CN201662872U - 主动式气体探测报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种主动式气体探测报警装置，用于主动测量被测区域的空气中的目标气体含量，其特征在于：该主动式气体探测报警装置包括红外线发射装置、红外线接收装置、报警装置和中央控制模块，该红外线接收装置和红外线发生装置均布置于被测区域内，且该红外线接收装置与红外线发生装置相对应，该红外线接收装置和红外线发生装置均与中央控制模块连接，报警装置与中央控制模块连接，这种测量方法改变了传统的点式检测的方法变被动测量为主动探测，由于两个红外线光束同在一个水平面上，用该测量结果代表被监测点的平面平均浓度更为合理。

Description

主动式气体探测报警装置 

技术领域

本实用新型涉及一种气体浓度检测报警系统，尤指一种用于在爆炸性气体环境中检测可燃气体浓度并能够报警的主动式气体探测报警装置。 

背景技术

目前，在一些具有危险气体或存在危险气体泄露危险的场所，为了保证附近人们的安全，通常人们都在这些区域设置用于检测危险气体的装置并可以报警的装置对危险气体和浓度进行监测，当有危险气体泄露或者危险气体的浓度超过一定的危险浓度值时，发出用于进行危险预警的声音过灯光信号提醒人们进行防范，目前常见的气体检测报警装置所使用的气体检测装置均为被动式检测方式，这种气体检测装置被固定在一个固定的位置处，而且要设置在隔爆装置内，通过将外界的气体吸入到隔爆装置内进行隔爆，从而检测危险气体的存在及其浓度范围，这种定点被动检测的方式，不仅速度较慢，而且吸气过程中容易造成过滤系统的堵塞，再者在一个较大的空间中采用几个检测装置的检测方式也会导致结果较为片面，不能正确地反应被检测空间内危险气体的浓度。 

实用新型内容

本实用新型的技术目的是为了提供一种能够同时对较大面积场合危险性气体主动检测且准确性高的主动式气体探测报警装置。 

为实现上述的目的，本实用新型的主动式气体探测报警装置包括用于主动测量被测区域的空气中的目标气体含量，该主动式气体探测报警装置包括红外线发射装置、红外线接收装置、报警装置和中央控制模块，该红外线接收装置和红外线发生装置均布置于被测区域内，且该红外线接收装置与红外线发生装置相对应，该红外线接收装置和红外线发生装置均与中央控制模块连接，报警装置与中央控制模块连接，由同一个红外光束发射装置控制两个红外线光束发射二极管在同一水平面上，以一定的角度向两个红外接收二极管连续发射红外线光束，在红外光束经过一定距离从发射点到达接收点位置时，空气中不同的气体组份对不同波长的红外光束将产生吸收效果，达到接收位置将产生一定的衰减，这种衰减与该气体的浓度和光束在该气体空间通过的距离成正比，通过对某一特定波的衰减程度可以探测到在两个点之间(发射装置和接收装置)的气体浓度。这种主动探测式的测量方式所测的浓度值不是一个点的浓度值而是代表两个点之间的特定浓度值，即浓度与距离的乘积。显然，这种特定浓度是与两点的距离有关，也就是说在同一百分比浓度下两点之间的距离越大，代表这一空间气体的总量就越大，这与传统的测量方式有明显的区别，可以说该测量值在空间测量更有意义。假定，我们将测量结果用“浓度米”来表示，测量数据代表两点之间的特定浓度，这一浓度值相当于两点之间的平均浓度，由于红外光被吸收与气体的浓度、光束所经过的距离成正比，而光路长度为已知，依据被吸收的波长和强度检测被监视的环境空间在被探测高度的平面上的气体平均浓度，通过测量两条光线所通过路经的气体平均浓度代表一个平面的浓度，较传统的使用自由扩散式的检测方式仅检测一个点来的浓度来说更能代表一个空间的被测目标气体的确切浓度。

