CN203479693U - 一种甲烷气体检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要公开了一种甲烷气体检测装置，所述装置包括电源、光源系统、传感检测探头、信号处理系统和数据处理系统。该检测装置是一种灵敏度高、重现性好、选择性高、响应时间短、可逆度高、抗检测限低、可抗强电磁干扰、制作成本较低，既便于分布式排布又适宜便携式测量的甲烷检测设备。

Description

一种甲烷气体检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种甲烷气体检测装置，特别涉及敏感材料多孔氧化铝反射膜装置。可广泛应用于煤矿、矿山等多瓦斯潜在危险领域。 

背景技术

目前市场上用于甲烷等易燃易爆气体的检测装置主要包括以下两种：一种是红外式甲烷检测仪(型号：MOT500-CH4-IR)，其主要结构包括红外甲烷传感器和微控制系统。由于不同气体对红外辐射有不同的吸收光谱和吸收强度，且与气体浓度有关。该装置即通过被测气体的以上特征来检测甲烷浓度。但在检测甲烷混合气体时，被检测气体的成分会造成红外谱线的重叠和干扰，这样对于被检测的气体对象就会有一定的选择性，而且检测的准确度和检测限度也会相对降低。 

另一种就是催化燃烧式甲烷测定器(型号：JZC-2)，其主要结构是催化检测元件，该装置的工作原理是应用载体热催化燃烧原理，用载体催化元件构成测量电桥。当仪器所处环境中存在甲烷气体时，甲烷在催化元件表面产生无焰燃烧，使载体催化检测元件的阻值发生变化，桥路失衡产生信号输出，信号大小与甲烷含量成线性比例关系，从而实现甲烷含量的检测和报警。与一般的恒温法相比，该装置检测精度不高，易受到高浓度瓦斯和硫化物的侵蚀，使用一段时间后，零点产生漂移，灵敏度下降、待测时间较长。 

在本实用新型中，光纤具有防电磁干扰、高绝缘、阻燃防爆、线路铺设灵活、响应速度极快等特点，多孔氧化铝反射膜的空隙率很高，其吸附甲烷气体后，膜层折射率发生明显的变化。因此，通过这种方法检测甲烷气体的准确度更高、检测限度更低、检测响应更快，即可便携检测，也可多分路排布检测。

实用新型内容

本实用新型主要公开了一种解决灵敏度高、重现性好、选择性高、响应时间短、可逆度高、抗检测限低、可抗强电磁干扰、制作成本较低，既便于分布式排布又适宜便携式测量的甲烷检测设备，其具体技术方案如下： 

一种甲烷气体检测装置，其特征在于，所述装置包括电源、光源系统、传感检测探头、信号处理系统和数据处理系统； 

所述传感检测探头通过光纤分别同光源系统和信号处理系统连接，所述信号处理系统通过导线同数据处理系统连接，所述信号处理系统能够通过所述导线传送参考数据信息和比较数据信息到数据处理系统，所述电源通过导线同光源系统、信号处理系统和数据处理系统连接。 

所述参考数据信息是所述传感检测探头置于无甲烷气体环境中时得到的同光源系统所发出的原始光源相对应的数据信息。 

所述传感检测探头包括反射式探针和多孔氧化铝反射膜。 

所述光源系统包括发光二极管，光源驱动部分、光源恒温部分。

附图说明

图1为甲烷检测装置示意图； 

附图标记说明： 

1-数据处理系统、2-信号处理系统、3-光源系统、4-反射式探针、5-多孔氧化铝反射膜、6-导线、7-电源、8-光纤、9-传感检测探头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明： 

如图1所示，甲烷气体检测装置，包括电源7、光源系统3、传感检测探头9、信号处理系统2和数据处理系统1；所述传感检测探头9包括反射式探针4和多孔氧化铝反射膜5；所述信号处理系统2具有显示功能；所述光源系统3包括发光二极管，光源驱动部分、光源恒温部分；电源7、光源系统3、信号处理系统2和数据处理系统1通过用导线6连接；信号处理系统2、传感检测探头9和光源系统3通过光纤8连接。 

将所述甲烷检测装置的传感检测探头9置于无甲烷气体环境中。光源系统3发出光信号，所述光信号通过光纤8进入到传感检测探头9中的反射式探针4，并在多孔氧化铝反射膜5上发生反射，反射回来的光信号进入反射式探针4并通过光纤8传输到信号处理系统2中，信号处理系统2将光信号转换为数字信号，形成了同光源系统3所发出的原始光源相对应的参考数据信息，所述参考数据信息随后被传送到数据处理系统1中作为原始光源的数据信息被存储起来。 

将该甲烷检测装置中的传感检测探头9置于被测甲烷混合气体环境中，混合气体进入到传感器探头中。光源系统3发出光信号，所述光信号通过光纤8进入到传感检测探头9中的反射式探针4，并在多孔氧化铝反射膜5上发生反射，由于多孔氧化铝反射膜5在吸附甲烷气体后，其折射率发生变化，且折射率的变化与吸附的甲烷气体的浓度相关，因此，经多孔氧化铝反射膜5反射后的光信号的光谱会根据甲烷气体的浓度的不同而改变，光谱改变了的光信号通过光纤8被传输到信号处理系统2中，信号处理系统2将该光信号转换为数字信号，形成了同经多孔氧化铝反射膜5反射后光谱发生改变了的光信号相对应的比较数据信息，相应的，所述比较数据信息与被测甲炕气体的浓度相对应；所述比较数据 信息被传送到数据处理系统1中，在所述数据处理系统1中，检测程序将接收到的比较数据信息与参考数据信息进行对比分析，经过计算，最终得到被检测甲烷混合气体环境中甲烷的浓度。 

该甲烷检测装置各电气指标必须满足本安设计的要求，所述本安设计要求电流、电压或功率不得大于其额定值的三分之二、电阻器的精度不低于正负百分之五的防爆国家标准(GB3836.4-83《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备》)要求。 

本实用新型的上述实施例仅仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。 

Claims (4)

1.一种甲烷气体检测装置，其特征在于，所述装置包括电源、光源系统、传感检测探头、信号处理系统和数据处理系统； 

所述传感检测探头通过光纤分别同光源系统和信号处理系统连接，所述信号处理系统通过导线同数据处理系统连接，所述信号处理系统能够通过所述导线传送参考数据信息和比较数据信息到数据处理系统，所述电源通过导线同光源系统、信号处理系统和数据处理系统连接。 

2.根据权利要求1所述的甲烷气体检测装置，其特征在于，所述参考数据信息是所述传感检测探头置于无甲烷气体环境中时得到的同光源系统所发出的原始光源相对应的数据信息。 

3.根据权利要求2所述的甲烷气体检测装置，其特征在于，所述传感检测探头包括反射式探针和多孔氧化铝反射膜。 

4.根据权利要求2所述的甲烷气体检测装置，其特征在于，所述光源系统包括发光二极管，光源驱动部分、光源恒温部分。 

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