CN211603016U - 一种宽量程的卤素检漏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种宽量程的卤素检漏系统，包括探头、三通电磁阀、流量传感器、缓冲罐及第一抽气泵相连构成的检测气路以及第二抽气泵、三通电磁阀和探头连成的清洗气路，探头内设有带有卤素气敏薄膜的气敏传感器，探头、三通电磁阀、流量传感器及第一、第二抽气泵分别和检测控制电路相连。检测气路和清洗气路自动切换进行工作，检测时，待测气体流入探头并进入气敏传感器，卤素气敏薄膜与待测气体接触后产生的感应信号输送给检测控制电路显示检测结果。本实用新型通过卤素气敏薄膜对卤素气体的高灵敏响应，实现卤素气体的宽量程、安全、快速、准确的检测，检测过程安全可靠，对环境以及人体不会造成损害。

Description

一种宽量程的卤素检漏系统

技术领域

本实用新型涉及一种卤素气体检测设备，尤其涉及一种宽量程的卤素检漏系统。

背景技术

目前，制冷、空调设备的制造维修领域以及化工、制药、医疗等领域均广泛使用各种氯化物和氟化物的卤素气体，如CFC、HCFC、HFC、R11、R12、R22及R134a等，这些气体必须保存于密封良好的容器内，若发生泄漏不仅会造成经济损失，还会对环境造成危害。这些卤素气体的储存严密程度需要仪器进行检测，卤素气体检漏仪即是这样一种重要的检测仪器。

目前制冷行业普遍使用的卤素气体检漏仪是卤素检漏灯，该仪器利用“卤素效应”，即金属铂在800℃～900℃下发生正离子发射，当遇到卤素气体时，这种发射会急剧增加。这种卤素检漏仪的指示与卤素气体浓度有关：低浓度的指示是线性的；中等浓度的指示是非线性；高浓度时仪器会出现饱和或中毒现象。所以在进行检漏时，进入传感器的卤素气体浓度不宜高于百万分之一(ppm)。另一方面，这种检测方法会使制冷剂分解，产生氟化氢、光气等剧毒气体，因而不利于环境的保护，并且会影响工作人员的健康。

实用新型内容

本实用新型主要解决现有的卤素检漏灯检测不够准确，检测量程有限，而且检测过程中会产生剧毒气体，会污染环境，损害人体健康的技术问题；提供一种宽量程的卤素检漏系统，其对卤素气体具备高灵敏响应的能力，对浓度较高的卤素气体也能进行检测，实现宽量程、安全、快速、准确地检测卤素气体的目的，并且检测过程中不会产生剧毒气体，对环境以及人体不会造成损害。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型的一种宽量程的卤素检漏系统，包括探头、三通电磁阀、流量传感器、缓冲罐、第一抽气泵和检测控制电路，探头、三通电磁阀、流量传感器、缓冲罐及第一抽气泵依次相连构成检测气路，所述的探头内设有气敏传感器，气敏传感器内设有卤素气敏薄膜，所述的探头、三通电磁阀、流量传感器及第一抽气泵分别和所述的检测控制电路相连。检测控制电路控制三通电磁阀、流量传感器及第一抽气泵的运行，当三通电磁阀连通探头和流量传感器时，探头、三通电磁阀、流量传感器、缓冲罐及第一抽气泵依次相连构成的检测气路工作，待测气体流入探头并进入气敏传感器中，气敏传感器中的卤素气敏薄膜在卤素气体存在时其电阻会发生变化，电阻的变化量由卤素气体含量决定，通过测量卤素气敏薄膜的电阻率即可感应气体中的卤素气体浓度，卤素气敏薄膜与待测气体接触后产生的感应信号输送给检测控制电路，再由检测控制电路处理后显示检测结果。本实用新型中的卤素气敏薄膜对卤素气体具备高灵敏响应的能力，对浓度较高的卤素气体也能进行检测，适用于各种浓度的卤素气体的测量，实现宽量程、安全、快速、准确地检测卤素气体的目的，响应快速，漏点定位准确，而且检测过程中不发生化学反应，不会产生剧毒气体，对环境以及人体不会造成损害，确保检测过程的安全性。

作为优选，所述的宽量程的卤素检漏系统包括第二抽气泵，为探头清洗提供动力，所述的探头和所述的三通电磁阀的公共端相连，三通电磁阀的常开端和所述的流量传感器相连，三通电磁阀的常闭端和所述的第二抽气泵相连，第二抽气泵、三通电磁阀和探头连成清洗气路，第二抽气泵和所述的检测控制电路相连。检测控制电路控制三通电磁阀和第二抽气泵的运行，当三通电磁阀的公共端和常闭端连通时，第二抽气泵、三通电磁阀和探头连成的清洗气路工作，在第二抽气泵的抽气下，外界空气从第二抽气泵进入三通电磁阀，再从探头的尾端流入探头中的气敏传感器，最后从探头的前端流出，完成对探头和气敏传感器的清洗。清洗气路的存在，大大提高气敏传感器的恢复速度，提高检测的准确性，满足工业现场连续快速检测的需求。