为了增加测量的准确定，如果在同一个红外线光束发射点以一个角度在同一水平面向两个接收点同时发射两个红外线光束，在两个接收点分别获得两组测量数据，该数据分别与两个光束经过的气体浓度和距离的乘积成正比，在已知从发射点到接收点之间的距离时，测量结果除以距离就代表两个红外线光束所经过的路径的气体平均浓度值，由于两个红外线光束同在一个水平面上，用该测量结果代表被监测点的平面平均浓度更为合理。利用这种方法构成的主动式气体浓度检测报警系统，对于可燃性或有毒性气体代表其危险程度比较传统的近测量一个点的测量方法将更科学合理。如果将接收装置接收到的气体浓度信号经气体浓度转换装置转换为电流信号在送到气体报警控制装置，在报警控制装置上就可以预先设置报警点，当超过报警点浓度时，报警控制器就可以发出声和或光的高浓度报警信号。 

上述的中央控制模块包括对红外线接收装置所接收的光束的波长进行检测和筛选的光束波长检测单元、数据存储单元和用于数据处理的中央处理单元，该光束波长检测单元与中央处理单元连接，数据存储单元与中央处理单元连接，该数据存储单元内存储有用于判断光波强度的光波波长数据参数，所述的光波波长数据参数可以 是可燃性气体的光波波长数据参数，也可以是有毒气体的光波波长数据参数，依据存储单元内存储所对应的红外线光束的特征波长，系统可以准确地确定可燃性气体或有毒气体的浓度，当被测场所的危险气体如可燃性气体或有毒气体泄露时，如果可燃性气体或有毒气体的浓度超过预先设定的危险浓度值时，发出用于警示危险气体超标的声音或灯光报警信号，对火灾或有毒危险气体进行报警和警示。 

上述的红外线发生装置为红外线光束发射二极管，红外线接收装置为红外线光束接收二极管。 

上述的报警装置为单纯的声音报警装置，或是单纯的灯光报警装置，或是既包含声音报警又包含灯光报警的声光报警装置。 

有益效果：本实用新型主动式气体探测报警装置，改变传统的被动检测为主动发射红外光束通过检测发射的红外光束到达接收位置时被已知种类的气体所吸收程度，主动探测出空间(红外光束经过)的气体浓度。这种测量方法所得出的测量结果为代表在一定的被监视的空间内，一个水平面上的气体的平均浓度，使用这种探测方法其响应时间可以大大的提高且测量的是两条线段内的平均浓度，显然较测量一个点的位置气体的浓度更有意义，这种利用红外光束检测原理设计的产品不需要被测气体实际到达传感器内就可以探测，解决传感器的防爆问题也就显得简单了。另外，对于空旷的环境下设置过多的检测点对使用者来说也会带来不便，本实用新型可方便地对油气传输管道设备或空旷环境进行实时准确的测量，由 于采用红外光束的检测原理，因而使用寿命更长，测量结果更灵敏。 

