CN1987403A - 用于气体报警器标定的可配制标准气体的机电一体化装置 - Google Patents

Abstract

一种用于气体报警器标定的可配制标准气体的机电一体化装置，有两个混气箱，各混气箱的结构相同，面板上的带压进气口和常压进气口都通过管路分别依次与混气箱的上进气嘴、阻火网、下进气嘴连通，然后带压气路经单向阀与三通件的一个进口连通，而常压气路经抽气泵与三通件的另一个进口连通；三通件的出口经比例电磁阀、压力传感器、温度传感器、流量计与单向阀的进口连通；单向阀的出口通过混合室、阻火网与面板上的标准气出口连通。本发明很好的解决了气体报警器标定过程中人工操作和计算繁琐和需做浓度校准的问题；克服了对环境温度和工作条件的要求严格的缺点并能使用常压气源，带有防爆功能。

Description

用于气体报警器标定的可配制标准气体的机电一体化装置

技术领域

本发明涉及一种用于气体报警器标定的可配制标准气体的机电一体化装置。

背景技术

现有的用于标定气体报警器的标准气体发生装置主要由两个气路和一个混合室连接构成，样品气钢瓶阀门处连接一个减压阀，将输出的气体压力降到0.1Mpa左右。减压后的气体用聚四氟乙烯管连通到该装置背面的样品气进口。稀释气钢瓶同样使用一个减压阀将压力降到0.1Mpa左右。减压后的气体用聚四氟乙烯管连通到该装置背面的稀释气进口。样品气气路连接质量流量计，该质量流量计的出口连接到流量控制阀门入口，该流量控制阀门通过第一个电位器调节控制开度。稀释气气路也与质量流量计连接，该质量流量计的出口连接到流量控制阀的入口，该流量控制阀通过第二个电位器调节控制开度。电位器上有数字刻度，可以根据刻度设置流量控制阀的流量。两个流量控制阀的出口都连接到一个三通件上，该三通件的一个出口连接到装置背面的标准气输出口。该装置的面板上有四个数码管显示气路中气体的流量，通过一个切换开关选择显示样品气流量或稀释气流量。现有装置的缺点是工作过程必须人工读取流量数据，人工调节气路中气体的流量，人工计算混合样品气浓度，配制成的标准气浓度与预先设定的标准气浓度不一致时，需要用校准曲线做浓度校准，并且操作过程繁琐，环境温度要求稳定在25±5摄氏度且安放平稳不能有震动，从开始工作到产生符合浓度准确度要求的样品气的时间长，工作效率低，准确度低，浪费的标准气比较多，现有装置没有考虑不同气体粘滞系数不同及气体状态不同而造成的对混合样品气浓度准确度影响；只能使用带压气源，不能使用常压气源，没有防爆功能，只能在安全区域中使用，不能在现场危险环境使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于气体报警器标定的可配制标准气体的机电一体化装置，它能克服现有气体报警器标定装置的上述缺点。

一种用于气体报警器标定的可配制标准气体的机电一体化装置，有样品气气路和稀释气气路、三通件、混合室、流量计、比例电磁阀、触摸屏，其特征是有两个混气箱，各两个混气箱内分别安装一个气路；各混气箱均通过引入筒和分析器下底面上的引入孔连通；各混气箱均连接一个吹扫筒，该吹扫筒的上端穿过面板，出口处装有吹扫筒旋盖；面板上的带压样品气进气口通过管路依次与混气箱的上进气嘴、阻火网、下进气嘴连通，并通过管路与单向阀连通，再与三通件的一个进口连通；面板上的常压样品气进气口通过另一组上进气嘴、阻火网、下进气嘴与抽气泵的进口连通，再与三通件的另一个进口连通；三通件的出口与比例电磁阀的进口连通，比例电磁阀的出口旁路与一个封闭支路的首端口连通，压力传感器安装在此支路的末端，温度传感器安装在此支路的管壁上；比例电磁阀的出口通过另一个支路与流量计的进口连通；流量计的出口与单向阀的进口连通；单向阀的出口通过混合室、第三个阻火网与面板上的标准气出口连通。

