CN204065052U - 一种矿用气体浓度检测传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿用气体浓度检测传感器，包括外壳组件、主板组件、采样探头，该外壳组件上设置有采样口，采样探头安装于采样口内，所述主板组件设置于外壳组件内部且与采样口连接，该传感器还包括除湿装置，该除湿装置的外壳，该外壳上设置有进风口和出风口，外壳内安装有选择性渗透膜，该选择性渗透膜将外壳分隔成流通空腔和除湿空腔，流通空腔将进风口和出风口连通，除湿空腔内盛放有干燥剂，进风口与传感器的采样口之间管道连通，该管道上设置有主动采样风机。该传感器利用带选择性渗透膜和干燥剂的除湿装置对采样气体进行干燥，干燥效果好，传感器检测结果准确，除湿装置无需大电流即可工作，可使同一电源所连接的传感器数量保持一致。

Description

一种矿用气体浓度检测传感器

技术领域

本实用新型涉及一种气体浓度检测传感器，特别是指一种矿用气体浓度检测传感器。

背景技术

矿用气体浓度检测传感器是一种应用于矿井下实时检测气体浓度的传感器，其包括外壳组件、主板组件、采样探头，该外壳组件上设置有采样口，所述采样探头安装于采样口内，所述主板组件设置于外壳组件内部且与采样口连接，更换不同类型气体检测的主板组件和采样探头，形成不同类型的气体浓度检测传感器，如甲烷浓度检测传感器、一氧化碳浓度检测传感器等。目前的传感器采用自由扩散的方式进行检测。然而矿井下环境比较恶劣，湿度较大，湿度大会造成传感器检测不准确，甚至损坏采样探头，因此需要对采样气体进行除湿，以使检测结果准确。然传感器必须长时间稳定可靠的工作，而目前的除湿装置一般使用干燥剂对采样气体进行直接除湿，然目前的除湿装置有以下缺陷：1.除湿效果虽然比较好，但效果不持久，与采样空气直接接触的地方干燥剂利用到，而未接触的地方则未利用或利用低。2.干燥剂直接与空气接触，可能吸附气体造成检测结果不准确。而目前市面上出现过可让水分子直接透过的选择性透过管，气体从选择性透过管中流动，水分子由内而外透过选择性透过管，外侧利用干燥的流动风将水分带走。这种干燥结构不能利用矿用气体浓度检测传感器中，其原因有：首先，这种传感器数量较多，且多个传感器集中连接在一个电源上，电源的输出分流给传感器，而上述干燥结构利用干燥的流动风需要提供加热设备和风力流动动力设备，因此，需要额外的电流，这样就造成同一电源上所连接的传感器数量减少，需额外投入。其次，加热设备的功率不能太低，太低达不到干燥效果，因而干燥设备的电流会超过矿井内的安全电流，电流过大会留下安全隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种矿用气体浓度检测传感器，该传感器利用带选择性渗透膜和干燥剂的除湿装置对采样气体进行干燥，不但干燥效果好，使传感器检测结果准确，而且除湿装置无需大电流即可工作，可使同一电源所连接的传感器数量保持一致。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种矿用气体浓度检测传感器，包括外壳组件、主板组件、采样探头，该外壳组件上设置有采样口，所述采样探头安装于采样口内，所述主板组件设置于外壳组件内部且与采样口连接，该传感器还包括除湿装置，该除湿装置的外壳，该外壳上设置有进风口和出风口，外壳内安装有选择性渗透膜，该选择性渗透膜将外壳分隔成流通空腔和除湿空腔，所述流通空腔将进风口和出风口连通，所述除湿空腔内盛放有干燥剂，所述进风口与传感器的采样口之间管道连通，该管道上设置有主动采样风机。

