CN104596973A - 气体传感器和应用其检测化粪池内甲烷气体浓度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体传感器和应用其检测化粪池内甲烷气体浓度的方法，该气体传感器，包括内部为空腔的壳体，所述壳体一端设置有与壳体螺纹连接的进气嘴和排气嘴，壳体另一端设置有与壳体螺纹连接的防水接头，壳体内自进气嘴一端至防水接头一端依次设置有防爆过滤片、气体探测元件和电路板，所述进气嘴与防爆过滤片之间设置有导气通道，所述导气通道靠近进气嘴一端与壳体螺纹连接。该结构的传感器，具有防爆性能强的优点，特别是具有使T₉₀变小，从而使响应速度加快的优点。该发明还公开了一种应用该气体传感器检测化粪池内甲烷气体浓度的方法，具有更好的响应速度。

Description

气体传感器和应用其检测化粪池内甲烷气体浓度的方法

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，具体涉及一种气体传感器和应用其检测化粪池内甲烷气体浓度的方法。

背景技术

术语响应时间T₉₀指当流入气体传感器的测量气体浓度发生阶跃变化时，传感器输出值达到稳定值的90%时所需的时间。

目前，在城市下水道、污水处理厂、化粪池、沼气池、垃圾处理场等被检测场所，会产生甲烷(CH4)、氨气(NH3)、硫化氢(H2S)、一氧化碳(CO)等大量的有毒、易燃、易爆等气体，这些气体的存在导致每年各地都有很多爆炸、中毒、窒息等事故的发生，因此需对这些危险气体浓度进行检测。

在对这些危险气体的浓度进行检测时，需用到气体传感器，现有的气体传感器存在密封性能差、防爆性能弱、灵敏度低、检测精度低和响应速度慢的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种气体传感器和应用其检测化粪池内甲烷气体浓度的方法，使该气体传感器具有防爆性能强和响应速度快的优点。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种气体传感器，包括内部为空腔的壳体，所述壳体一端设置有与壳体螺纹连接的进气嘴和排气嘴，壳体另一端设置有与壳体螺纹连接的防水接头，壳体内自进气嘴一端至防水接头一端依次设置有防爆过滤片、气体探测元件和电路板，所述进气嘴与防爆过滤片之间设置有导气通道，所述导气通道靠近进气嘴一端与壳体螺纹连接。

进一步，所述壳体内壁设置有台阶，所述台阶上设置有通孔，所述导气通道远离进气嘴一端穿过通孔且与通孔间隙配合。

进一步，所述壳体包括上壳体、固定座、底座和下壳体，所述进气嘴和排气嘴均与上壳体螺纹连接，所述上壳体与固定座一端螺纹连接，所述固定座另一端与底座一端螺纹连接，所述底座另一端与下壳体螺纹连接，所述防水接头与下壳体螺纹连接。

进一步，所述上壳体与固定座的配合面上、固定座与底座的配合面上、防爆过滤片与气体探测元件之间及气体探测元件的外壁与底座的内壁之间均设置有密封圈。

进一步，所述进气嘴和排气嘴并列设置在上壳体的顶部，进气嘴位于上壳体顶部中心位置，排气嘴靠近进气嘴设置。

进一步，还包括防松垫片，所述进气嘴和排气嘴均穿过防松垫片后与上壳体螺纹连接。

进一步，还包括与底座可拆卸连接的安装板。

进一步，所述进气嘴、排气嘴和导气通道均由镀镍碳钢制成。

进一步，所述上壳体、固定座、底座和下壳体均由304不锈钢制成。

应用该气体传感器检测化粪池内甲烷气体浓度的方法，包括以下步骤：

A在化粪池内安置气体采样装置，气体采样装置包括通过导气管依次连接的干燥过滤器、电磁阀、气室和真空泵，气体传感器设置在气室内；

B通过电源线和信号线将气体传感器的电路板与气体检测设备电气连接；

C通过气体检测设备实时显示和储存甲烷气体浓度数据。

本发明的气体传感器有以下的有益效果：

1）在壳体内设置防爆过滤片，使得其具有很强的防爆性能。

2）气体从进气嘴进入后，经导气通道直接输送至防爆过滤片表面，经防爆过滤片过滤后与气体探测元件接触，能使气体快速与气体探测元件接触，从而使得该气体传感器的响应速度加快（T₉₀变小），相比现有的无导气通道的气体传感器，T₉₀降低5-12秒。