作为优选，所述的探头包括探头管和设于探头管尾部的手柄，探头管的尾端和伸入手柄内的软管相连，软管和所述的三通电磁阀相连，所述的气敏传感器设于探头管的前端，和气敏传感器相连的导线经探头管和软管与所述的检测控制电路相连。探头管是一根铝塑管，可90°任意方向弯曲，扩大了可检测区域，便于操作，有利于探头前端接近待检测区域，适用于异形工件检测，灵活对准检测位置。软管长度为2米，长度根据需要可以调节，便于测量时移动探头，使检测更加方便、灵活。

作为优选，所述的手柄呈锲形长方体形状，手柄的前部设有一个斜面，手柄的边角处设置成45°倒角弧度。本技术方案中的手柄，便于握持和把控探头前端的方向，手柄的边角处设置成45°倒角弧度，符合人体工程学设计，更加轻便、舒适。

作为优选，所述的气敏传感器包括上盖和下盖连接而成的壳体，上盖设有进气管，下盖设有出气管，所述的卤素气敏薄膜设于所述的壳体内并与进气管及出气管垂直，所述的卤素气敏薄膜为设在氧化铝陶瓷表面的氧化锡半导体薄膜，并且卤素气敏薄膜呈回形图案，卤素气敏薄膜引出有两个引脚，两个引脚分别通过银丝和两个测量电极相连，测量电极上连接有输出感应信号的导线。增加待测气体和卤素气敏薄膜接触面积，同时降低气敏薄膜的阻抗性，提高检测的灵敏度和准确性。

作为优选，所述的探头内设有滤尘器，滤尘器位于探头的进气口和所述的气敏传感器之间，并且滤尘器和气敏传感器的进气管相连，滤尘器内设有聚酯素纤维滤膜。滤尘器用于过滤气体中的灰尘颗粒物，避免灰尘颗粒物进入气敏传感器而引起气路堵塞。

作为优选，所述的检测控制电路包括信号采集处理单元、中央处理单元、显示单元和气路驱动单元，信号采集处理单元、显示单元及气路驱动单元分别和中央处理单元相连，信号采集处理单元和所述的气敏传感器相连，气路驱动单元分别和所述的三通电磁阀、流量传感器、第一抽气泵及第二抽气泵相连。检测控制电路以中央处理单元为核心，通过气路驱动单元控制三通电磁阀、流量传感器、第一抽气泵及第二抽气泵的运行，实现检测气路和清洗气路的切换。检测气路工作时，气敏传感器输出的感应信号由信号采集处理单元采集后，再送给中央处理单元处理，最后送显示单元显示检测结果。当中央处理单元发现接收到的卤素气体浓度大于预先设定阈值时，则判断为卤素气体泄漏，立即发出报警提示，在显示单元上显示报警信息。

本实用新型的有益效果是：通过氧化锡半导体薄膜具备的对卤素气体的高灵敏响应的能力，实现对卤素气体的宽量程、安全、快速、准确的检测，而且检测过程中不与制冷剂发生反应，不会产生剧毒气体，对环境以及人体不会造成损害，提高检测的安全性。检测气路和清洗气路可自动切换进行工作，通过清洗气路完成对探头及气敏传感器的清洗，大大提高气敏传感器的恢复速度，提高检测的准确性，满足工业现场连续快速检测的需求。

附图说明

图1是本实用新型的一种系统连接结构示意图。

图2是本实用新型中探头的一种结构示意图。

图3是本实用新型中气敏传感器的一种立体分解结构示意图。

图4是实用新型中检测控制电路的一种电路原理连接结构框图。

图中1.探头，2.三通电磁阀，3.流量传感器，4.缓冲罐，5.第一抽气泵，6.第二抽气泵，11.探头管，12.手柄，13.软管，14.滤尘器，15.气敏传感器，16.上盖，17.下盖，18.进气管，19.出气管，20.卤素气敏薄膜，21.测量电极，22.信号采集处理单元，23.中央处理单元，24.显示单元，25.气路驱动单元。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种宽量程的卤素检漏系统，如图1所示，包括探头1、三通电磁阀2、流量传感器3、缓冲罐4、第一抽气泵5、第二抽气泵6和检测控制电路，探头、三通电磁阀、流量传感器、缓冲罐及第一抽气泵依次通过管路相连构成检测气路，第二抽气泵、三通电磁阀和探头通过管路连成清洗气路，连接管路为外径为3mm、内径2mm的聚四氟乙烯管，探头和三通电磁阀的公共端相连，三通电磁阀的常开端和流量传感器相连，三通电磁阀的常闭端和第二抽气泵相连，三通电磁阀以及连接管路均为聚四氟乙烯材质，对气体不产生吸附，有利于测量的准确性。探头、三通电磁阀、流量传感器、第一抽气泵及第二抽气泵分别和检测控制电路相连。

