CN210037597U - 面向毒害气体的多传感器检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种面向毒害气体的多传感器检测装置，其属于气体检测技术领域。本实用新型包括气泵和测试腔，所述气泵和测试腔通过管道连通，所述气泵与测试腔之间自左向右依次设有气体流量计、粒子密度传感器和物理层。本实用新型的有益效果是：将用不同种类的传感器对有毒有害气体进行检测，利用了粒子密度传感器、温湿度传感器、费加罗系列TGS2611、TGS2602、TGS2600、TGS2444型号的MOX传感器、CFA100气体流量计以及海曼NDIR传感器，是一种多类型高精度传感器的集成，提高了准确率，可以同时检测CO、甲烷、氨气、VOCs、等有毒有害气体，本装置大大缩减了空间，便于携带和随时使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种面向毒害气体的多传感器检测装置，其属于气体检测技术领域。
背景技术
近些年来，工业在迅速发展，在生产过程中因为众多原因而导致了爆炸事故的产生，爆炸事故产生后对现场气体环境检测十分重要。爆炸后的有毒有害气体以及有毒颗粒污染了环境，甲烷、一氧化碳、硫化氢等可燃、易爆气体是造成煤炭、石油天然气的勘探开采和化工等生产领域中重大安全事故的来源之一。因此需要使用气体传感器对各种有毒有害气体进行检测和研究。
利用气体传感器对气体进行检测目前已有广泛应用，如环境监测、产品质量检测(如发酵产品以及食品安全)、爆炸物检测等。快速精确的对有毒有害气体进行检测并及时处理可以大大减少爆炸、火灾等重大事故造成的损失，无论是对个人或是对集体有着重大意义。目前我国经济快速发展以及人民生活水平日益增高，环境污染问题日益受到关注，近些年温室效应等不断加剧，气体泄漏事故时有发生，国家以及相关部门对于气体安全与环境保护越来越重视，也出台了许多相关法令。目前,国内外检测气体的系统大部分价格昂贵、精确度不高，并且大部分检测气体的工具只应用了一种传感器，因此只能检测某一种单一的气体，或者应用了多个传感器但只是对传感器获取数据的直接呈现，如美国Toxi II气体(或氧气)检测报警仪只使用了一种电化学传感器，只能检测单一的气体。因此设计一款精度高且可以实时检测多种气体的检测装置十分重要。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有技术中存在的不足，提供一种面向毒害气体的多传感器检测装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
一种面向毒害气体的多传感器检测装置，包括气泵和测试腔，所述气泵和测试腔通过管道连通，所述气泵与测试腔之间依次设有气体流量计、粒子密度传感器和物理层。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：将用不同种类的传感器对有毒有害气体进行检测，利用了H21A3粒子密度传感器、HTU21D温湿度传感器、费加罗系列TGS2611、TGS2602、TGS2600、TGS2444型号的金属氧化物MOX传感器、CFA100气体流量计以及海曼NDIR传感器，是一种多类型高精度传感器的集成，提高了准确率，可以同时检测CO、甲烷、氮氧化物、氨气、VOCs、二氧化碳等6种有毒有害气体，本装置大大缩减了空间，便于携带和随时使用。
优选地，所述测试腔内部设有温湿度传感器、金属氧化物气体传感器和非分散红外气体传感器。
优选地，所述物理层为可以过滤被测气体中细微颗粒和水汽的棉花或石棉网等物理过滤装置。
采用上述进一步方案的有益效果是：防止烟雾颗粒以及水蒸气会对后面的传感器检测造成影响。
优选地，所述粒子密度传感器、金属氧化物气体传感器、非分散红外气体传感器、气体流量计和气泵都连接单片机。
优选地，所述测试腔的内部和外部分别为圆柱形和长方体。
采用上述进一步方案的有益效果是：便于在测试腔上打孔，更利于固定。
优选地，所述粒子密度传感器采用H21A3粒子密度传感器，温湿度传感器采用HTU21D温湿度传感器，所述气体流量计采用CFA100气体流量计，所述非分散红外气体传感器采用海曼NDIR传感器。海曼NDIR传感器由海曼带反光罩红外光源IR715-PR和海曼HMSJ21 F4.26/180接收器组成，用来检测气体中二氧化碳的成分，HTU21D温湿度传感器可以检测腔内的温湿度，将腔内温湿度的数据传送到电脑，实现实时监控，而且腔内的温度还可以作为传感器温度的补偿。
优选地，所述金属氧化物(MOX)气体传感器的个数为四个，分别采用费加罗系列的TGS2611、TGS2602、TGS2600和TGS2444型号的金属氧化物气体传感器。
优选地，所述单片机采用64位KL25单片机，气泵采用FAA6003微型气泵。
采用上述进一步方案的有益效果是：KL25单片机可靠性高、抗干扰能力强、功耗低且体积小。
优选地，在测试腔内，海曼NDIR传感器设在金属氧化物气体传感器的右侧。
优选地，所述管道采用适于气路连接的无味橡胶软管、聚四氟乙烯软管或不锈钢管。
附图说明
图1为本实用新型的系统平面示意图。
图2为本实用新型的总原理框图。
图3为本实用新型的总电路模块图。
图4为微型气泵的电路示意图。
图5为MOX传感器电路示意图。
图6为NDIR传感器电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
