CN200968942Y - 气体自动采集、监测装置 - Google Patents

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一种气体自动采集、监测装置；具有机箱，机箱由箱体和箱盖构成，箱体内腔中安装有微型电动气泵，该微型电动气泵的吸气口与进气管连通，进气管伸出于箱体壁外，进气管上装有能够过滤水汽和粉尘的过滤器；该微型电动气泵的出气口经过三通与内、外排气管连接，内排气管的管口与箱体内腔连通，外排气管的管口露出于箱体外；内、外排气管上都装有阀门，箱体内腔中装有至少一台传感器，在箱体的侧壁上装有一向外放气的单向泄气阀。本实用新型体积小、携带容易、使用方便、适用范围广、成本低，既可采集气样进行存贮，也可通过传感器对采集的气样进行检测，再通过电缆线将检测值传给生产安全监控系统实现自动监测。

Description

气体自动采集、监测装置
技术领域
本实用新型涉及石化、煤矿等行业中有毒、有害、易燃、易爆环境场所气体样品采集、监测装置。
背景技术
目前，石化、煤矿等行业检测、监测气体成份的方式有以下四种。
第一种方式是工作人员携带便携式仪器(如瓦斯检查员携带光干涉甲烷测定器)到生产作业现场检测有关气体变化情况，其不足之处在于：对有些人员不能到达并且又需要经常进行检测的地点(如密闭区、采空区等地点)不能进行检测。
第二种方式是人工取样进行检测，即由工作人员将采样球胆带到待检测地点，通过人工手动捏压吸气球，将现场气体取样充装到球胆内后把球胆携带到地面，送进气相色谱仪里分析定值。其不足之处在于：人工采集气样费时、费工、费力且不安全；不能实现长时间连续监测；不能测量密闭空间里的温度、压力和气体变化情况。
第三种方式是装备束管监测系统，该系统由塑料管路、气泵、气相色谱仪或是红外线分析仪组成；气相色谱仪和气泵安装在监测室内，塑料管路一直从监测室铺设到生产作业现场各监测点，当需要监测这些地点的气体成份时，就开动气泵抽取气体到监测室仪器里分析定值。其不足之处在于：管路系统复杂，管道长，不能实现长时间、连续性的监测。
第四种方式是将一氧化碳、二氧化碳、氧气、甲烷等气体传感器和压力、温度的传感器固定安装在生产作业现场各监测地点，传感器通过电缆线与监测室里的生安全监控系统连接，可长期、连续监测甲烷、一氧化碳等有毒有害气体的变化情况和温度、压力等物理参数的变化情况。其不足之处在于：传感器只能安装在人员所能到达的地点，而有些人员不能到达并且又需要经常进行适时检测的地点(如密闭区、采空区等地点)传感器不能安装，无法进行检测。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决上述问题，提供一种气体自动采集、监测装置，该装置体积小、携带容易、使用方便、适用范围广、成本低，既可采集气样进行存贮，也可通过传感器对采集的气样进行检测，再通过电缆线将检测值传给主机或生产安全监控系统实现自动监测。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种气体自动采集、监测装置；具有机箱，机箱由箱体和箱盖构成，其特征在于：所述箱体内腔中安装有微型电动气泵，该微型电动气泵的吸气口与进气管连通，进气管伸出于箱体壁外，进气管上装有能够过滤水汽和粉尘的过滤器；该微型电动气泵的出气口经过三通与内、外排气管连接，内排气管的管口与箱体内腔连通，外排气管的管口露出于箱体外；内、外排气管上都装有阀门，箱体内腔中装有至少一台传感器，在箱体的侧壁上装有一向外放气的单向泄气阀。
所述传感器有多个，分别为甲烷、一氧化碳、氧气、二氧化碳的气体传感器及压力、温度传感器。
所述安装于箱体内腔中的微型电动气泵为多台。
所述箱体内设置有由密封金属壳构成的隔爆腔，隔爆腔内装有电源及控制电路。
所述过滤器由外壳和封装于外壳内的滤芯组成，滤芯由多层滤纸和活性碳纤维毡叠加构成。
所述外排气管的管口与采样球胆或采样气囊连接。
所述进气管与多条分支管连通，各分支管上装有手动截止阀。
所述微型电动气泵为一台，所述进气管与多条分支管连通，各分支管上装有电磁阀，各电磁阀由定时电路控制轮流开启和关闭，以抽取不同地点的气体样本。
所述传感器有多台，各台传感器的控制电路都集成在一块印刷电路板上。
本实用新型有以下积极有益的效果：
将生产作业现场待测区域里的空气抽取到密封的机箱里，机箱是一个有进有出、压力平衡的气体通道；机箱内的气体状况就是待测区域里气体状况的真实反映和再现；机箱里安装有传感器，传感器的种类根据检测气体的成份及参数而定，例如，可以是甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳等的气体传感器也可以是压力、温度传感器。本装置体积小，携带容易，灵活机动，检测气体的范围广，使用方便且成本低。进气管与多条分支管连通，分支管根据实际需要短则可几米，长则达数百米，分支管的端部直接敷设到待测地点，如密闭区、采空区等人员不能到达并且又需要经常进行适时检测的地点，各条分支管上分别装有阀门，阀门可以是手动截止阀或电磁阀，电磁阀由定时电路控制轮流开启和关闭，使相应的分支管定时导通和截止，以定时抽取待测地点的气体样本。本装置既可以在生产作业现场采集气样，通过传感器进行现场检测，也可以通过微型电动气泵将生产作业现场采集的气样自动充装贮存于球胆或气囊中，带到监测室里通过分析仪器进行分析检测，本装置是对石化、煤矿等行业现有生产安全监测方式的有益补充，使有关行业生产安全监控系统的功能得到发展、完善和健全。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是本实用新型实施例二的结构示意图。
