CN111929268A - 一种反应釜气体泄露监测装置及定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种反应釜气体泄露监测装置及定位方法，包括固定块、搅拌轴、危险气体监测装置、红外线反射面、测距器、计算输出模块、信号线、信号灯、蜂鸣器组成，所述固定块安装于反应釜外部的搅拌轴上，所述两个危险气体监测器对称安装在固定块下表面的边缘处，所述红外线反射面均匀固定在固定块下方搅拌轴的外表面，所述测距器安装在固定块外侧，所述计算输出模块可按照特殊流程来控制信号灯和蜂鸣器的启动，本发明根据红外线光谱吸收原理，利用搅拌轴的旋转带动固定块上的危险气体监测装置动态环绕监测整个密封区域，可迅速发现危险气体的泄漏并计算出裂缝的位置，保障生产区域的安全性，提高检修效率。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，具体涉及一种反应釜气体泄露监测装置及定位方法。
背景技术
反应釜是化工领域中一种常用的反应设备，在生产过程中利用电机带动搅拌轴对反应釜内的物料进行搅拌。由于腐蚀、老化、磨损等原因，容易导致搅拌轴与反应釜之间的密封区域出现裂缝并泄漏出危险气体。传统的危险气体监测装置一般固定安装在某一监测区域内，当危险气体扩散至该区域后才能得以监测。另外，为了提高监测效果，须加装多个危险气体监测装置完成密封区域的全覆盖，此方式经济性差。
此外，在发现有危险气体泄漏时，一般的处理方法为采用人工对整个密封区域进行检查，耗时长，效率低。
发明内容
为了解决固定方式安装的气体监测装置无法及时监测气体泄漏的缺陷，以及人工排查裂缝泄露点所需时间长、效率低的问题，本发明目的在于提供一种反应釜气体泄露监测装置及定位方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种反应釜气体泄露监测装置，包括固定块1、搅拌轴2、危险气体监测装置3、红外线反射面4、测距器5、计算输出模块6、信号线7、信号灯8、蜂鸣器9。
所述固定块1固定于反应釜外部搅拌轴2上靠近密封区域的部位，所述两个危险气体监测装置3对称安装在固定块1直径的两个端点处，所述红外线反射面4均匀的环涂在固定块1下方搅拌轴2的外表面，所述测距器5安装在固定块1外侧，所述计算输出模块6安装在反应釜侧上部，所述信号灯8和蜂鸣器9安装在计算输出模块6的外壳上。
所述危险气体监测装置3由外壳301、红外射线源302、红外线接收器303、无线信号发生器304、电池305构成，各部件统一封装在所述外壳301内，安装于固定块1的下表面；所述外壳301朝向搅拌轴2的一面对称等距的开有出射孔306和入射孔307。
所述固定块1外形为圆柱体，所述固定块1的半径为密封区域半径与所述外壳301长度之和的1.05～1.15倍，高约1～3cm，由密度较小的硬质材料制成，质量均匀分布，固定在反应釜外部的搅拌轴2上，具体位于密封区域上方3～5cm处。
所述红外线反射面4表面粗糙度Ra小于0.8，反射率不低于80%，厚度约0.5～1mm，宽约1～2cm。
所述红外射线源302和红外线接收器303主光轴的夹角小于5°，该角的顶点与红外线反射面4的外表面相切，平分线与外壳301的主轴共线，该角所确定的平面与所述固定块1的下表面平行，距离小于所述红外线反射面4具体宽度的0.8～0.9倍。
所述红外线接收器303将接收到的反射红外线强度信号传输至无线信号发生器304。
所述测距器5的感光孔与所述外壳301的背面等高。
所述计算输出模块6内部包含无线接收器、PLC和液晶屏，PLC通过信号线7与所述测距器5相连，PLC与所述信号灯7和所述蜂鸣器9相连可并控制所述信号灯8和所述蜂鸣器9，PLC将相关计算数据通过液晶屏显示。
一种反应釜气体泄露定位方法，若密封区域有裂缝出现，会有危险气体泄漏至密封区域与所述固定块1之间的空间，并遮挡所述红外射线源302出射光或所述红外线接收器303入射光中的任意一条，根据红外线光谱吸收原理，所述红外线接收器303接收到的红外线强度会显著低于一个阈值，可触发无线信号发生器304向所述计算输出模块6发出危险气体泄漏的信号。