为便于说明和本实用新型有关的详细内容及技术，以下兹就配合附图进行说明。 

附图说明

图1、为本实用新型第一种实施例的安装连接示意图； 

图2、为本实用新型第二种实施例的安装连接示意图； 

图3、为本实用新型第三种实施例的安装连接示意图。 

具体实施方式

请参照图1、图2和图3所示，本发明主动式气体探测报警装置包括用于主动测量被测区域的空气中的目标气体含量，该主动式气体探测报警装置包括红外线发射装置、红外线接收装置、报警装置和中央控制模块，该红外线接收装置和红外线发生装置均布置于被测区域内，且该红外线接收装置与红外线发生装置相对应，该红外线接收装置和红外线发生装置均与中央控制模块连接，报警装置与中央控制模块连接，由同一个红外光束发射装置控制两个红外线光束发射二极管在同一水平面上，以一定的角度向两个红外接收二极管连续发射红外线光束，在红外光束经过一定距离从发射点到达接收点位置时，空气中不同的气体组份对不同波长的红外光束将产生吸收效果，达到接收位置时相应的波长将产生一定的衰减，这种衰减与该气体的浓度和光束在该气体空间通过的距离成正比，通过对某一特定波的衰减程度可以探测到在两个点之间(发射装置和接收装置)的气体浓度。这种主动探测式的测量方式所测的浓度值不是 一个点的浓度值而是代表两个点之间的特定浓度值，即浓度与距离的乘积。显然，这种特定浓度是与两点的距离有关，也就是说在同一百分比浓度下两点之间的距离越大，代表这一空间气体的总量就越大，这与传统的测量方式有明显的区别，可以说该测量值在空间测量更有意义。假定，我们将测量结果用“浓度米”来表示，测量数据代表两点之间的特定浓度，这一浓度值相当于两点之间的平均浓度，由于红外光被吸收与气体的浓度、光束所经过的距离成正比，而光路长度为已知，依据被吸收的波长和强度检测被监视的环境空间在被探测高度的平面上的气体平均浓度，通过测量两条光线所通过路经的气体平均浓度代表一个平面的浓度，较传统的使用自由扩散式的检测方式仅检测一个点来的浓度来说更能代表一个空间的被测目标气体的确切浓度。 

为了增加测量的准确定，如果在同一个红外线光束发射点以一个角度在同一水平面向两个接收点同时发射两个红外线光束，在两个接收点分别获得两组测量数据，该数据分别与两个光束经过的气体浓度和距离的乘积成正比，在已知从发射点到接收点之间的距离时，测量结果除以距离就代表两个红外线光束所经过的路径的气体平均浓度值，由于两个红外线光束同在一个水平面上，用该测量结果代表被监测点的平面平均浓度更为合理。利用这种方法构成的主动式气体浓度检测报警系统，对于可燃性或有毒性气体代表其危险程度比较传统的近测量一个点的测量方法将更科学合理。如果将接收装置接收到的气体浓度信号经气体浓度转换装置转换为电流信号 在送到气体报警控制装置，在报警控制装置上就可以预先设置报警点，当超过报警点浓度时，报警控制器就可以发出声和或光的高浓度报警信号。 

上述的中央控制模块包括对红外线接收装置所接收的光束的波长进行检测和筛选的光束波长检测单元、数据存储单元和用于数据处理的中央处理单元，该光束波长检测单元与中央处理单元连接，数据存储单元与中央处理单元连接，该数据存储单元内存储有用于判断光波强度的光波波长数据参数，所述的光波波长数据参数可以是可燃性气体的光波波长数据参数，也可以是有毒气体的光波波长数据参数，依据存储单元内存储所对应的红外线光束的特征波长，系统可以准确地确定可燃性气体或有毒气体的浓度，当被测场所的危险气体如可燃性气体或有毒气体泄露时，如果可燃性气体或有毒气体的浓度超过预先设定的危险浓度值时，发出用于警示危险气体超标的声音或灯光报警信号，对火灾或有毒危险气体进行报警和警示。 

在本实施例中，相应的红外线发生装置为红外线光束发射二极管，相应的红外线接收装置为红外线光束接收二极管，报警装置也可以采用多种报警的方式，可以使采用单纯的声音报警装置，也可以采用单纯的灯光报警装置，也可以既采用既具有声音报警又具有灯光报警的声光报警装置。 

