CN107796678A - 一种用于恶劣环境的气体监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于恶劣环境的气体监测装置，包括气体前处理单元和多种气体同时监测单元，所述气体前处理单元按气体流入顺序依次包括粉尘过滤器、除水装置、油水分离器、干燥器、恒温加热器、气体混合室、流量计、抽气泵以及依次连接上述气体处理元件的气路管道；所述多种气体同时监测单元包括多种气体检测模块、供电模块、通讯模块、数据转发模块；其中，所述气体前处理单元用于将恶劣环境的目标气体进行前处理后通入所述多种气体同时监测单元的多种气体检测模块中。该用于恶劣环境的气体监测装置使气体检测结果不受环境干扰、气体传感器不受环境腐蚀和磨损以及安装使用和维护方便。
Description
技术领域：
本发明涉及气体检测领域，是一种用于恶劣环境的气体监测装置。
背景技术：
在许多的生产作业场所如喷漆房、涂装车间、化学品生产车间等以及一些设备设施如污水处理池、泵站、垃圾堆场、储罐、地下空间等会存在可燃有毒等危险气体，一旦这些气体发生泄漏或者遇火会引起中毒和爆炸事故，威胁人生及财产安全。安装气体检测和报警仪，实现危险气体监测是预防作业场所或设备设施发生气体泄漏导致中毒和爆炸事故的主要技术措施。
当前在危险气体监测装置普遍是在环境中安装扩散式的危险气体检测仪器，这需要将气体检测仪安装于现场气体环境中。这种方式这不适用于高温高湿、高腐蚀、存在大量粉尘的恶劣复杂气体环境，如污水处理池、垃圾渗滤液池、油烟管道、环保尾气处理装置以及一些狭小空间等，这些环境场所中如果直接将气体检测仪安装于气体环境中，一方面气体检测结果会受到干扰，检测结果不准确；另一方面气体检测仪的会受到恶劣环境的腐蚀、磨损等问题，减少检测仪使用寿命，再一方面在这些危险气体环境中进行气体检测仪的安装、维护、使用不方便也不安全。虽然采用抽气式的方法将气体检测仪安装与危险气体环境之外，可以解决现场安装中的安全性和操作方便性的问题，但是当前的抽气式气体检测仪没有对抽取的气体进行预处理，恶劣环境中的气体依旧会干扰检测结果，腐蚀和磨损气体检测仪的关键元件气体传感器。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种使气体检测结果不受环境干扰、气体传感器不受环境腐蚀和磨损以及安装使用和维护方便的用于恶劣环境的气体监测装置，该气体监测装置能一次同时测定多种危险气体，并能实现气体监测结果的远程传输、现场显示和报警等功能。
本发明的技术解决方案是，提供一种用于恶劣环境的气体监测装置，包括气体前处理单元和多种气体同时监测单元，所述气体前处理单元按气体流入顺序依次包括粉尘过滤器、除水装置、油水分离器、干燥器、恒温加热器、气体混合室、流量计、抽气泵以及依次连接上述气体处理元件的气路管道；所述多种气体同时监测单元包括多种气体检测模块、供电模块、通讯模块、数据转发模块；其中，所述气体前处理单元用于将恶劣环境的目标气体进行前处理后通入所述多种气体同时监测单元的多种气体检测模块中。
采用以上结构后与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过抽气泵抽取环境中的气体，按照粉尘过滤、除油除水、干燥以及恒温和混合处理的顺序，将相对干净的目标气体通入多种气体检测模块，能一次同时测定多种危险气体，并能实现气体监测结果的远程监控和数据传输功能，使得气体检测模块的检测结果免受干扰，并且受到保护，缓解气体检测模块的使用压力，使得本装置适用于高温高湿、大量粉尘和高腐蚀等恶劣环境下，解决了环境因素对气体检测结果干扰的影响，降低了气体监测装置的运行维护成本，还极大的方便了气体监测装置的安装、维护和使用。