本发明很好的解决了气体报警器标定过程中制备标准气的问题，只需要通过触摸屏输入样品气的名称、输出流量、浓度和输出时间，可以自动计算出各支路所需流量，并控制比例控制阀门和抽气泵，以设定的输出流量开始设定浓度气体的混合过程，到了设定时间，自动停止标定过程。一次标定过程完成后可修改样品气参数开始新的标定过程也可以保持原有参数，开始下一次标定过程。整个标定过程无需人工干预和操作，自动克服环境和外界扰动的影响，配制的标准气准确度高，浓度切换反应迅速，节省气体标准物质，平均20秒就可以完成一个气体报警器探头的标定，大大提高了效率。本发明的装置还可以在危险场所现场工作，解决了在固定式气体报警器探头现场标定配制标准气的问题。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

附图2为其混合箱的俯视剖视图。

附图3为其面板结构示意图。

具体实施方式

本发明的用于气体报警器标定的可配制标准气体的机电一体化装置有样品气气路和稀释气气路、三通件13、混合室、流量计16、比例电磁阀19、触摸屏23，其特征是有两个混气箱1，该两个混气箱1内分别安装一个气路；各混气箱1均通过引入筒10和分析器2下底面的引入孔连接，各引入筒10中均灌注环氧树脂；分析器2上盖(面板)上安装防爆开关3，分析器2上盖(面板)上的通信口21和充电口22上分别装有通信口防爆旋盖4与充电口防爆旋盖5；各混气箱1均连接一个吹扫筒9，该吹扫筒9的上端穿过面板，出口处装有吹扫筒旋盖6。面板上的带压样品气进气口24通过管路依次与混气箱1上的进气嘴7、阻火网11、下进气嘴8连通，并通过管路与单向阀20(气路进口处)连通，再与三通件13的一个进口连通。面板上的常压样品气进口25通过另一组上气嘴、阻火网、下气嘴(图中未画出)与抽气泵14的进口连通，再与三通件13的另一个进口连通。三通件13的出口与比例电磁阀19的进口连通，比例电磁阀19的出口旁路与一个封闭支路的首端口连通，压力传感器17安装在此支路的末端，温度传感器18安装在此支路的管壁上。比例电磁阀19的出口通过另一个支路与流量计16的进口连通。流量计16的出口与单向阀20(气路出口处)的进口连通。单项阀20(气路出口处)的出口通过第三个阻火网、混合室与面板上的标准气出口26连通。另一个稀释气气路与样品气气路的结构相同。

本发明中涉及电路的部件有抽气泵14、数据采集控制器15、流量计16、压力传感器17、温度传感器18、比例电磁阀19和MCU控制器(图中未画出，与分析器2中的数据采集控制器15在同一个电路板上)，这些部件的内部电路均为已知，它们之间的连接关系是：温度传感器18通过导线与数据采集控制器15的P2口的I/O引脚P2.2连接，压力传感器17通过导线依次与信号调理和放大电路、模数转换电路(这后两个电路和连接方式均为已知)连接，模数转换电路通过导线与数据采集控制器15的P0口的8个I/O引脚连接。流量计16通过导线与数据采集控制器15的RS232接口P3.0 P3.1连接。抽气泵14通过继电器(与混气箱的数据采集控制器15在同一块电路板上)与数据采集控制器15的I/O引脚P2.1(继电器控制电路为已知)连接。比例电磁阀19的控制端通过导线与流量计16的阀门开度控制端口连接。分析器2中的数据采集控制器15的RS232口通过导线与MCU控制器(图中未画出，与分析器2中的数据采集控制器15在同一个电路板上)的RS232口连接。至此对本发明的电路已作了全部说明，而本发明的电路图就不再画出和另作说明了。