作为一种优选的方案，所述除湿空腔内安装有支撑网，该支撑网将除湿空腔分隔成存放空腔和吸湿空间，该吸湿空间与选择性渗透膜相邻，所述干燥剂放置于存放空腔内。

作为一种优选的方案，所述外壳包括相互固定连接的壳体和壳盖，所述进风口和出风口均设置于壳盖上，壳盖的内侧端设置有凹槽，所述选择性渗透膜覆盖固定于壳盖内侧端，该凹槽与选择性渗透膜围成了所述流通空腔，所述支撑网固定于壳盖上且位于选择性渗透膜的内侧，该支撑网与选择性渗透膜之间的间隙构成了吸湿空间。

作为一种优选的方案，所述壳盖的内侧端设置有嵌槽，所述选择性渗透膜的边缘安装有卡箍，所述卡箍嵌入嵌槽内将选择性渗透膜固定。

作为一种优选的方案，所述壳盖包括法兰盖部和嵌入部，所述壳体上设置有壳盖安装孔，所述嵌入部安装于壳盖安装孔内，所述法兰盖部与壳体之间固定连接。

作为一种优选的方案，所述嵌入部的内侧端面向内凸伸有两条相互平行的第一凸起和相互平行的第二凸起，所述第一凸起的凸起高度高于第二凸起的高度，第一凸起分别位于第二凸起的两侧，所述第一凸起和第二凸起之间的间距构成所述嵌槽，所述嵌入部在第二凸起的端部内凹形成所述凹槽。

作为一种优选的方案，所述采样探头安装于采样口内将采样口分隔为位于外侧的外腔和位于内侧的内腔，所述进风口通过管道与内腔连通。

采用了上述技术方案后，本实用新型的效果是：1.该传感器包括除湿装置，该除湿装置利用选择性渗透膜进行过滤水分子，并利用干燥剂将渗透的水分子吸湿，这样可持续有效的对采样气体进行除湿，确保检测结果的准确性。2.该传感器利用主动采样风机进行主动采样，并可选择小电流的风机，这样，该除湿装置与原传感器配套后电流并没有增大太大，从而同一电源依旧可连接同样多的传感器，从而无需对电源进行更换，方便使用的同时，利用主动采样可提高检测效率和检测结果的准确性。

又由于所述除湿空腔内安装有支撑网，该支撑网将除湿空腔分隔成存放空腔和吸湿空间，该吸湿空间与选择性渗透膜相邻，所述干燥剂放置于存放空腔内，该结构一改目前的干燥误区，利用支撑网将干燥剂不直接与选择性渗透膜接触，这样，含湿量较高的采样气体进入到吸湿空间后，由于选择性渗透膜可将高湿度的一侧水分朝低湿度的一侧渗透，而干燥剂又将吸湿空间内的水分吸附，而干燥剂不与选择性渗透膜接触，那么吸湿空间内的湿空气可透过干燥剂之间的间隙在存放空间内自循环流动，这样，整个存放空腔内的干燥剂都能完全利用到，提高了干燥剂干燥效果和干燥持续时间，除湿装置添加一次干燥剂尽可能使用时间长。

又由于所述外壳包括相互固定连接的壳体和壳盖，所述进风口和出风口均设置于壳盖上，壳盖的内侧端设置有凹槽，所述选择性渗透膜覆盖固定于壳盖内侧端，该凹槽与选择性渗透膜围成了所述流通空腔，所述支撑网固定于壳盖上且位于选择性渗透膜的内侧，该支撑网与选择性渗透膜之间的间隙构成了吸湿空间。这样，整个选择性渗透膜和支撑网均固定在壳盖上，那么打开壳盖，就可更换干燥剂，同时，也可更换选择性渗透膜，因此，操作更加方便，维护便捷。

又由于所述壳盖的内侧端设置有嵌槽，所述选择性渗透膜的边缘安装有卡箍，所述卡箍嵌入嵌槽内将选择性渗透膜固定。该选择性渗透膜固定牢固，易安装。

又由于所述采样探头安装于采样口内将采样口分隔为位于外侧的外腔和位于内侧的内腔，所述进风口通过管道与内腔连通。这样，该除湿装置在干燥剂完全吸湿后不工作时，或者在主动采样风机损坏时，该传感器依旧可以进行检测，虽然此时检测结果可能会受到湿度的影响而并不完全准确，但是也可大体监控气体，确保矿井内有毒有害气体指标正常。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例的结构剖视图；

