CN201163278Y - 甲烷传感器检定配套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲烷传感器检定配套装置，其特征在于：设置有选择控制电路，该选择控制电路包括按钮开关、第二、第三互锁开关和负载电阻，按钮开关的第一常闭开关的输入端接收输入信号，该按钮开关的第一常闭开关的输入端与输出端之间并连负载电阻，第一常闭开关的输出端连接第二互锁开关的第一常闭开关的输入端，该第二互锁开关的第一常闭开关的输出端连接第三互锁开关的第一常闭开关，该第三互锁开关的第一常开开关连接电流表，第二互锁开关的第一常开开关连接频率计。该装置将电流表、频率计、负载电阻同时与被检传感器连接起来，可以连接多个高压气瓶，检定设备兼容性强，检定准确度高，易于操作。

Description

甲烷传感器检定配套装置

技术领域

本实用新型属于传感器校准装置，具体地说，涉及一种甲烷传感器检定配套装置。

背景技术

煤层气俗称煤矿瓦斯，是与煤伴生、共生的气体资源，其90％都为甲烷。甲烷浓度达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸，是煤矿矿井的主要灾害根源之一。为防止甲烷浓度超标，煤矿井下都放置有甲烷传感器实时检测作业场所空气中或瓦斯抽放管道中的甲烷浓度，当检测的甲烷浓度超过设定的浓度阈值时，甲烷传感器鸣叫报警。甲烷传感器的输出信号可以是电流信号，也可以是频率信号。甲烷传感器经过一段时间的使用，检测精度会超出误差范围，或显示值与实际的甲烷浓度不符合，或输出信号值与实际的甲烷浓度不符合，或显示值与输出信号值不符合，有可能造成错误的报警。

为了保证甲烷传感器检测的准确可靠，国家规定需要对甲烷传感器实行强制性检定和日常校准。目前对甲烷传感器的检定方式为：如图5所示，高压气瓶中分别装有清洁空气，以及多种不同浓度的甲烷标准气体，所述高压气瓶出口处安装有减压器，先将减压后的清洁空气经流量计控制流量后输出给被检传感器，清洗气路，并校准被检传感器零点。然后再改装上不同浓度的甲烷标准气体，将减压后的甲烷标准气体经流量计调节后输出给被检传感器，根据被检传感器的输出信号种类，选择连接频率计或电流表，显示被检传感器的输出信号值，比较甲烷标准气体浓度与被检传感器显示的浓度值，以及甲烷标准气体浓度与被检传感器输出信号换算的浓度值，检定误差是否在规定的安全范围内。

由于被检传感器只有一个信号输出口，不能同时连接频率计和电流表，当输出信号改变时，需要进行频率计和电流表的跟换，在进行负载特性检测时，还需要另外连接负载电阻，整体性不强，兼容性和检测精度也不高，操作比较麻烦。

现有技术的缺陷是：被检传感器不能同时连接频率计和电流表，在被检传感器输出信号改变时，需要进行频率计和电流表的跟换，进行负载特性检测时还需要另外连接电阻，导致检定设备整体性差，仪器间兼容性差，检定的准确度不高。同时，当甲烷标准气体的浓度改变时，需将流量计的输入口换接到需要使用的甲烷标准气体高压气瓶减压器的输出口上，再进行同样的操作，检定操作繁琐。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种易于操作的甲烷传感器检定配套装置，能将电流表、频率计、负载电阻有机地连接起来，使检定设备具有兼容性，提高检定的准确度。

为达到上述目的，本实用新型表述一种甲烷传感器检定配套装置，其关键在于：设置有选择控制电路，该选择控制电路包括按钮开关、第二、第三互锁开关和负载电阻，所述按钮开关的第一常闭开关的输入端接收输入信号，该按钮开关的第一常闭开关的输入端与输出端之间并连所述负载电阻，所述第一常闭开关的输出端连接所述第二互锁开关的第一常闭开关的输入端，该第二互锁开关的第一常闭开关的输出端连接所述第三互锁开关的第一常闭开关，该第三互锁开关的第一常开开关作为第一信号输出端输出信号，所述第二互锁开关的第一常开开关作为第二信号输出端输出信号。

