CN110146461A - 一种红外气体探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及红外气体探测技术领域,具体公开了一种红外气体探测器,该红外气体探测器包括机架、红外线发生器、测试框架、驱动件和红外线接收器,红外线发生器安装在机架上并用于发出红外线;测试框架上设有多个通孔,至少一个通孔内安装有测试片,测试片与标定气体的组分相同;驱动件安装在机架上并用于驱动测试框架转动,各个通孔的中心线距离测试框架转动的中心线之间的距离相等;红外线发生器发出的红外线能够穿过其中一个通孔并被红外线接收器接收,相比现有技术,通过采用固态的测试片替代标定气体,无需将气体释放至大气中,保证了测试的安全性,并且无需配备相应的防护装备,并可通过控制测试片的厚度控制红外气体探测器的检测浓度。
Description
技术领域
本发明涉及红外气体探测技术领域,尤其涉及一种红外气体探测器。
背景技术
当前,石油、化工等行业中,为了生产的安全,都安装有气体泄漏探测仪表,这些探测仪表中,有部分使用红外气体探测器,能够探测烷类气体、烯类气体等,红外气体探测器利用红外原理检测气体浓度,以红外吸收型为主,核心部件为红外传感器,红外传感器利用不同气体对红外波吸收程度不同,通过测量红外吸收波长来检测气体,抗中毒性好,反应灵敏,气体针对性强,超长使用寿命,环境适应性强,并且稳定、可靠。
红外气体探测器现场安装完成在投入使用前,需要对红外气体探测器进行校验,需要验证仪器是否能够正常工作,并验证仪器的检测结果是否准确。红外气体探测器投入使用后,同样需要定期对其进行校验目前比较常用的方法是在红外探测光路上施放标定气体,来检查仪器是否能正常检测出施放的气体。但是由于被检验的气体需要直接释放至空气中,而标定气体多为有毒或者易燃易爆的气体,容易对环境造成污染;同时,为了保证校验人员的安全,还需要必要的防护装备;并且,投放标定气体多在开放式的环境下,无法准确地控制标定气体的浓度。
红外气体探测器安装时,需要保证探测器主机发出的红外光路与回射器的光路同轴,目前常用的方法是在安装时用望远镜瞄准进行辅助对中。其操作方法是,先将望远镜安装在探测器主机上,再通过望远镜观察望远镜中的十字准心与回射器中心是否重合,如果有偏移,则需调整探测器主机的方向,直到没有偏移,然后再拆下望远镜。但是这种操作方法过程繁琐、难度高、并且耗时长;并且,对于普通的望远镜很难保证望远镜和探测器主机发出的红外光路同轴,因而对中结果容易存在偏差,若要保证望远镜和探测器主机发出的红外光路同轴,则探测器主机与望远镜配合的部位的结构需要较高的加工精度,并且望远镜也是需要特别定制的高精度望远镜,这就导致成本较高。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种红外气体探测器,以解决现有技术中通过在红外探测光路上施放标定气体来检查红外气体探测器是否能正常,容易对环境造成污染,且需要配备必要的防护装备导致成本较高,并且无法准确地控制标定气体的浓度的问题。
本发明提供一种红外气体探测器,该红外气体探测器包括:
机架;
红外线发生器,所述红外线发生器安装在所述机架上,所述红外线发生器用于发出红外线;
测试框架,所述测试框架上设有多个通孔,至少一个所述通孔内安装有测试片,所述测试片的组分与标定气体的组分相同;
驱动件,所述驱动件安装在所述机架上,所述驱动件用于驱动所述测试框架转动,各个所述通孔的中心线距离所述测试框架转动的中心线之间的距离相等;
红外线接收器,所述红外线发生器发出的红外线能够穿过其中一个所述通孔并被所述红外线接收器接收。
作为优选,沿所述测试框架的周向,多个所述通孔均布于所述测试框架上。
作为优选,至少一个所述通孔内未安装测试片。
作为优选,所述测试框架呈圆盘状。
作为优选,所述红外气体探测器还包括回射器,所述回射器与所述红外线发生器分别位于所述测试框架的两侧,所述红外线发生器和所述红外线接收器位于所述测试框架的同一侧,所述回射器用于将所述红外线发生器发出的红外线反射至所述红外线接收器。
作为优选,所述红外线发生器与所述红外线接收器分别位于所述测试框架的两侧。
作为优选,各个所述通孔的中心线距离所述测试框架转动的中心线之间的距离,所述红外线发生器的中心线距离所述测试框架转动的中心线之间的距离,以及所述红外线接收器的中心线距离所述测试框架转动的中心线之间的距离相等。
作为优选,所述测试片的数量为多个,并且各个所述测试片的组分不同。
作为优选,所述测试片的数量为多个,多个所述测试片的组分相同,并且多个所述测试片的厚度不同。
作为优选,所述测试片的组分为聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚氯乙烯中的一种。
本发明的有益效果为:
本发明提供一种红外气体探测器,该红外气体探测器包括机架、红外线发生器、测试框架、驱动件和红外线接收器,红外线发生器安装在机架上,红外线发生器用于发出红外线;测试框架上设有多个通孔,至少一个通孔内安装有测试片,测试片的组分与标定气体的组分相同;驱动件安装在机架上,驱动件用于驱动测试框架转动,各个通孔的中心线距离测试框架转动的中心线之间的距离相等;红外线发生器发出的红外线能够穿过其中一个通孔并被红外线接收器接收。本实施例通过采用和标定气体的组分相同的测试片替代标定气体,由于测试片呈固态,并且成分和标定气体一致,因而测试片对红外线同样具有特征吸收峰,能够吸收部分红外线,可以用于对红外气体探测器进行检测;相比现有技术,无需将气体释放至大气中,保证了测试的安全性,并且无需配备相应的防护装备,可有效降低成本;同时当测试片的厚度一定的情况下,红外线穿过测试片能够被测试片吸收的量也是一定的,因而可以通过控制测试片的厚度控制红外气体探测器的检测浓度。
附图说明
图1为本发明实施例中红外气体探测器的结构示意图一;
图2为本发明实施例中红外气体探测器的结构示意图二。
图中:
1、机架;2、红外探测器探头;3、测试框架;31、通孔;4、驱动件;5、测试片;6、回射器;7、激光发射器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置,而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
如图1~2所示,本实施例提供一种红外气体探测器,该红外气体探测器包括机架1、红外线发生器、测试框架3、驱动件4和红外线接收器。红外线发生器安装在机架1上,红外线发生器用于发出红外线;测试框架3上设有多个通孔31,至少一个通孔31内安装有测试片5,测试片5的组分与标定气体的组分相同;驱动件4安装在机架上,驱动件4用于驱动测试框架3转动,各个通孔31的中心线距离测试框架3转动的中心线之间的距离相等;红外线发生器发出的红外线能够穿过其中一个通孔31并被红外线接收器接收。本实施例通过采用和标定气体的组分相同的测试片5替代标定气体,由于测试片5呈固态,并且成分和标定气体一致,因而测试片5对红外线同样具有特征吸收峰,能够吸收部分红外线,可以用于对红外气体探测器进行检测。相比现有技术,无需将气体释放至大气中,保证了测试的安全性,并且无需配备相应的防护装备,可有效降低成本。同时当测试片5的厚度一定的情况下,红外线穿过测试片5能够被测试片5吸收的量也是一定的,因而可以通过控制测试片5的厚度控制红外气体探测器的检测浓度。
本实施例中驱动件4为电机或者摆动气缸(也称旋转气缸)。
可选地,至少一个通孔31内未安装测试片5。从而,当需要对红外气体探测器进行校验时,仅需通过驱动件4驱动测试框架3转动,使安装有测试片5的通孔31转动到红外线发生器发出的红外线光路上,即可对红外气体探测器进行校验。当红外气体探测器正常使用时,使没有安装测试片5的通孔31转动到红外线发生器发出的红外线光路上,从而红外线可直接通过通孔31,不会妨碍红外线发生器的正常使用,并且操作简单方便。
可选地,各个通孔31的中心线距离测试框架3转动的中心线之间的距离,红外线发生器的中心线距离测试框架3转动的中心线之间的距离,以及红外线接收器的中心线距离测试框架3转动的中心线之间的距离相等。
可选地,沿测试框架3的周向,多个通孔31均布于测试框架3上。从而驱动件4每次可同方向旋转固定的角度,实现通孔31的依次切换。
可选地,测试片5的数量为多个,并且各个测试片5的组分不同。从而,当需要测试相应的标定气体时,可以选择和该标定气体组分相同的测试片5位于红外线发生器发出的红外线光路上。
可选地,测试片5的数量为多个,多个测试片5的组分相同,但各个测试片5的厚度不同。不同厚度的测试片5将对应的检测浓度也不相同,因此,对应同一标定气体的不同浓度,可以选择相应厚度的测试片5位于红外线发生器发出的红外线光路上。
可以理解的是,也可以使多个测试片5中一部分的组分相同但另一部分的组分各不同,对于同组分的测试片5使其厚度各不相同。
本实施例中,测试片5的组分可以为聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚氯乙烯中的一种。
本实施例中,红外气体探测器还包括回射器6,回射器6与红外线发生器分别位于测试框架3的两侧,红外线发生器和红外线接收器位于测试框架3的同一侧,本实施例中,红外线发生器和红外线接收器一体设置,并且红外线发生器和红外线接收器构成红外探测器探头2。回射器6用于将红外线发生器发出的红外线反射至红外线接收器。回射器6为反射镜,优选地,该反射镜不吸收红外线,如蓝宝石材质的镜片。在其他的实施例中,红外线发生器与红外线接收器还可以分别位于测试框架3的两侧,此时,红外线发生器和红外线接收器分体设置。