实施例1：请参照图1所示，为本发明的第一种具体实施例，该实施例中，所用的红外光束发射装置1和红外光束接收装置5水 平安装在同一平面上，确保红外光束发射二极管2和红外光束接收二极管4中心线在一直线上，光束定向装置3起到定向和抗外界光干扰作用。在正常工作状态下无被检测气体的条件，气体报警控制器6向红外光束发射装置1和红外光束接收装置5提供电源供电，红外光束发射装置1控制红外光束发射二极管2持续发射红外光束8，红外光束接收二极管4将接收到的光束信号传送给红外光束接收装置内含转换装置5，红外光束接收装置将所接收到的红外光特定的波长检测气体的吸收波长信号转换成标准的4毫安信号送给气体报警控制器5，报警控制器5的信号输入范围为标准的4-20毫安信号，此时接收到4毫安的电流信号显示值为0％体积比。当红外光束发射装置1和红外光束接收装置5之间有被检测的气体存在时，红外光束接收二极管4接收到的信号减弱，红外光束接收装置内含转换装置5的输出信号增加即：(4+X)毫安，X与被测气体的浓度Y成正比。此时控制器显示为当前气体浓度Y％体积比。当被测气体浓度设定在某一数值时，控制器显示超过该浓度即可输出声和或光报警信号。从而，实现了主动式气体检测报警系统的目的。 

以红外光束接收装置内含转换装置被标定测量为可燃性气体甲烷为例，该装置就构成了主动式可燃性气体如甲烷检测报警系统的目的。如果，红外光束接收装置内含转换装置被标定测量有毒气体如甲一氧化碳，该装置就构成了主动式有毒气体如甲一氧化碳检测报警系统的目的。由于其测量的气体浓度代表在此线段内的浓度平均数值。因此，较传统的测量一个点的气体浓度更能代表气体的危 险程度。 

请参照图2和图3所示，为本发明的第二种和三种实施例用于对一个平面中的气体浓度的平均值进行测量的安装示意图，红外光束发射装置1上的两个红外光束发射二极管2、3，在同一水平面上以一个角度向两个水平方向同时发射两束红外光束8，两个红外光束8分别被红外接收二极管4、6所接收，红外接收二极管4、6将所接收的气体浓度信号分别送至红外线接收装置5、7，红外线接收装置内的信号转换装置将接收到的两个气体浓度信号经算数平均并除以光束所通过的距离在转换成标准的4-20毫安标准电流信号输出给气体报警控制器。显然，此浓度信号代表所监视空间在所检测的平面内的平均气体浓度，若将红外线接收装置5、7，标定用于检测可燃性气体如甲烷则，系统构成主动式平面可燃气体探测报警系统。若将红外线接收装置5、7，标定用于检测有毒气体如一氧化碳则，系统构成主动式平面有毒气体探测报警系统。若将红外线接收装置5、7，标定用于检测烟气如二氧化碳则，系统构成主动式平面火灾探测报警系统。 

Claims (6)

1.一种主动式气体探测报警装置，其特征在于：该主动式气体探测报警装置包括红外线发射装置、红外线接收装置、报警装置和中央控制模块，该红外线接收装置和红外线发生装置均布置于被测区域内，且该红外线接收装置与红外线发生装置相对应，该红外线接收装置和红外线发生装置均与中央控制模块连接，报警装置与中央控制模块连接。

2.如权利要求1所述的主动式气体探测报警装置，其特征在于：所述的中央控制模块包括对红外线接收装置所接收的光束的波长进行检测和筛选的光束波长检测单元、数据存储单元和用于数据处理的中央处理单元，该光束波长检测单元与中央处理单元连接，数据存储单元与中央处理单元连接。

3.如权利要求1或2所述的主动式气体探测报警装置，其特征在于：所述的红外线发生装置为红外线光束发射二极管，红外线接收装置为红外线光束接收二极管。

4.如权利要求2所述的主动式气体探测报警装置，其特征在于：所述的光波波长数据参数是为可燃性气体的光波波长数据参数。

5.如权利要求1所述的主动式气体探测报警装置，其特征在于：所述的光波波长数据参数是为有毒气体的光波波长数据参数。

6.如权利要求1所述的主动式气体探测报警装置，其特征在于：所述的报警装置为声音报警装置或灯光报警装置或声光报警装置。 

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