当计算输出模块6中无线接收器接收到危险气体泄漏的无线信号时，PLC开始计时并触发所述信号灯8和蜂鸣器9，同时通过所述信号线7启动所述测距器5。
所述测距器5实时将测量结果通过所述信号线7传输至计算输出模块6，当测量结果为所述危险气体监测装置3与所述测距器5之间的最短距离，所述计算输出模块6停止计时，并根据当前所述搅拌轴2的实际转速，完成泄漏区域位置的计算，并通过液晶屏显示结果数据。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图。
图2是固定块和危险气体监测装置的仰视图。
图3是危险气体监测装置的结构图。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本发明将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的模块翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
实施例
如图1、图2、图3所示，本发明提供了一种反应釜气体泄露监测装置，包括固定块1、搅拌轴2、危险气体监测装置3、红外线反射面4、测距器5、计算输出模块6、信号线7、信号灯8、蜂鸣器9。
所述固定块1固定于反应釜外部搅拌轴2上靠近密封区域的部位，所述两个危险气体监测装置3对称安装在固定块1直径的两个端点处，所述红外线反射面4均匀的固定在固定块1下方搅拌轴2的外表面，所述测距器5安装在固定块1外侧，所述计算输出模块6安装在反应釜侧上部，所述信号灯8和蜂鸣器9安装在所述计算输出模块6的外壳上。
所述固定块1外形为圆柱体，所述固定块1的半径为密封区域半径与所述外壳301长度之和的1.05～1.15倍，高约1～3cm，由密度较小的硬质材料制成，质量均匀分布，固定在反应釜外部的搅拌轴2上，具体位于密封区域上方3～5cm处。
所述危险气体监测装置3由外壳301、红外射线源302、红外线接收器303、无线信号发生器304、电池305构成，各部件统一封装在所述外壳301内，安装于固定块1的下表面；所述外壳301朝向搅拌轴2的一面对称等距的开有出射孔306和入射孔307，红外射线源采用UM333R型，红外线接收器采用HS0038B型，无线信号接收器采用HK-FKGD40型。
本实施例中的危险气体以甲醛为例，甲醛气体的特征吸收区主要在3.514μm、3.607μm和5.77μm，通过查询甲醛气体在红外区域表现出较强的吸收特性，因此选用3.607μm红外射线源进行甲醛气体的监测。
本实施例中所述红外线反射面采用铝，表面粗糙度Ra小于0.8，反射率不低于80%，厚度约0.5～1mm，宽约1～2cm。
所述红外射线源302和红外线接收器303主光轴的夹角小于5°，该角的顶点与红外线反射面4的外表面相切，平分线与外壳301的主轴共线，该角所确定的平面与所述固定块1的下表面平行，距离小于所述红外线反射面4具体宽度的0.8～0.9倍。
所述红外线接收器303将接收到的反射红外线强度信号传输至所述无线信号发生器304。
所述测距器5的感光孔与所述外壳301的背面等高。
所述计算输出模块6内部包含无线接收器、PLC和液晶屏，PLC通过信号线7与所述测距器5相连，PLC与所述信号灯7和所述蜂鸣器9相连可并控制所述信号灯8和所述蜂鸣器9，PLC将相关计算数据通过液晶屏显示，测距器采用GLM30型，PLC采用S7-200型，蜂鸣器9采用HND-4216型，信号灯8采用ND2型。
采用上述反应釜气体泄露监测装置对反应釜气体泄露定位的具体方法如下：
若反应釜密封区域有裂缝出现，会有甲醛气体泄漏至密封区域与所述固定块1之间的空间，并遮挡所述红外射线源302出射光或所述红外线接收器303入射光中的任意一条，根据红外线光谱吸收原理，所述红外线接收器303接收到的红外线强度会显著低于一个阈值，可触发无线信号发生器304向所述计算输出模块6发出危险气体泄漏的信号。
当计算输出模块6中无线接收器接收到危险气体泄漏的无线信号时，PLC开始计时并触发所述信号灯8和蜂鸣器9，同时通过所述信号线7启动所述测距器5。