可选地,红外气体探测器还包括激光发射器7,激光发射器7安装在机架1上,激光发射器7用于发出激光且激光与红外线发生器用于发出的红外线平行,激光与红外线之间的间距等于回射器6的半径。可以理解的是,激光距离红外线的距离小于测试片5的半径,并且测试片5为透明的,从而激光可以直接穿过测试片5射向回射器6。并且激光照射到回射器6上形成的光斑具有一定的尺寸,并且激光为可见光,从而当回射器6的轴线与红外线反射器发出的红外线光路重合时,激光能够在回射器6的端面上形成部分光斑,可据此快速将回射器6安装到合适的位置。
回射器6的位置调整方法为,先快速粗略的调整回射器6的位置,使红外线和激光均能够照射在回射器6上;然后慢速精确地调整回射器6的位置,移动回射器6使激光光斑移动至回射器6端面的边缘,然后以激光光斑和红外线光斑的连线为中心线,轻微转动回射器6,使激光接收器能够接收到红外线。
可选地,回射器6包括圆环状的镜架和安装于镜架上的镜片,镜片用于将红外线发生器发出的红外线反射至红外线接收器,激光与红外线之间的间距等于镜架的外周的半径。
可选地,红外气体探测器还包括调节装置(附图中未示出),调节装置用于调节激光发射器7的高度。通过调节装置调节激光发射器7的高度,可以使该红外气体探测器适应不同尺寸的回射器6。可以理解的是,激光发射器7的位置调整时,激光发射器7发出的激光与红外线发生器发出的红外线之间的间距均小于测试片5的半径。
调节装置包括安装于机架1上的电推杆,以及安装在电推杆上的丝杠上的螺母,螺母与机架1滑动配合,激光发射器7安装在螺母上。优选地,调节装置还包括导向柱,导向柱与丝杠平行设置,导向柱固接于机架1且滑动穿设于螺母。通过设置导向柱可以保证激光发射器7移动方向稳定。在其他的一个实施例中,电推杆也可替换为气缸或者液压油缸,相应地,无需设置螺母,激光发射器7直接安装在气缸或者液压油缸的输出杆上。在其他的另一个实施例中,调节装置包括驱动电机,安装在驱动电机输出轴上的主动齿轮,以及与主动齿轮啮合的齿条,齿条与机架1滑动配合,激光发射器7安装在齿条上。
激光发射器7的数量为两个,两个激光发射器7间隔设置,并且两个激光发射器7平行设置,两个激光发射器7与红外线发生器之间的间距相等。通过设置两个激光发射器7,当调整回射器6位置时,只要两个激光发射器7的光斑均位于回射器6端面的边缘,便可确定,此时回射器6与红外线发生器发出的红外线管路同轴。可进一步提高调节效率。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种红外气体探测器,其特征在于,包括:
机架(1);
红外线发生器,所述红外线发生器安装在所述机架(1)上,所述红外线发生器用于发出红外线;
测试框架(3),所述测试框架(3)上设有多个通孔(31),至少一个所述通孔(31)内安装有测试片(5),所述测试片(5)的组分与标定气体的组分相同;
驱动件(4),所述驱动件(4)安装在所述机架(1)上,所述驱动件(4)用于驱动所述测试框架(3)转动,各个所述通孔(31)的中心线距离所述测试框架(3)转动的中心线之间的距离相等;
红外线接收器,所述红外线发生器发出的红外线能够穿过其中一个所述通孔(31)并被所述红外线接收器接收。
2.根据权利要求1所述的红外气体探测器,其特征在于,沿所述测试框架(3)的周向,多个所述通孔(31)均布于所述测试框架(3)上。
3.根据权利要求1所述的红外气体探测器,其特征在于,至少一个所述通孔(31)内未安装测试片(5)。
4.根据权利要求1所述的红外气体探测器,其特征在于,所述测试框架(3)呈圆盘状。
5.根据权利要求3所述的红外气体探测器,其特征在于,所述红外气体探测器还包括回射器(6),所述回射器(6)与所述红外线发生器分别位于所述测试框架(3)的两侧,所述红外线发生器和所述红外线接收器位于所述测试框架(3)的同一侧,所述回射器(6)用于将所述红外线发生器发出的红外线反射至所述红外线接收器。
6.根据权利要求1所述的红外气体探测器,其特征在于,所述红外线发生器与所述红外线接收器分别位于所述测试框架(3)的两侧。
7.根据权利要求1-6任一项所述的红外气体探测器,其特征在于,各个所述通孔(31)的中心线距离所述测试框架(3)转动的中心线之间的距离,所述红外线发生器的中心线距离所述测试框架(3)转动的中心线之间的距离,以及所述红外线接收器的中心线距离所述测试框架(3)转动的中心线之间的距离相等。
8.根据权利要求1所述的红外气体探测器,其特征在于,所述测试片(5)的数量为多个,并且各个所述测试片(5)的组分不同。
9.根据权利要求1所述的红外气体探测器,其特征在于,所述测试片(5)的数量为多个,多个所述测试片(5)的组分相同,并且多个所述测试片(5)的厚度不同。
10.根据权利要求1所述的红外气体探测器,其特征在于,所述测试片(5)的组分为聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚氯乙烯中的一种。
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