具体实施方式
图中标号
1箱体        2箱盖        3微型电动气泵        301直流电动机
4进气管      401分支管    402分支管            403分支管
5过滤器      6三通
7内排气管   701阀门(手动截止阀或电磁阀)
8外排气管   801阀门(手动截止阀或电磁阀)
802采样球胆(采样气囊)
9单向泄气阀 10传感器
11隔爆腔    111电源       112控制电路板
41阀门(手动截止阀或电磁阀)
42阀门(手动截止阀或电磁阀)
43阀门(手动截止阀或电磁阀)
实施例一
请参照图1、图2，本实用新型是一种气体自动采集、监测装置，具有密封的机箱，机箱由箱体1和箱盖2构成，箱体1可由钢板焊接而成，箱体1和箱盖2用埋头内方螺栓固接，箱体1内腔中安装有微型电动气泵3，微型电动气泵3的吸气口与进气管4连通，进气管伸出于箱体壁外，进气管4上装有过滤器5；微型电动气泵3的出气口经过三通6与内、外排气管7、8连接，内排气管7的管口与箱体1的内腔连通，外排气管8的管口露出于箱体1外；内排气管7上装有阀门701，外排气管8上装有阀门801。
阀门701、801可以是手动截止阀，也可以是电磁阀，当阀门701、801采用手动截止阀时，都安装在机箱外，以方便操作。当阀门701、801采用电磁阀时，可安装在机箱外，也可安装在机箱内。
箱体内腔中装有一台传感器10，在箱体的侧壁上装有一向外放气的单向泄气阀9。外排气管8的管口与采样球胆802连接。采样球胆802也可以是采样气囊。过滤器5由外壳和封装于外壳内的滤芯组成，滤芯由多层滤纸和活性碳纤维毡叠加构成，以过滤水汽和粉尘。传感器10可以是甲烷、一氧化碳、氧气、二氧化碳的气体传感器中的一种，也可以是压力传感器或温度传感器。箱体1内设置有由密封金属盒构成的隔爆腔11，隔爆腔11内装有电源111及控制电路板112。使用时，将本装置放在生产作业现场的待监测地点，传感器10长时间连续通电工作，传感器信号线伸出机箱外，与主机或是生产安全监控系统相连。
本实施例中，进气管4通过两个三通与三条分支管401、402、403连通，分支管401、402、403根据实际需要短则可几米，长则达数百米，其端部直接敷设到待测地点，如密闭区、采空区等人员不能到达又需要经常进行适时检测的地点，三条分支管401、402、403上分别装有阀门41、42、43。阀门41、42、43可以是手动截止阀，也可以是电磁阀。分支管401、402、403的前端管口分别处于三个不同的待测地点，当要监测其中某一地点的气样时，只需要将相应分支管上的阀门打开，启动直流电动机301，让微型电动气泵3进行抽气工作，把待测地区里的气体抽取到机箱里，传感器10就可以把监测到的真实值通过电缆线传给主机，主机通过分析处理后由显示仪表直接显示出气体样本的相关数据值，并把有关信号通过电缆线传给监控系统。
微型电动气泵3可以是薄膜泵也可是以是离心式叶片泵。微型电动气泵3是由3V-12V的直流电动机301带动工作。直流电动机301的启停由控制电路板112上的定时器控制。电源111可以是由充电电池构成的本质安全型电源，也可以是一个由变压器和相关电路构成的转换电源，变压器通过导线与箱体外部的动力电源连接；降压、整流后，转换成低压直流电向直流电动机301供电。
微型电动气泵3在定时器的控制下，定时开动，开停的时间间隔由用户根据实际需要任意设定，比如用户可以设定每隔4小时启动一次微型电动气泵，每启动一次开启5分钟抽取气样。
气体流通的路径是：从进气管4到微型电动气泵3的进气口，从连在微型电动气泵3的出气口到三通6，由三通6到内排气管7，由内排气管7的管口排出，进入密闭的机箱内。长时间开启微型电动气泵3，使机箱内的气体压力逐步增加，当达到300Pa时，气体会顶开泄气阀9，排向机箱外，从而完整的气体通路也就形成了。
当要采集其中某一地点的气样时，只需要关闭阀门701，打开阀门801，这样微型电动气泵3抽气时，通过外排气管8将采集到的气样直接充装贮存到采样球胆802中，由工作人员带到监测室里做进一步分析检测。
上述实施例中，采用了一个微型电动气泵，微型电动气泵的电源靠充电电池组提供，机箱体积较小，重量轻，这种便携式的结构适宜于在生产作业现场采集气样，把待测气体充装到采样球胆或采样气囊中，携带到监测室里，通过气体分析仪做高精度定性定量分析。
实施例二
请参照图3，本实施例中，微型电动气泵3有三个，传感器10有三个，分别为甲烷、一氧化碳、氧气的气体传感器。每台微型电动气泵3的进气管可以连接一条分支管，也可以连接多条分支管，这样，便可通过时间差对多个不同的地点进行气体采样，由于在一个机箱中安装了多个传感器，所以可对同一区域内的气体进行多种成份及参数的分析监测，在优选方案中，各条分支管上的阀门由电磁阀构成，微型电动气泵和电磁阀都在定时电路的控制下分时启停，以分别抽取各个监测点的气体。考虑到抽气之初时，机箱内气体样本的成份与真实值有一定的差距，所以，对每一待测地点进行抽取时，应多抽取一段时间。本实施例中气体的通路与上述实施例相同。