所述按钮开关的第一常闭开关的输入端接收被检传感器输出的信号。在矿井下，被检传感器需要通过电缆才能将信号输出到地面上，设置所述负载电阻用于模拟电缆电阻。

还设置有电流表和频率计，所述电流表输入端连接所述选择控制电路的第一信号输出端，所述频率计的正向输入端连接所述选择控制电路的第二信号输出端。

当被检传感器输出信号为频率信号时，按下所述第二互锁开关，接通频率计，当被检传感器输出信号为电流信号时，按下所述第三互锁开关，接通电流表，在进行负载特性检测时，还需要按下所述按钮开关，使所述负载电阻接入线路中。第二、三互锁开关互锁，同时按下第二、三互锁开关时，只能接通频率计，保证每次使用时仅有一个信号输出端有效。通过所述选择控制电路，所述电流表、频率计和负载电阻有机地连接起来，检定设备兼容性提高。

所述选择控制电路固定在箱体内，在箱体前面板上并列设置有至少两个流量计，在该箱体内部设置有汇气排，该汇气排并列设置有进气口，所述流量计的输入口通过胶管连接减压器的输出口，所述减压器安装在高压气瓶的输出口上，所述流量计输出口分别设置有胶管连接所述汇气排上并列的进气口，该汇气排的输出口设置有胶管穿出所述箱体；

所述箱体上固定所述电流表，该电流表显示屏位于该箱体前面板上。

采用所述汇气排后，可以接收来自所述高压气瓶的多种不同浓度气体，不用再进行所述流量计与所述被检传感器间的转换连接操作，简化了检定过程。

所述高压气瓶内装有清洁空气或甲烷标准浓度气体，对所述被检传感器进行检定。检定时需配备一个装有清洁空气的高压气瓶和至少一个装有甲烷标准浓度气体的高压气瓶，所述清洁空气用于清洁气路并校准所述被检传感器零点，所述甲烷标准浓度气体用于检定所述被检传感器示值误差。通过控制所述流量计，保证每次检测时只有一条气路连通。

所述按钮开关和第二、第三互锁开关的第二常闭接电源负极，第二常开分别串接指示灯后与电源正极连接。

所述指示灯指明装置的工作状态。

本实用新型的显著效果是：提供了一种甲烷传感器检定配套装置，能将电流表、频率计、负载电阻有机地连接起来，当被检传感器输出信号是电流信号时，电流表显示其输出值，当被检传感器输出信号是频率信号时，频率计显示其输出值，也可以方便的进行负载特性检定，同时还能连接多个高压气瓶，不用频繁跟换，提高了检定设备的整体性和各仪器间兼容性，提高了检定的准确度，操作简单方便，符合JJG678-2007“催化燃烧式甲烷测定器”国家计量检定规程。

附图说明

图1是选择控制电路原理图；

图2是本实用新型结构示意图；

图3是实施例1的工作原理图；

图4是实施例2的工作原理图；

图5是现有甲烷传感器检定设备连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示：一种甲烷传感器检定配套装置，设置有选择控制电路1，该选择控制电路1包括按钮开关J1、第二、第三互锁开关J2、J3和负载电阻R，所述按钮开关J1的第一常闭开关JK1的输入端接收输入信号，该按钮开关J1的第一常闭开关JK1的输入端与输出端之间并连所述负载电阻R，所述第一常闭开关JK1的输出端连接所述第二互锁开关J2的第一常闭开关JK2的输入端，该第二互锁开关J2的第一常闭开关JK2的输出端连接所述第三互锁开关J3的第一常闭开关JK3，该第三互锁开关J3的第一常开开关JN3作为第一信号输出端输出信号，所述第二互锁开关J2的第一常开开关JN2作为第二信号输出端输出信号。

所述按钮开关J1的第一常闭开关JK1的输入端接收被检传感器4输出的信号。在矿井下，被检传感器4需要通过电缆才能将信号输出到地面上，设置所述负载电阻R用于模拟电缆电阻。

如图1、2、3所示：还设置有电流表2和频率计3，所述电流表2输入端连接所述选择控制电路1的第一信号输出端，所述频率计3的正向输入端连接所述选择控制电路1的第二信号输出端。

