CN203275036U - 手持式气体泄漏检测器 - Google Patents

Abstract

手持式气体泄漏检测器，包括壳体，壳体连接声波接收管道；所述壳体内设：超声波接收器、阻抗匹配模块、前级放大器、带通滤波器、末级放大器，所述超声波接收器、阻抗匹配模块、前级放大器、带通滤波器、末级放大器依次连接，末级放大器连接控制器模块；所述控制器模块连接显示模块；所述控制器模块设有信号处理模块、上位机通讯模块。本实用新型一种手持式气体泄漏检测器，克服了上述检测方法的缺点，能快速准确判断气体是否泄漏；并检测出气体泄漏地点和估算泄漏量。

Description

手持式气体泄漏检测器

技术领域

本实用新型涉及一种气体检测装置，特别是一种手持式气体泄漏检测器。

背景技术

目前，不论工业中还是生活中均大量用到气体压缩运送的方式。如：气罐、天燃气管道等。与此同时，由于种种原因，气体泄漏时常发生。气体泄漏不仅会污染空气和浪费资源，而且是易燃易爆气体，还会带来人员伤亡和财产损失。因此，需要快速准确定位气体泄漏地点进行维修。气体泄漏检测器检漏方法大体分为两类。一类是以专利号为ZL200910089296.8，实用新型名称为《可燃气体泄漏报警器》的专利记载的技术方案，利用气敏元件接触泄漏气体，将浓度有关信息转换成电信号，到达检测目的。该方法需要气体泄漏在空间形成一定浓度，不能快速定位气体泄漏点。另一类是以专利号为ZL200810135671.3，实用新型名称为《气体气体泄漏检测装置及其方法》的专利记载的技术方案，是通过检测气体流量检测气体泄漏情况，但不能快速定位泄漏点。

发明内容

本实用新型是针对现有技术的问题和不足提供一种手持式气体泄漏检测器，克服了上述检测方法的缺点，能快速准确判断气体是否泄漏；并检测出气体泄漏地点和估算泄漏量。

本实用新型采取的技术方案为：手持式气体泄漏检测器，包括壳体，壳体连接声波接收管道；所述壳体内设：超声波接收器、阻抗匹配模块、前级放大器、带通滤波器、末级放大器，所述超声波接收器、阻抗匹配模块、前级放大器、带通滤波器、末级放大器依次连接，末级放大器连接控制器模块；所述控制器模块连接显示模块；所述控制器模块设有信号处理模块、上位机通讯模块。

所述壳体内设有电源管理模块，所述电源管理模块包括充电装置、充电电池和DC转换器。

所述显示模块为触摸屏。

所述控制器模块为STM32单片机。

所述壳体为铝镁合金密封防爆外壳。

所述声波接收管道设有活动式管道臂，超声波接收器的探头位于活动式管道臂的顶端。

所述带通滤波器为40KHZ带通滤波器。

本实用新型手持式气体泄漏检测器，有益效果如下：

1）、手持式，操作灵活、方便；

2）、能在现场迅速，准确，直观地找出各类压力和真空整体系统的气体，液体泄漏故障；

3）、由于气体泄漏的特征现象相同，还能检测船舶，汽车座舱，冰箱，容器等密闭器件的密封程度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型外部结构示意图。

图2为本实用新型内部结构框图。

图3为本实用新型测试流程图。

具体实施方式

如图1、图2所示，手持式气体泄漏检测器，包括壳体1，所述壳体1为铝镁合金密封防爆外壳。壳体1连接声波接收管道2。所述壳体1内设：超声波接收器3、阻抗匹配模块4、前级放大器5、带通滤波器6、末级放大器7，所述超声波接收器3、阻抗匹配模块4、前级放大器5、带通滤波器6、末级放大器7依次连接，末级放大器7连接控制器模块8，末级放大器7将输出信号送入控制器模块8。

所述控制器模块8为STM32单片机。采用的STM32单片机内部12位AD采样，再将采样的数据通过FIR、FFT和声强估算算法判断是否有气体泄漏。

所述声波接收管道2采用工程塑料PC，所述声波接收管道2设有活动式管道臂，活动式管道臂采用金属鹅颈管，可灵活弯曲，便于定位死角泄漏点。超声波接收器3的探头位于活动式管道臂的顶端。