本发明采用两个气路，该两个气路的结构相同。两个气路形成“Y”形结构，每个气路的进口端又分为两路，一路是带压输入，另一路是常压输入。带压气路输入的进口通过第一个阻火网11连接一个单向阀20再连接到三通件13的一个入口；常压气路输入的进口通过一个阻火网11连接一个微型抽气泵14再连接到三通件13的另一个入口。两个气路通过三通件13汇合，三通件13气路出口依次与比例电磁阀19、压力传感器17、温度传感器18、流量计16连接；该气路从流量计16的出口再连接到一个单向阀20，接着连接到第二个阻火网11，最后达到混合室。两个气路分别安装于两个混气箱1中(混气箱也称为隔爆箱)，温度传感器18，压力传感器17，流量计16的信号线路和抽气泵的控制线路都通过导线分别连接到数据采集控制器15不同的I/O引脚。监控单元安装在分析器2中(分析器2也成为隔爆箱)，监控单元也包含一个数据采集控制器15。混气箱1中的数据采集控制器15与分析器2中的数据采集控制器15通过导线连接RS232端口，进行通信。混气箱1内安装蓄电池12，给混气箱1的各种传感器和数据采集控制器15单独供电。

使用本发明时，如果确定使用样品气钢瓶，则先在钢瓶出口安装减压阀，然后用聚四氟乙烯管将该减压阀的出口与本装置面板上的带压样品气进口24连通起来；如果使用的是样品气气袋，则使用聚四氟乙烯管或者硅胶管将该气袋出口与常压样品气进口25连通起来。如果使用带压稀释气，则用聚四氟乙烯管将稀释气钢瓶减压阀出口与本装置面板上的带压稀释气进口27连通起来；如果使用常压稀释气，则使用聚四氟乙烯管或者硅胶管将气源与常压稀释气进口28连通起来。用硅胶管将标准气出口26和标定用的气罩连接起来。然后打开防爆开关3，待机器自检完毕后，通过触摸屏23选择输入样品气的名称和浓度、稀释气的名称和浓度、标准气的浓度、标准气的输出流量和输出时间。如果使用的是常压气源，还需要选中气路对应的抽气泵开。

再通过按压触摸屏23对应位置启动本装置，本装置开始工作，待自动调节过程完成和输出标准气浓度稳定后，就可以按照报警器检定规程开始检定工作。本发明在工作过程中会克服外界压力、温度和扰动的影响，不断自动调节两个气路中气体的流量，使混合后气体的浓度满足标准物质的浓度要求。调节过程中每个气路的流量、输出标准气的流量和混合后的标准物质的浓度都在屏幕上显示出来。

面板上还设置了一个充电插口22和通讯插口21。充电插口22通过导线连接到分析器2和混气箱1中的数据采集控制器15上。通信插口21通过导线连接到分析器2和混气箱1中的数据采集控制器15上。

所有检定工作完成后，打开面板上的吹扫筒9上端的旋盖6，用清洁空气吹扫。

Claims (2)

1、一种用于气体报警器标定的可配制标准气体的机电一体化装置，有样品气气路和稀释气气路、三通件(13)、混合室、流量计(16)、比例电磁阀(19)、触摸屏(23)，其特征是有两个混气箱(1)，该两个混气箱(1)内分别安装一个气路；各混气箱(1)均通过引入筒(10)和分析器(2)下底面上的引入孔连通；各混气箱(1)均连接一个吹扫筒(9)，各吹扫筒(9)的上端穿过面板，出口处装有吹扫筒旋盖(6)；面板上的带压样品气进气口(24)通过管路依次与混气箱(1)的上进气嘴(7)、阻火网(11)、下进气嘴(8)连通，并通过管路与单向阀(20)连通，再与三通件(13)的一个进口连通；面板上的常压样品气进气口(25)通过另一组上进气嘴、阻火网、下进气嘴与抽气泵(14)的进口连通，再与三通件(13)的另一个进口连通；三通件(13)的出口与比例电磁阀(19)的进口连通，比例电磁阀(19)的出口旁路与一个封闭支路的首端口连通，压力传感器(17)安装在此支路的末端，温度传感器18安装在此支路的管壁上；比例电磁阀(19)的出口通过另一个支路与流量计(16)的进口连通；流量计(16)的出口与单向阀(20)的进口连通；单向阀(20)的出口通过混合室、第三个阻火网与面板上的标准气出口(26)连通。

2、如权利要求1所述的用于气体报警器标定的可配制标准气体的机电一体化装置，其特征是所述的分析器(2)上盖上安装防爆开关(3)，分析器(2)上盖上的通信口(21)和充电口(22)上分别装有通信口防爆旋盖(4)与充电口防爆旋盖(5)。