作为优选，所述气体同时监测单元还包括数据存储模块、数据显示模块、报警模块。加强功能，具备现场显示和报警等功能。
作为优选，粉尘过滤器安装于气路的最前端，抽气泵安装于气路的末端。防止气体对抽气泵的腐蚀而降低抽气泵的使用寿命。
作为优选，除水装置采用冷凝器除水，油水分离器采用多级油水过滤器进行除油除水。
作为优选，多种气体检测模块采用多种气体检测仪表直接串联而成。
作为优选，多种气体检测模块采用多种气体传感器，并通过信号调理电路、多路数据采集模块、微处理模块和液晶显示模块集成多种气体检测模块。气体传感器可以根据环境中气体种类自由更换，且多种气体传感器以一定顺序排布于气体监测装置中实现一次测定多种气体的功能。
作为优选，数据转发模块，选用组态软件的方式将数据存储于本地服务器并定时向远程数据中心转发，实现互联网应用。
作为优选，所述抽气泵为真空泵，真空泵将所述气体前处理单元处理过的目标气体抽入所述多种气体同时监测单元的多种气体检测模块中。
作为优选，真空泵采用长寿命无刷直流真空泵。
进一步的，冷凝器为半导体冷凝器或压缩机冷凝器。
附图说明：
图1为本发明的气体前处理单元原理图。
图2为多种气体同时监测单元原理图。
图3为本发明的原理框图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种用于恶劣环境的气体监测装置，包括气体前处理单元和多种气体同时监测单元，所述气体前处理单元按气体流入顺序依次包括粉尘过滤器、除水装置、油水分离器、干燥器、恒温加热器、气体混合室、流量计、抽气泵以及依次连接上述气体处理元件的气路管道，其中抽气泵选用真空泵。各气体处理元件依次按照除尘、除油除水、干燥、恒温、混合、计量再通入气体传感器的顺序进行布置形成气路，真空泵安装于整个气路的末端，粉尘过滤器安装于气路的最前端，换句话说粉尘过滤器安装于气体入口端，通过真空泵抽取环境中的气体，将大部分粉尘过滤，避免整个气体前处理单元被污染堵塞，影响气路的流畅性。气体经过滤尘后进入冷凝器，冷凝器优选采用半导体冷凝器，还可以配置蠕动泵排水装置用于排除冷凝水，选型时考虑不同气体环境中的温度来确定冷凝器入口温度参数。冷凝除水后的气体再通过除油除水过滤器，进一步的去除空气中的油滴和水。油水过滤器以串联方式进行多级过滤，级数的确定可视油水含量情况定。为了进一步的保持被检测目标气体的干燥，经过过滤后的气体通入干燥器，干燥器采用干燥管的形式，填充的干燥剂优先选用中性的干燥剂，以免干燥剂对目标气体的吸附，或者根据目标气体的性质决定干燥剂的种类，常见的干燥剂有硅胶、无水氯化钙、氢氧化钠固体等。之后气体进入恒温加热器进行处理，使得气体能维持在一个恒定的温度进入多种气体检测模块，将其设定为室温。换句话说，设置恒温加热器的目的是为了从不同环境中采集到的气体均以恒定的温度进入多种气体检测模块，不管环境中的气体是在高温，还是在低温，都能满足检测的要求。由于气体在经过前处理后可能会出现多种目标气体发生分离的现象，气体需要经过气体混合器进行混合，气体混合器采用有机玻璃板加工为多腔室、挡板的结构，让气体得到缓冲和短暂停留来实现气体的混合。也就是说，气体混合器的目的是延长气体停留时间，达到气体混合，防止气体在前处理过程中发生分离，影响气体检测结果，其结构可以采用设有多层挡板的方形结构，也可以选用能使气体达到混合目的的其他结构。气体混合器出口与流量计连接，通过流量计的流量调节和计量来稳定进入多种气体检测模块的气体。气路末端真空泵采用低功耗、24VDC、长寿命无刷微型真空泵。整个气体前处理单元的气路管道采用硅胶软管进行各部件的连接，连接部分可以选用快插接头。另外，在气路的入口处预留一路气路，用于标准气体对多种气体检测模块的定期标定，如图3。