一种面向毒害气体的多传感器检测装置，包括气泵和测试腔，所述气泵和测试腔通过管道连通，所述气泵与测试腔之间自左向右依次设有气体流量计、粒子密度传感器和物理层。
所述测试腔内部设有温湿度传感器、金属氧化物气体传感器和非分散红外气体传感器。
所述物理层为可以过滤被测气体中细微颗粒和水汽的棉花或石棉网等物理过滤装置。
所述粒子密度传感器、金属氧化物气体传感器、非分散红外气体传感器、气体流量计和气泵都连接单片机。
所述测试腔的内部和外部分别为圆柱体和长方体。
所述粒子密度传感器采用H21A3粒子密度传感器，温湿度传感器采用HTU21D温湿度传感器，所述气体流量计采用CFA100气体流量计，所述非分散红外气体传感器采用海曼NDIR传感器。海曼NDIR传感器由海曼带反光罩红外光源IR715-PR和海曼HMS J21 F4.26/180接收器组成，用来检测气体中二氧化碳的成分，HTU21D温湿度传感器可以检测腔内的温湿度，将腔内温湿度的数据传送到电脑，实现实时监控，而且腔内的温度还可以作为传感器温度的补偿。
所述金属氧化物气体传感器的个数为四个，分别采用费加罗系列的TGS2611、TGS2602、TGS2600和TGS2444型号的金属氧化物气体传感器。
所述单片机采用64位KL25单片机，气泵采用FAA6003微型气泵。
在测试腔内，海曼NDIR传感器设在金属氧化物气体传感器的右侧。
所述管道采用适于气路连接的无味橡胶软管、聚四氟乙烯软管或不锈钢管。
实施例1
气泵将待测气体吸入测试腔内，气体流量计监测气体流速并将数据反馈到PC端。进入测试腔内的气体会先通过粒子密度传感器，因为在爆炸现场内的气体中会含有大量的烟雾大颗粒，用粒子密度传感器会将烟雾大颗粒检测出来。当气体通过物理层时会将气体中的烟雾大颗粒和水蒸气过滤掉，防止烟雾颗粒以及水蒸气会对后面的传感器检测造成影响。当气体进入测试腔后，HTU21D温湿度传感器会对测试腔内的温度湿度做出响应，将数据传送到PC端，这样就可以对温湿度进行监测，同时也防止测试腔内温度或者湿度过高对MOX传感器的检测结果造成影响，然后气体通过费加罗系列MOX传感器检测气体中的CO、甲烷、氮氧化物、氨气、VOCs等气体，当气体流入海曼NDIR传感器的腔内时，传感器会对气体中的二氧化碳进行检测，最后气体会排出气体腔外。
实施例2
气体监测包括如下步骤：
步骤一：将单片机与电脑端相连接，时钟设置为48MHz，各传感器模块开始运行且检测数据初始化，同时打开PC端界面程序(例如MATLAB界面程序)的运行按钮。
步骤二：单片机控制气泵将待测气体吸入测试腔内，此时气体流量计会将气体流速的检测数据在MATLAB上呈现。气体进入测试腔内，粒子密度传感器对气体内的烟雾进行检测，物理层会将气体内的烟雾颗粒过滤掉，过滤后的气体经过温湿度传感器和MOX传感器，传感器检测到的数据会依次呈现在MATLAB界面上，然后气体经过NDIR传感器，最后排出。
步骤三：PC端将检测到的数据在MATLAB界面上呈现出来，然后通过模式识别等技术对检测到的数据进行分析，得出气体的种类和浓度等信息。
上述单片控制气泵动作以及对检测到的数据分析均属于现有技术。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种面向毒害气体的多传感器检测装置，包括气泵和测试腔，其特征在于：所述气泵和测试腔通过管道连通，所述气泵与测试腔之间自左向右依次设有气体流量计、粒子密度传感器和物理层。
2.根据权利要求1所述的面向毒害气体的多传感器检测装置，其特征在于：所述测试腔内部设有温湿度传感器、金属氧化物气体传感器和非分散红外气体传感器。
3.根据权利要求1所述的面向毒害气体的多传感器检测装置，其特征在于：所述物理层为可以过滤被测气体中细微颗粒和水汽的棉花或石棉网。
4.根据权利要求2所述的面向毒害气体的多传感器检测装置，其特征在于：所述粒子密度传感器、金属氧化物气体传感器、非分散红外气体传感器、气体流量计和气泵都连接单片机。
5.根据权利要求1所述的面向毒害气体的多传感器检测装置，其特征在于：所述测试腔的内部为圆柱形，外部为长方体结构。
6.根据权利要求4所述的面向毒害气体的多传感器检测装置，其特征在于：所述粒子密度传感器采用H21A3粒子密度传感器，温湿度传感器采用HTU21D温湿度传感器，所述气体流量计采用CFA100气体流量计，所述非分散红外气体传感器采用海曼NDIR传感器。
7.根据权利要求2所述的面向毒害气体的多传感器检测装置，其特征在于：所述金属氧化物气体传感器的个数为四个，分别采用费加罗系列的TGS2611、TGS2602、TGS2600和TGS2444型号的金属氧化物气体传感器。
8.根据权利要求4所述的面向毒害气体的多传感器检测装置，其特征在于：所述单片机采用64位KL25单片机，气泵采用FAA6003微型气泵。
9.根据权利要求6所述的面向毒害气体的多传感器检测装置，其特征在于：在测试腔内，海曼NDIR传感器设在金属氧化物气体传感器的右侧。
10.根据权利要求1所述的面向毒害气体的多传感器检测装置，其特征在于：所述管道采用适于气路连接的无味橡胶软管、聚四氟乙烯软管或不锈钢管。
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Publications (1)
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2019
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