当被检传感器4输出信号为频率信号时，按下所述第二互锁开关J2，接通频率计，当被检传感器4输出信号为电流信号时，按下所述第三互锁开关J3，接通电流表2，在进行负载特性检测时，还需要按下所述按钮开关J1，使所述负载电阻R接入线路中。第二、三互锁开关J2、J3互锁，同时按下第二、三互锁开关J2、J3时，只能接通频率计3，保证每次使用时仅有一个信号输出端有效。通过所述选择控制电路1，所述电流表2、频率计3和负载电阻R有机地连接起来，检定设备兼容性提高。

如图2、3所示：所述选择控制电路1固定在箱体6内，在箱体6前面板上并列设置有至少两个流量计9，在该箱体6内部设置有汇气排5，该汇气排5并列设置有进气口，所述流量计9的输入口通过胶管连接减压器8的输出口，所述减压器8安装在高压气瓶7的输出口上，所述流量计9输出口分别设置有胶管连接所述汇气排5上并列的进气口，该汇气排5的输出口设置有胶管穿出所述箱体6；

所述箱体6上固定所述电流表2，该电流表2显示屏位于该箱体6前面板上。

所述减压器7和高压气瓶7个数与所述流量计9相等，所述五个高压气瓶7分别编号为1、2、3、4、5号高压气瓶7，分别装有清洁空气、0.5％、1.1％、1.5％、3.0％的甲烷标准气体，该5个高压气瓶7对应的流量计9编号相同。

采用所述汇气排5后，可以接收来自所述高压气瓶7的多种不同浓度气体，不用再进行所述流量计9与所述被检传感器4间的转换连接操作，简化了检测过程。

如图1所示，所述按钮开关J1和第二、第三互锁开关J2、J3的第二常闭JA1、JA2、JA3接电源负极，第二常开JB1、JB2、JB3分别串接指示灯L1、L2、L3后与电源正极连接。

所述指示灯L1、L2、L3指明装置的工作状态。

所述被检传感器4为GJC4型甲烷传感器，该被检传感器4输出可以设置为电流输出，也可以设置为频率输出，所述电流表2为MB4204型直流数字电流表，所述频率计3为E312B00型通用计数器，所述高压气瓶7采用4L标准铝合金气瓶，所述减压器8为YQJW型气体减压器，所述流量计9为LZB-3WB型玻璃转子流量计，所述负载电阻R阻值为500Ω。

本装置设计符合JJG678-2007“催化燃烧式甲烷测定器”国家计量检定规程。

所述被检传感器4输出信号为频率信号时的检定，其工作原理如下：

检定前，先将所有流量计9的调节阀置于关闭位置，然后将所有减压器8上的流量调节阀置于开启位置，同时打开所有高压气瓶7的瓶阀，所述第一、第二、第三互锁开关J1、J2、J3断开。

零点校准阶段：调节1号流量计9调节阀，调节流量至所述被检传感器4规定的校准流量，用清洁空气清洗气路，校准该被检传感器4的零点。

示值校准阶段：关闭1号流量计9，调节3号流量计9调节阀，调节流量至所述被检传感器4规定的校准流量，用1.1％甲烷标准气体校准该被检传感器4的示值。

示值误差检定：按下所述频率计3连接的第二互锁开关J2，所述第二互锁开关J2的第一常闭开关JK2断开，第一常开开关JN2闭合，所述频率计3接通，该频率计3正向输入端接收所述被检传感器4输出信号，负向输入端接所述直流稳定电源4负极，所述负载电阻R短路，所述第二互锁开关J2的第二常闭开关JA2断开，第一常开开关JB2闭合，所述指示灯L2接通发光，表示此刻被检传感器L2输出信号为频率信号。

关闭3号流量计9，调节1号流量计9调节阀，调节流量至所述被检传感器4规定的校准流量，所述0.5％甲烷标准气体进入该被检传感器4，记录此时所述频率计3和被检传感器4的显示值，按照公式

$G=\left(\frac{G_m-G_0}{P_m-P_0}\right)\×(P_i-P_0)$

将频率计3显示的频率值换算成甲烷浓度值。式中，G表示检测输出信号P_i对应的甲烷浓度；G_m表示输出电信号上限对应的甲烷浓度值；G₀表示输出电信号下限对应的甲烷浓度值；P_i表示检测的输出电信号；P_m表示输出电信号范围上限标称值；P₀表示输出电信号范围下限标称值。G_m、G₀、P_m、P₀均是根据被检型号说明书给出的固定值。