图2是图1在I处的放大示意图；

附图中：1.外壳组件；2.采样口；3.采样探头；4.除湿装置；41.壳体；42.壳盖；421.第一凸起；422.第二凸起；423.凹槽；424.卡箍；425.法兰盖部；426.嵌入部；43.干燥剂；44.进风口；45.出风口；46.主动采样风机；47.选择性渗透膜；48.管道；49.支撑网。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1、2所示，一种矿用气体浓度检测传感器，包括外壳组件1、主板组件、采样探头3，该外壳组件1上设置有采样口2，所述采样探头3安装于采样口2内，该采样探头3将采样口2分隔成内腔和外腔，所述主板组件设置于外壳组件1内部且与采样口2连接，该传感器还包括除湿装置4，该除湿装置4包括外壳，该外壳上设置有进风口44和出风口45，外壳内安装有选择性渗透膜47，该选择性渗透膜47将外壳分隔成流通空腔和除湿空腔，所述流通空腔将进风口44和出风口45连通，所述除湿空腔内盛放有干燥剂43，所述进风口44与采样口2之间管道48连通，其连通位置为所述进风口44通过管道48与内腔连通，该管道48上设置有主动采样风机46。

其中，对于选择性渗透膜47的外侧利用干燥剂43将渗透后的水分子吸附，在其他的技术行业中一般是直接将干燥剂43与膜贴合除湿，常规理解认为干燥剂43直接与膜贴合那么产生的干燥效果最好，然在矿用气体浓度检测传感器的使用中，对于干燥效果并不要求非常低，只要干燥的后的采样湿度相对较低不足以影响检测效果，而对干燥时间要求较高，由于矿井内对最大电流有严格要求，且传感器的尺寸也并不大，那么除湿装置4的体积并不能做大，那么在有限空间内存放一定的干燥剂43后，干燥时间就取决于干燥剂43的使用情况，而常规的理解中，干燥剂43直接与膜接触，虽然工作刚开始，干燥剂43会迅速将渗透的水分子吸附干燥，然当与选择性渗透膜47接触的一层干燥剂43吸附饱和后，其干燥剂43的湿度与选择性渗透膜47内侧的采样空气湿度差值减少，甚至有可能干燥剂43的湿度还大于选择性渗透膜47内侧的采样空气湿度，这样，选择性渗透膜47与干燥剂43接触的部位就不再渗透，而选择性渗透膜47内侧的水分子只能从干燥剂43空隙所对对应的部位渗透，从而大大降低了除湿的效果，同时，由于干燥剂43本身并不能传导湿度，因此，整个使用过程后只还有靠近选择性渗透膜47的一层吸湿饱和，而远离选择性渗透膜47的干燥剂43基本没有吸湿。从而干燥剂43的使用率降低，这样除湿时间就非常短。而本实用新型中，一改目前认知中的误区，所述除湿空腔内安装有支撑网49，该支撑网49将除湿空腔分隔成存放空腔和吸湿空间，该吸湿空间与选择性渗透膜47相邻，所述干燥剂43放置于存放空腔内。此种结构具有以下优点：1.干燥剂43不直接与膜接触，那么即使靠近膜的一层干燥剂43吸湿饱和后，膜两侧依旧会存在湿度差，从而选择性渗透膜47的渗透有效面积没有减少，渗透效率依旧可长期保持一致；2.干燥剂43不直接与膜接触，吸湿空间的存在使吸湿空间内的空气在干燥剂43间隙中产生微循环，从而渗透过来的水分子会通过微循环而循环到原理选择性渗透膜47的干燥剂43周围被其吸附，这样，整个存放空间内的干燥剂43都被利用，那么同样体积的干燥剂43，本实用新型中的除湿装置4的除湿时间更长，从而延长了更换时间，使传感器的维护更方便。