Claims (9)

1.一种气体自动采集、监测装置；具有机箱，机箱由箱体和箱盖构成，其特征在于：所述箱体内腔中安装有微型电动气泵，该微型电动气泵的吸气口与进气管连通，进气管伸出于箱体壁外，进气管上装有能够过滤水汽和粉尘的过滤器；该微型电动气泵的出气口经过三通与内、外排气管连接，内排气管的管口与箱体内腔连通，外排气管的管口露出于箱体外；内、外排气管上都装有阀门，箱体内腔中装有至少一台传感器，在箱体的侧壁上装有一向外放气的单向泄气阀。
2.如权利要求1所述的气体自动采集、监测装置，其特征在于：所述传感器有多个，分别为甲烷、一氧化碳、氧气、二氧化碳的气体传感器及压力、温度传感器。
3.如权利要求1所述的气体自动采集、监测装置，其特征在于：所述安装于箱体内腔中的微型电动气泵为多台。
4.如权利要求1所述的气体自动采集、监测装置，其特征在于：所述箱体内设置有由密封金属壳构成的隔爆腔，隔爆腔内装有电源及控制电路。
5.如权利要求1所述的气体自动采集、监测装置，其特征在于：所述过滤器由外壳和封装于外壳内的滤芯组成，滤芯由多层滤纸和活性碳纤维毡叠加构成。
6.如权利要求1所述的气体自动采集、监测装置，其特征在于：所述外排气管的管口与采样球胆或采样气囊连接。
7.如权利要求1所述的气体自动采集、监测装置，其特征在于：所述进气管与多条分支管连通，各分支管上装有手动截止阀。
8.如权利要求1所述的气体自动采集、监测装置，其特征在于：所述微型电动气泵为一台，所述进气管与多条分支管连通，各分支管上装有电磁阀，各电磁阀由定时电路控制轮流开启和关闭。
9.如权利要求1所述的气体自动采集、监测装置，其特征在于：所述传感器有多台，各台传感器的控制电路都集成在一块印刷电路板上。
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