采用其他浓度甲烷标准信号检定该被检传感器4方法相同，每个浓度点作3次，取算术平均值作为该浓度点的示值。计算甲烷标准气体浓度与频率计3换算值间的误差，以及甲烷标准气体浓度与该被检传感器4间的误差，比较这两个误差与规定误差，如果两者都在规定误差内，则该被检传感器4可以继续使用，若其中一个超过规定误差，则该被检传感器4需要检修校准后才能再次使用。

负载特性检测：还需按下所述按钮开关J1，按钮开关J1的第一常闭开关JK1断开，第二常开开关JB1闭合，所述负载电阻R与所述频率计3串接，所述指示灯L1接通发光。之后的示值误差检定过程和方法与前面所述示值误差检定相同。

所述被检传感器4输出信号为电流信号时，操作过程与该被检传感器4输出信号为频率信号时操作大致相同，其不同之处主要在于：在进行示值误差检定时，需要在断开所述第二互锁开关J2的情况下，按下所述第三互锁开关J3，所述第三互锁开关J3的第一常闭开关JK3断开，第一常开开关JN3闭合，所述电流表2接通，该电流表2信号输入端接收所述被检传感器4输出信号，所述负载电阻R短路，所述第三互锁开关J3的第二常闭开关JA3断开，第一常开开关JB3闭合，所述指示灯L3接通发光，表示此刻被检传感器4输出信号为电流信号。

记录此时电流表2和被测传感器1的显示值，计算实际的示值误差，并与规定的示值误差作比较，检定该被测传感器1是否需要校准。

实施例2：

如图2、4所示：在箱体6前面板上并列设置有三个流量计9和一个汇气排5，所述减压器7和高压气瓶7个数与所述流量计9相等，所述三个高压气瓶7分别装有清洁空气、0.5％、1.1％的甲烷标准气体，其各仪器连接方式及检定原理同实施例1。

Claims (4)

1、一种甲烷传感器检定配套装置，其特征在于：该装置设置有选择控制电路(1)，该选择控制电路(1)包括按钮开关(J1)、第二、第三互锁开关(J2、J3)和负载电阻(R)，所述按钮开关(J1)的第一常闭开关(JK1)的输入端接收输入信号，该按钮开关(J1)的第一常闭开关(JK1)的输入端与输出端之间并连所述负载电阻(R)，所述第一常闭开关(JK1)的输出端连接所述第二互锁开关(J2)的第一常闭开关(JK2)的输入端，该第二互锁开关(J2)的第一常闭开关(JK2)的输出端连接所述第三互锁开关(J3)的第一常闭开关(JK3)，该第三互锁开关(J3)的第一常开开关(JN3)作为第一信号输出端输出信号，所述第二互锁开关(J2)的第一常开开关(JN2)作为第二信号输出端输出信号。

2、根据权利要求1所述甲烷传感器检定配套装置，其特征在于：还设置有电流表(2)和频率计(3)，所述电流表(2)输入端连接所述选择控制电路(1)的第一信号输出端，所述频率计(3)的正向输入端连接所述选择控制电路(1)的第二信号输出端。

3、根据权利要求1或2所述甲烷传感器检定配套装置，其特征在于：所述选择控制电路(1)固定在箱体(6)内，在箱体(6)前面板上并列设置有至少两个流量计(9)，在该箱体(6)内部设置有汇气排(5)，该汇气排(5)并列设置有进气口，所述流量计(9)的输入口通过胶管连接减压器(8)的输出口，所述减压器(8)安装在高压气瓶(7)的输出口上，所述流量计(9)输出口分别设置有胶管连接所述汇气排(5)上并列的进气口，该汇气排(5)的输出口设置有胶管穿出所述箱体(6)；

所述箱体(6)上固定所述电流表(2)，该电流表(2)显示屏位于该箱体(6)前面板上。

4、根据权利要求1所述甲烷传感器检定配套装置，其特征在于：所述按钮开关J1和第二、第三互锁开关(J2、J3)的第二常闭(JA1、JA2、JA3)接电源负极，第二常开(JB1、JB2、JB3)分别串接指示灯(L1、L2、L3)后与电源正极连接。

Images