而所述外壳包括相互固定连接的壳体41和壳盖42，所述进风口44和出风口45均设置于壳盖42上，所述壳盖42包括法兰盖部425和嵌入部426，所述壳体41上设置有壳盖42安装孔，所述嵌入部426安装于壳盖42安装孔内，所述法兰盖部425与壳体41之间固定连接。

所述嵌入部426的内侧端面向内凸伸有两条相互平行的第一凸起421和相互平行的第二凸起422，所述第一凸起421的凸起高度高于第二凸起422的高度，第一凸起421分别位于第二凸起422的两侧，所述第一凸起421和第二凸起422之间的间距构成所述嵌槽，所述嵌入部426在第二凸起422的端部内凹形成所述凹槽423。所述选择性渗透膜47覆盖固定于壳盖42内侧端，该凹槽423与选择性渗透膜47围成了所述流通空腔，所述支撑网49固定于壳盖42上且位于选择性渗透膜47的内侧，该支撑网49与选择性渗透膜47之间的间隙构成了吸湿空间。所述壳盖42的内侧端设置有嵌槽，所述选择性渗透膜47的边缘安装有卡箍424，所述卡箍424嵌入嵌槽内将选择性渗透膜47固定。

根据所要检测的气体种类不同，该矿用气体浓度检测传感器的采样探头和主板可以进行适应选择，从而形成检测不同气体的浓度传感器，满足不同使用要求。

Claims (7)

1.一种矿用气体浓度检测传感器，包括外壳组件、主板组件、采样探头，该外壳组件上设置有采样口，所述采样探头安装于采样口内，所述主板组件设置于外壳组件内部且与采样口连接，其特征在于：该传感器还包括除湿装置，该除湿装置的外壳，该外壳上设置有进风口和出风口，外壳内安装有选择性渗透膜，该选择性渗透膜将外壳分隔成流通空腔和除湿空腔，所述流通空腔将进风口和出风口连通，所述除湿空腔内盛放有干燥剂，所述进风口与传感器的采样口之间管道连通，该管道上设置有主动采样风机。

2.如权利要求1所述的一种矿用气体浓度检测传感器，其特征在于：所述除湿空腔内安装有支撑网，该支撑网将除湿空腔分隔成存放空腔和吸湿空间，该吸湿空间与选择性渗透膜相邻，所述干燥剂放置于存放空腔内。

3.如权利要求2所述的一种矿用气体浓度检测传感器，其特征在于：所述外壳包括相互固定连接的壳体和壳盖，所述进风口和出风口均设置于壳盖上，壳盖的内侧端设置有凹槽，所述选择性渗透膜覆盖固定于壳盖内侧端，该凹槽与选择性渗透膜围成了所述流通空腔，所述支撑网固定于壳盖上且位于选择性渗透膜的内侧，该支撑网与选择性渗透膜之间的间隙构成了吸湿空间。

4.如权利要求3所述的一种矿用气体浓度检测传感器，其特征在于：所述壳盖的内侧端设置有嵌槽，所述选择性渗透膜的边缘安装有卡箍，所述卡箍嵌入嵌槽内将选择性渗透膜固定。

5.如权利要求4所述的一种矿用气体浓度检测传感器，其特征在于：所述壳盖包括法兰盖部和嵌入部，所述壳体上设置有壳盖安装孔，所述嵌入部安装于壳盖安装孔内，所述法兰盖部与壳体之间固定连接。

6.如权利要求5所述的一种矿用气体浓度检测传感器，其特征在于：所述嵌入部的内侧端面向内凸伸有两条相互平行的第一凸起和两条相互平行的第二凸起，所述第一凸起的凸起高度高于第二凸起的高度，第一凸起分别位于第二凸起的两侧，所述第一凸起和第二凸起之间的间距构成所述嵌槽，所述嵌入部在第二凸起的端部内凹形成所述凹槽。

7.如权利要求6所述的一种矿用气体浓度检测传感器，其特征在于：所述采样探头安装于采样口内将采样口分隔为位于外侧的外腔和位于内侧的内腔，所述进风口通过管道与内腔连通。