定的采气速度，避免对检测结果的影响；使用温度传感器同步检测环境温度，调用相应的温度补偿公式，对检测结果进行补偿，克服温度的影响；使用CIS影像传感器扫描反应前后的检测管，精确识别颜色变化长度，调用相应公式自动计算得出目标气体浓度，避免人为误差。

Description

一种气体检测管智能分析装置

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，特别是涉及一种气体检测管智能分析装置。

背景技术

气体检测管是在一个有固定的有限长度和内径的玻璃管内，装填一定量的检测剂(即指示粉)，用塞料加以固定，再将玻璃管的两端密封加工而成。使用时将玻璃管两端割断，使用针筒或者专用采样器通过抽取使一定量的目标气体通过管子，目标气体中所含有的被测物质与检测剂发生化学反应，已反应的检测剂将变色，变色的长度与被测物质的浓度成正比。已有技术主要存在下面几点不足：

1.已有技术采用针筒或者专用采样器通过负压方式采集目标气体，采气过程中负压逐渐减小，流速也随之减小，流速不可控。采气速度的快慢对检测管的变色程度和变色长短影响很大，一般标准规定采气速度误差不允许超过额定速度的±5％，已有的技术很难满足上述规定。

2.气体检测管受温度影响很大，温度的不同将影响作为载体的玻璃管的吸附能力、检测剂和被测物质的变色反应速度和玻璃管的气密性，一般标准规定各种检测管需要在15℃-35℃的常温下工作，超出该温度范围需要选取对应的修正公式对结果进行修正。而气体检测时，现场的情况是千变万化的，已有技术需要对现场温度进行额外的测量，并手动的计算修正，给用户带来很大不便。

3.气体检测管检测剂与被测物质的反应从进气端开始将越来越不充分，反应终点的颜色区分度很小，已有技术采用人眼识别反应终点，不可避免地引入人为误差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何实现气体检测管采气速率稳定可控，并能够自动修正温度误差以及精确识别颜色变化长度。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供1、一种气体检测管智能分析装置，其包括与气体检测管出气端相连的微型气泵，以及与所述微型气泵相连的气体质量流量传感器；所述气体检测管一侧设置有温度传感器，实时测量所述气体检测管所在环境温度；与所述气体检测管并行设置有CIS影像传感器，以扫描检测气体检测管的图像变化。

其中，还包括微处理器单元，与所述气体质量流量传感器、温度传感器和CIS影像传感器分别相连，以对各传感器获得的数据信息进行处理。

其中，所述微处理器单元与微型气泵之间连接有PID控制器，由PID控制器根据微处理器单元的指令控制微型气泵的工作状态。

其中，所述气体检测管出气端设置有活接管器，所述活接管器通过转接气嘴与微型气泵相连。

其中，还包括外壳，所述外壳设置在上述各部件外部以保护上述各部件；所述气体检测管的进气口设置在外壳外部，以抽取被检测气体；所述外壳上还设置有出气口，与所述气体质量流量传感器相连，以排出检测后的气体。

其中，所述外壳上设置有操作键盘，所述操作键盘与微处理器单元相连，通过操作键盘向微处理单元输入指令。

其中，所述外壳上设置有显示屏，所述显示屏与微处理器单元相连，以显示微处理器单元所获得的检测分析结果。

其中，所述外壳内设置有锂离子电池作为装置的电源，外壳外部设置有与锂离子电池相连的充电接口。

其中，所述气体检测管可拆卸地安装在所述装置内。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的气体检测管智能分析装置，使用气体质量流量传感器检测流路中气体流量，将其反馈给微处理器单元，微处理器单元控制微型气泵输出动力，从而可以根据预设需要获取稳定的采气速度，避免对检测结果的影响；使用温度传感器同步检测环境温度，调用相应的温度补偿公式，对检测结果进行补偿，克服温度的影响；使用CIS影像传感器扫描反应前后的检测管，精确识别颜色变化长度，调用相应公式自动计算得出目标气体浓度，避免人为误差。

附图说明

图1是本发明实施例中气体检测管智能分析装置的结构示意图。

其中，1：外壳；2：显示屏；3：操作按键；4：锂离子电池；5：电路板；6：充电接口；7：出气口；8：气体质量流量传感器；9：微型气泵；10：转接气嘴；11：活接管器；12：气体检测管；13：CIS影像传感器；14：进气端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1示出了本实施例的气体检测管智能分析装置的结构示意图，其包括外壳1，外壳1内部设置有气体检测管12，气体检测管12具有独立的安装空间，以便于气体检测管12实现自由拆卸。气体检测管12出气端设置有活接管器11，活接管器11固定在外壳1上，活接管器11通过转接气嘴10连接微型气泵9。活接管器11、转接气嘴10和微型气泵9所形成的气体抽取单元能够满足多次气体检测需要，只需更换气体检测管12即可。

气体检测管12为现有技术中常用的两端密封、内部装填有一定量检测剂的玻璃管。在使用时，将气体检测管12两端密封口打开，插入外壳1内用于放置气体检测管12的空间内，将其与活接管器11密封连接即可。气体检测管12的进气口14露出在外壳1外部，用于检测气体进入气体检测管12。