多种气体同时监测单元包括多种气体检测模块、供电模块、通讯模块、数据存储模块、数据显示模块、数据转发模块、报警模块，实现气体的远程监测和数据的互联网传输。其中多种气体检测模块可以采用两种方式实现，一种是直接采用市场现有的多个用于检测不同气体的气体检测仪表按顺序集成布置，并将多个气体检测仪的数据以RS485总线形式输出。另一种方式采用气体传感器探头，通过信号调理电路转化成标准的4-20mA输出电流信号，采用多路数据采集模块采集多种气体传感器输出的模拟信号并转换成数字信号，再通过通讯模块实现数据以RS485输出或者以TCP/IP的方式实现局部组网或者直接无线输出。数据存储模块、数据显示模块和报警模块则用来实现现场的数据处理、显示、报警和人机操作或者直接采用嵌入了操作系统的树莓派等微机系统实现人机操作、数据处理、数据存储和报警等功能。上述各模块进行集成加工成多种气体检测单元。数据的存储转发模块优先选用组态软件方式，采用紫金桥组态软件建立本地数据库，把数据在本地进行存储，并定时转发传输至远程数据中心，实现数据的互联网展示和应用。原理图见图2。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，如冷凝器选用压缩机冷凝器，均包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于恶劣环境的气体监测装置，其特征在于：包括气体前处理单元和多种气体同时监测单元，所述气体前处理单元按气体流入顺序依次包括粉尘过滤器、除水装置、油水分离器、干燥器、恒温加热器、气体混合室、流量计、抽气泵以及依次连接上述气体处理元件的气路管道；所述多种气体同时监测单元包括多种气体检测模块、供电模块、通讯模块、数据转发模块；其中，所述气体前处理单元用于将恶劣环境的目标气体进行前处理后通入所述多种气体同时监测单元的多种气体检测模块中。
2.根据权利要求1所述的用于恶劣环境的气体监测装置，其特征在于：所述气体同时监测单元还包括数据存储模块、数据显示模块、报警模块。
3.根据权利要求1所述的用于恶劣环境的气体监测装置，其特征在于：粉尘过滤器安装于气路的最前端，抽气泵安装于气路的末端。
4.根据权利要求1所述的用于恶劣环境的气体监测装置，其特征在于：除水装置采用冷凝器除水，油水分离器采用多级油水过滤器进行除油除水。
5.根据权利要求1所述的用于恶劣环境的气体监测装置，其特征在于：多种气体检测模块采用多种气体检测仪表直接串联而成。
6.根据权利要求1所述的用于恶劣环境的气体监测装置，其特征在于：多种气体检测模块采用多种气体传感器，并通过信号调理电路、多路数据采集模块、微处理模块和液晶显示模块集成多种气体检测模块。
7.根据权利要求1所述的用于恶劣环境的气体监测装置，其特征在于：数据转发模块，选用组态软件的方式将数据存储与本地服务器并定时向远程数据中心转发，实现互联网应用。
8.根据权利要求1所述的用于恶劣环境的气体监测装置，其特征在于：所述抽气泵为真空泵，真空泵将所述气体前处理单元处理过的目标气体抽入所述多种气体同时监测单元的多种气体检测模块中。
9.根据权利要求8所述的用于恶劣环境的气体监测装置，其特征在于：真空泵采用长寿命无刷直流真空泵。
10.根据权利要求4所述的用于恶劣环境的气体监测装置，其特征在于：冷凝器为半导体冷凝器或压缩机冷凝器。
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