3）台阶的设置使得台阶和气体探测元件间形成了一个气体容纳空间，气体只能通过导气通道与通孔间的间隙向外缓慢排出，这延长了气体与气体探测元件的接触时间，不仅有利于提高灵敏度，而且进一步提高了响应速度。

4）进气嘴和排气嘴并列设置在上壳体的顶部，进气嘴位于上壳体顶部中心位置，排气嘴靠近进气嘴设置，这种结构改善了气体在台阶和探测元件间形成的容纳空间内的分布均匀性，有利于检测精度的提高。

应用该气体传感器检测化粪池内甲烷气体浓度，其有益效果：响应速度增快，响应时间缩短。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为A-A示意图；

图4为上壳体结构示意图；

图5为固定座的结构示意图；

图6为底座的结构示意图；

图7为下壳体的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1-7所示：本发明提供了一种气体传感器，包括内部为空腔的壳体，所述壳体一端设置有与壳体螺纹连接的进气嘴2和排气嘴3，进气嘴和排气嘴与空腔连通，壳体另一端设置有与壳体螺纹连接的防水接头4，壳体内自进气嘴一端至防水接头一端依次设置有防爆过滤片5、气体探测元件6和电路板7，所述进气嘴与防爆过滤片之间设置有导气通道8，所述导气通道靠近进气嘴一端与壳体螺纹连接。该结构的传感器，在壳体内设置防爆过滤片，使得其具有很强的防爆性能；气体从进气嘴进入后，经导气通道直接输送至防爆过滤片表面，经防爆过滤片过滤后与气体探测元件接触，能使气体快速与气体探测元件接触，从而使得该气体传感器的响应速度加快（T₉₀变小），相比现有的无导气通道的气体传感器，T₉₀降低5-12秒。

作为上述技术方案的进一步改进，所述壳体内壁设置有台阶9，所述台阶上设置有通孔901，所述导气通道远离进气嘴一端穿过通孔且与通孔间隙配合。台阶的设置使得台阶和气体探测元件间形成了一个气体容纳空间，气体只能通过导气通道与通孔间的间隙向外缓慢排出，这延长了气体与气体探测元件的接触时间，不仅有利于提高灵敏度、而且进一步提高了响应速度。

作为上述技术方案的进一步改进，进气嘴和排气嘴并列设置在上壳体的顶部，进气嘴位于上壳体顶部中心位置，排气嘴靠近进气嘴设置，这种结构改善了气体在台阶和探测元件间形成的容纳空间内的分布均匀性，有利于检测精度的提高。

为使上述技术方案更加清楚，下面列举更为具体的实施方式：

一种气体传感器，包括内部为空腔的壳体，所述壳体包括上壳体101、固定座102、底座103和下壳体104，所述上壳体、固定座、底座和下壳体均由防腐特性强的304不锈钢制成，所述上壳体顶部并列设置有进气嘴2和排气嘴3，且进气嘴位于上壳体顶部中心位置，排气嘴靠近进气嘴设置，改善了气体在台阶和探测元件间形成的容纳空间内的分布均匀性，有利于该气体传感器检测精度的提高，还包括防松垫片11，进气嘴2和排气嘴3穿过防松垫片11后与上壳体101螺纹连接，进气嘴和排气嘴均由耐腐蚀的镀镍碳钢制成，所述上壳体101与固定座102一端螺纹连接，所述固定座102另一端与底座103一端螺纹连接，所述底座另一端与下壳体104螺纹连接，所述下壳体上设置有与下壳体螺纹连接的防水接头4，通过螺纹连接的方式能使上壳体、固定座、底座和下壳体快速连接成一个统一的壳体或由壳体拆卸成独立的个体，便于安装；壳体内自进气嘴一端至防水接头一端依次设置有防爆过滤片5、气体探测元件6和电路板7，所述进气嘴与防爆过滤片之间设置有导气通道8，所述导气通道靠近进气嘴一端与壳体螺纹连接，所述壳体内壁设置有台阶9，所述台阶上设置有通孔901，所述导气通道远离进气嘴一端穿过通孔且与通孔间隙配合，防爆过滤片使该气体传感器具有很强的防爆特性，气体探测元件6采用红外气体传感器，红外气体传感器集成在电路板7上，传输电缆穿过防水接头与电路板电气连接，导气通道8由镀镍碳钢制成，气体从进气嘴进入后，经导气通道直接输送至防爆过滤片表面，经防爆过滤片过滤后与气体探测元件接触，能使气体快速与气体探测元件接触，从而使得该气体传感器响应时间T₉₀变小，即响应速度加快，台阶9的设置使得台阶和气体探测元件间形成了一个气体容纳空间，气体只能通过导气通道与通孔间的间隙向外缓慢排出，这延长了气体与气体探测元件的接触时间，不仅有利于提高灵敏度，而且进一步提高了响应速度。