所述测距器5一直将测量结果通过信号线传输至计算输出模块6，直到测量结果等于所述危险气体监测装置3与所述测距器5之间的最短距离，计算输出模块6停止计时，并根据当前所述搅拌轴2的实际转速，完成泄漏区域面位置的计算，并通过液晶屏显示结果数据。
计算方式如下：
α=ω×(t1- t0)；
其中，ω是当前搅拌轴的转速；
t0是发现有危险气体泄漏的时刻；
t1是危险气体监测装置与测距器之间距离最短的时刻
裂缝的位置在以搅拌轴和测距器的连线反方向[α，α+5°]所对应的扇形区域中。
Claims (8)
1.一种反应釜气体泄露监测装置，包括固定块（1）、搅拌轴（2）、危险气体监测装置（3）、红外线反射面（4）、测距器（5）、计算输出模块（6）、信号线（7）、信号灯（8）、蜂鸣器（9），所述固定块（1）固定于反应釜外部搅拌轴（2）上靠近密封区域的部位，所述两个危险气体监测装置（3）对称安装在固定块（1）直径的两个端点处，所述红外线反射面（4）均匀的环涂在固定块（1）下方搅拌轴（2）的外表面，所述测距器（5）安装在固定块（1）外侧，所述计算输出模块（6）安装在反应釜侧上部，所述信号灯（8）和蜂鸣器（9）安装在所述计算输出模块（6）的外壳上。
2.根据权利要求1所述的一种反应釜气体泄露监测装置，其特征在于所述危险气体监测装置（3）包括外壳（301）、红外射线源（302）、红外线接收器（303）、无线信号发生器（304）、电池（305），各部件统一封装在所述外壳（301）内，固定于固定块（1）的下表面；所述外壳（301）朝向搅拌轴（2）的一面对称等距的开有出射孔（306）和入射孔（307）。
3.根据权利要求2所述的一种反应釜气体泄露监测装置，其特征在于所述固定块（1）外形为圆柱体，所述固定块（1）的半径为密封区域半径与所述外壳（301）长度之和的1.05～1.15倍，高约1～3cm，由密度较小的硬质材料制成，质量均匀分布，固定在反应釜外部的搅拌轴（2）上，具体位于密封区域上方3～5cm处。
4.根据权利要求1所述的一种反应釜气体泄露监测装置，其特征在于所述红外线反射面（4）表面粗糙度Ra小于0.8，反射率不低于80%，厚度约0.5～1mm，宽约1～2cm。
5.根据权利要求2所述的一种反应釜气体泄露监测装置，其特征在于所述红外射线源（302）和红外线接收器（303）主光轴的夹角小于5°，该角的顶点与红外线反射面（4）的外表面相切，平分线与外壳（301）的主轴共线，该角所确定的平面与固定块（1）的下表面平行，距离小于红外线反射面（4）具体宽度的0.8～0.9倍。
6.根据权利要求2所述的一种反应釜气体泄露监测装置，其特征在于所述测距器（5）的感光孔与外壳（301）的背面等高。
7.根据权利要求1所述的一种反应釜气体泄露监测装置，其特征在于所述计算输出模块（6）内部包含无线接收器、PLC和液晶屏，PLC通过信号线（7）与测距器（5）相连，PLC与信号灯（7）和蜂鸣器（9）相连，PLC将相关计算数据通过液晶屏显示。
8.一种反应釜气体泄露定位方法，其特征在于：
若密封区域有裂缝出现，会有危险气体泄漏至密封区域与所述固定块（1）之间的空间，并遮挡所述红外射线源（302）出射光或所述红外线接收器（303）入射光中的任意一条，根据红外线光谱吸收原理，所述红外线接收器（303）接收到的红外线强度会显著低于一个阈值，可触发无线信号发生器（304）向所述计算输出模块（6）发出危险气体泄漏的信号；
当计算输出模块（6）接收到危险气体泄漏的无线信号时，开始计时并触发所述信号灯（8）和蜂鸣器（9），同时通过所述信号线启动所述测距器（5）；
所述测距器（5）一直将测量结果通过信号线传输至计算输出模块（6），直到测量结果等于所述危险气体监测装置（3）与测距器（5）之间的最短距离，计算输出模块（6）停止计时，并根据当前所述搅拌轴（2）的实际转速，完成泄漏区域面位置的计算，并通过液晶屏显示结果数据；
计算方式如下：
α=ω×(t1- t0)；
其中，ω是当前搅拌轴的转速；
t0是发现有危险气体泄漏的时刻；
t1是危险气体监测装置与测距器之间距离最短的时刻
裂缝的位置在以搅拌轴和测距器的连线反方向[α，α+5°]所对应的扇形区域中。
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