微型气泵9连接设置有气体质量流量传感器8，气体质量流量传感器8检测气体检测管12内的气流速度，将检测数值反馈给与气体质量流量传感器8相连的微处理器单元，微处理器单元体现在图1中的电路板5上，微处理器单元根据气体质量流量传感器8反馈的数值，发出控制指令给与微处理器单元相连的PID控制器(比例-积分-微分控制器)，由PID控制器控制微型气泵9的功率，实现气体定速定量稳定抽取。在外壳1上还设置有出气口7，出气口7与气体质量流量传感器8相连，通过气体质量流量传感器8和出气口7将气体检测管12内反应后的气体排出。

在外壳1内还设置有温度传感器(图中未示出)，温度传感器实时测量气体检测管12所在环境的温度，将所测得的温度值传送到微处理器单元，由微处理器单元根据环境温度调用相应的温度补偿公式，在处理气体检测结果时，对检测结果进行补偿，消除温度影响带来的误差。

在外壳1内还设置有与气体检测管12并行的CIS(Contact ImageSensor)影像传感器13，其用于扫描检测气体检测管12的图像变化，在检测剂与被检测气体内的目标分子进行反应之后，气体检测管12内会发生颜色变化，由CIS影像传感器13对气体检测管12进行扫描，精确识别颜色变化长度，并传送给微处理器单元，由微处理器单元调用相应的公式自动计算以得出目标气体浓度。

为了实现本实施例装置的操作便携性，在外壳1上还设置有操作键盘3和显示屏2，操作键盘3与微处理器单元相连，通过操作键盘3向微处理单元输入指令，显示屏2也与微处理器单元相连，以显示微处理器单元所获得的检测分析结果。外壳1内设置锂离子电池4作为装置的电源，外壳1外部设置有与锂离子电池4相连的充电接口6，通过充电接口6与外部电源相连，为锂离子电池4充电。

使用本实施例的装置对目标气体进行检测时，其具体操作过程为：取出一支未使用的气体检测管12，将其两端密封口割开，将其插入装置内特定的安装空间内，其非进气端与活接管器11密封连接；然后启动微型气泵9，将气体抽入气体检测管12，与气体检测管12内的检测剂反应后的气体经过气体质量流量传感器8后排入空气。气体质量流量传感器8将气体流量反馈到微处理单元，微处理单元根据反馈值控制PID控制器，从而控制微型气泵9的功率改变，以实现气体定速定量采集；同时，微处理单元控制温度传感器进行环境温度监测；气体采集反应完成后，微处理单元启动CIS影像传感器13对反应后气体检测管12进行扫描，分析扫描结果得出气体检测管12反应颜色长度识别，最后根据检测长度和同步检测的环境温度计算得出目标气体浓度。

由以上实施例可以看出，本发明实施例通过使用气体质量流量传感器检测流路中气体流量，将其反馈给微处理器单元，微处理器单元控制微型气泵输出动力，从而可以根据预设需要获取稳定的采气速度，避免对检测结果的影响；使用温度传感器同步检测环境温度，调用相应的温度补偿公式，对检测结果进行补偿，克服温度的影响；使用CIS影像传感器扫描反应前后的检测管，精确识别颜色变化长度，调用相应公式自动计算得出目标气体浓度，避免人为误差。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种气体检测管智能分析装置，其特征在于，包括与气体检测管出气端相连的微型气泵，以及与所述微型气泵相连的气体质量流量传感器；所述气体检测管一侧设置有温度传感器，实时测量所述气体检测管所在环境温度；与所述气体检测管并行设置有CIS影像传感器，以扫描检测气体检测管的图像变化。

2.如权利要求1所述的气体检测管智能分析装置，其特征在于，还包括微处理器单元，与所述气体质量流量传感器、温度传感器和CIS影像传感器分别相连，以对各传感器获得的数据信息进行处理。

3.如权利要求2所述的气体检测管智能分析装置，其特征在于，所述微处理器单元与微型气泵之间连接有PID控制器，由PID控制器根据微处理器单元的指令控制微型气泵的工作状态。

4.如权利要求3所述的气体检测管智能分析装置，其特征在于，所述气体检测管出气端设置有活接管器，所述活接管器通过转接气嘴与微型气泵相连。

5.如权利要求4所述的气体检测管智能分析装置，其特征在于，还包括外壳，所述外壳设置在上述各部件外部以保护上述各部件；所述气体检测管的进气口设置在外壳外部，以抽取被检测气体；所述外壳上还设置有出气口，与所述气体质量流量传感器相连，以排出检测后的气体。

6.如权利要求5所述的气体检测管智能分析装置，其特征在于，所述外壳上设置有操作键盘，所述操作键盘与微处理器单元相连，通过操作键盘向微处理单元输入指令。

7.如权利要求5所述的气体检测管智能分析装置，其特征在于，所述外壳上设置有显示屏，所述显示屏与微处理器单元相连，以显示微处理器单元所获得的检测分析结果。

8.如权利要求5所述的气体检测管智能分析装置，其特征在于，所述外壳内设置有锂离子电池作为装置的电源，外壳外部设置有与锂离子电池相连的充电接口。

9.如权利要求1-8中任一项所述的气体检测管智能分析装置，其特征在于，所述气体检测管可拆卸地安装在所述装置内。