所述上壳体与固定座的配合面上、固定座与底座的配合面上、防爆过滤片与气体探测元件之间及气体探测元件的外壁与底座的内壁之间均设置有密封圈10。密封圈的设置能进一步提高该气体传感器密封性能（包括防水密封性能和气密性）。

所述底座上可拆卸设置有安装板，具体地，所述底座103上设置有法兰台1031，所述法兰台将底座分为上、下部分，所述安装板包括垂直连接的第一板体1201和第二板体1202，所述第一板体上设置有圆孔，所述底座的下部分穿过圆孔，所述第一板体通过十字槽沉头螺钉13与法兰台可拆卸连接。

以下为应用该气体传感器检测化粪池内甲烷气体浓度的具体实施方法：

A在化粪池内安置气体采样装置，气体采样装置包括通过导气管依次连接的干燥过滤器、电磁阀、气室和真空泵，气体传感器设置在气室内；

B通过电源线和信号线将气体传感器的电路板与气体检测设备电气连接；

C通过气体检测设备实时显示和储存甲烷气体浓度数据。

相比采用其他气体传感器，当甲烷浓度发生阶跃变化时，在气体检测设备上显示甲烷浓度达到稳定值的90%时所需的时间缩短了8秒。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种气体传感器，其特征在于：包括内部为空腔的壳体，所述壳体一端设置有与壳体螺纹连接的进气嘴（2）和排气嘴（3），壳体另一端设置有与壳体螺纹连接的防水接头（4），壳体内自进气嘴一端至防水接头一端依次设置有防爆过滤片（5）、气体探测元件（6）和电路板（7），所述进气嘴与防爆过滤片之间设置有导气通道（8），所述导气通道靠近进气嘴一端与壳体螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于：所述壳体内壁设置有台阶（9），所述台阶上设置有通孔（901），所述导气通道远离进气嘴一端穿过通孔且与通孔间隙配合。

3.根据权利要求1或2所述的气体传感器，其特征在于：所述壳体包括上壳体（101）、固定座（102）、底座（103）和下壳体（104），所述进气嘴和排气嘴均与上壳体螺纹连接，所述上壳体与固定座一端螺纹连接，所述固定座另一端与底座一端螺纹连接，所述底座另一端与下壳体螺纹连接，所述防水接头与下壳体螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的气体传感器，其特征在于：所述上壳体与固定座的配合面上、固定座与底座的配合面上、防爆过滤片与气体探测元件之间及气体探测元件的外壁与底座的内壁之间均设置有密封圈（10）。

5.根据权利要求4所述的气体传感器，其特征在于：所述进气嘴和排气嘴并列设置在上壳体的顶部，进气嘴位于上壳体顶部中心位置，排气嘴靠近进气嘴设置。

6.根据权利要求5所述的气体传感器，其特征在于：还包括防松垫片（11），所述进气嘴和排气嘴均穿过防松垫片后与上壳体螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的气体传感器，其特征在于：还包括与底座可拆卸连接的安装板。

8.根据权利要求7所述的气体传感器，其特征在于：所述进气嘴、排气嘴和导气通道均由镀镍碳钢制成。

9.根据权利要求8所述的气体传感器，其特征在于：所述上壳体、固定座、底座和下壳体均由304不锈钢制成。

10.一种应用如权利要求1所述的气体传感器检测化粪池内甲烷气体浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A在化粪池内安置气体采样装置，气体采样装置包括通过导气管依次连接的干燥过滤器、电磁阀、气室和真空泵，气体传感器设置在气室内；

B通过电源线和信号线将气体传感器的电路板与气体检测设备电气连接；

C通过气体检测设备实时显示和储存甲烷气体浓度数据。