所述控制器模块8连接显示模块9；所述显示模块9为触摸屏，用于显示单片机检测结果，输入指令查询历史记录等。

所述控制器模块8设有信号处理模块、上位机通讯模块。采用基于RS232的串口，用于仪器和PC端通信。

所述控制器模块8还连接存储装置，采用EEPROM型号24C256存储器，用于存储检测数据；

所述控制器模块8还连接多个LED组成的柱状指示灯11，采用发光二级管阵列，辅助显示气体泄漏强度（或泄漏点的远和近）。

所述壳体1内设有电源管理模块10，所述电源管理模块10包括充电装置、充电电池和DC转换器。充电装置用于给充电电池充电，再通过DC转换器给整个检测器装置供电。

工作原理：

如果一个容器内或管道内充满气体，当其内部压强大于外部压强时，由于内外压差较大，一旦容器有漏孔，气体就会从漏孔冲出。当漏孔尺寸较小，且雷诺数较高时，冲出气体就会形成湍流，湍流在漏孔附近会产生一定频率的超声波，声波振动的频率与漏孔尺寸有关：漏孔较大时，人耳可听到漏气声，当漏孔很小且声波频率很高时，人耳就听不到了。但它们能在空气中传播，被称作空载超声波。超声波是高频短波信号，其强度随着传播距离的增加而迅速衰减。超声波具有指向性。利用这个特征，即可判断出正确的泄漏位置。

声压级L由泄漏孔驻压p与泄漏孔直径D决定，关系如下： 

其中：Po为环境大气绝对压力；p为泄漏孔驻压。

由上式可知，当与泄漏孔距离一定时，声压级是随泄漏孔直径和系统压力的变化而变化的。在40kHz点声压与雷诺数之间有如下关系：

 

ρ为气体密度；μ为粘度；υ为流速；D为力学平均直径。

由此可见，当检测出泄漏孔附近在频率点的声强，则能推算出该泄漏孔的雷诺数。当雷诺数和气体流速已知，即可求出该泄漏孔平均直径D，故可得出泄漏量。

本实用新型的超声波接收器3输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的一定关系，以免接上负载后对器材超声波接收器的工作状态产生明显的影响。负载阻抗等于超声波接收器内阻抗，即它们的模和辐角分别相等，可在负载阻抗上可以得到无失真的电压传输。负载阻抗等于信源内阻抗的共轭值时，负载阻抗上可以得到最大功率。因此超声波接收器输出信号经过阻抗匹配环节后再输入前级放大环节。

本实用新型超声波探头将接收到的信号传递给信号调理电路部分。信号调理部分包括阻抗匹配电路和信号的一次放大，40KHz的带通滤波器和信号的二次放大。信号调理电路将处理后的电路传递给控制器模块8。控制器模块8是采用通用的STM32单片机。单片机做数据分析，将处理后的数据送到多个LED组成的柱状指示灯11和触摸屏。触摸屏与单片机通过串口相连接。

Claims (6)

1.手持式气体泄漏检测器，包括壳体（1），其特征在于，壳体（1）连接声波接收管道（2）；

所述壳体（1）内设：超声波接收器（3）、阻抗匹配模块（4）、前级放大器（5）、带通滤波器（6）、末级放大器（7），所述超声波接收器（3）、阻抗匹配模块（4）、前级放大器（5）、带通滤波器（6）、末级放大器（7）依次连接，末级放大器（7）连接控制器模块（8）；

所述控制器模块（8）连接显示模块（9）；

所述控制器模块（8）设有信号处理模块、上位机通讯模块。

2.根据权利要求1所述手持式气体泄漏检测器，其特征在于，所述壳体（1）内设有电源管理模块（10），所述电源管理模块（10）包括充电装置、充电电池和DC转换器。

3.根据权利要求1所述手持式气体泄漏检测器，其特征在于，所述显示模块（9）为触摸屏。

4.根据权利要求1所述手持式气体泄漏检测器，其特征在于，所述控制器模块（8）为STM32单片机。

5.根据权利要求1所述手持式气体泄漏检测器，其特征在于，所述壳体（1）为铝镁合金密封防爆外壳。

6.根据权利要求1所述手持式气体泄漏检测器，其特征在于，所述声波接收管道（2）设有活动式管道臂，超声波接收器（3）的探头位于活动式管道臂的顶端。

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