如图2所示，探头1包括探头管11和套装在探头管尾部的手柄12，探头管的尾端和伸入手柄内的软管13相连，软管和三通电磁阀的公共端相连，软管长度为2米，便于测量时移动探头，使检测更加方便、灵活。手柄为呈锲形长方体形状，为铝合金材质，手柄的前部有一个斜面，便于握持和把控探头前端的方向，手柄的边角处设置成45°倒角弧度，符合人体工程学设计，更加轻便、舒适。探头管是一根外径6mm、内径3mm、长度为250mm的铝塑管，可90°任意方向弯曲，扩大了可检测区域，便于操作，有利于探头前端接近待检测区域，灵活对准检测位置。探头管的前端内安装有滤尘器14和气敏传感器15，滤尘器位于探头的进气口和气敏传感器之间，并且滤尘器和气敏传感器的进气管相连，滤尘器内安装有直径为10mm的聚酯素纤维滤膜，聚酯素纤维滤膜上的孔的孔径为0.45μm，用于过滤气体中的灰尘颗粒物，避免灰尘颗粒物进入气敏传感器，对气敏传感器起到保护作用。

如图3所示，气敏传感器15包括上盖16和下盖17连接而成的圆柱体壳体，壳体为不锈钢壳体，内部是个空腔，上盖带有进气管18，下盖带有出气管19，上盖和下盖对称设置，进气管和出气管的内径为3mm，壳体的直径为18mm、长为15mm，壳体内的空腔中安装有与进气管及出气管垂直的卤素气敏薄膜20，卤素气敏薄膜为在直径12mm、厚度1mm的氧化铝陶瓷表面烧结制备而成的氧化锡半导体薄膜(SnO₂)，并且卤素气敏薄膜通过纳米光刻法制备成回形感应图案，卤素气敏薄膜的厚度为500～800nm，卤素气敏薄膜引出有两个引脚，两个引脚分别通过银丝和两个测量电极21相连，测量电极上连接有输出感应信号的导线，导线经探头管和软管与检测控制电路相连。本实施例中的卤素气敏薄膜是一种对卤素气体高灵敏的SnO₂半导体传感器，在洁净的空气中时，氧化锡半导体薄膜的电阻较小，当卤素气体存在时，氧化锡半导体薄膜的电阻发生变化，电阻的变化量由卤素气体含量决定，通过测量氧化锡半导体薄膜的电阻率即可感应气体中的卤素气体浓度。

流量传感器精确测量流过管路的气体流量，反馈给中央处理单元，在第一抽气泵的共同作用下，控制检测时的气体流量稳定在99.0mL/min～101.0mL/min，保证气体与气敏传感器内的卤素气敏薄膜充分接触。

缓冲罐为一个直径为60mm、长为40mm的圆柱体，材质为聚四氟乙烯材料，其顶面上开有两个孔，分别为进气孔和出气孔，缓冲罐的作用是减小管路流量不均匀度，减小惯性损失，提高泵的抽气性能，避免过流量的产生。

如图4所示，检测控制电路包括信号采集处理单元22、中央处理单元23、显示单元24和气路驱动单元25，显示单元和中央处理单元相连，信号采集处理单元的输入端和从探头尾部的软管中伸出的导线相连，信号采集处理单元的输出端和中央处理单元相连，中央处理单元的控制信号输出端和气路驱动单元的输入端相连，气路驱动单元的输出端分别和三通电磁阀、流量传感器、第一抽气泵及第二抽气泵的控制端相连。

工作过程：中央处理单元通过气路驱动单元控制三通电磁阀、流量传感器及第一抽气泵的运行，三通电磁阀的公共端和常开端连通，使得探头、三通电磁阀、流量传感器、缓冲罐及第一抽气泵依次相连构成的检测气路工作，流量传感器控制气体流量到设定值，在第一抽气泵的抽气下，待测气体流入探头，经滤尘器进入气敏传感器中，气敏传感器中的卤素气敏薄膜与待测气体接触后产生的感应信号输送给信号采集处理单元，再输送给中央处理单元处理后送显示单元显示检测结果，即待测气体中卤素气体的浓度；当中央处理单元获得的卤素气体浓度大于预先设定阈值时，则判断为卤素气体泄漏，立即发出报警信号，在显示屏上显示报警提示信息。

在检测气路工作前或工作后，还需进行清洗步骤：中央处理单元通过气路驱动单元控制所三通电磁阀和第二抽气泵的运行，三通电磁阀的公共端和常闭端连通，第二抽气泵、三通电磁阀和探头连成的清洗气路工作，气路流量控制在350mL/min，在第二抽气泵的抽气下，外界空气从第二抽气泵进入三通电磁阀，再从探头的软管流入探头中的气敏传感器，此时气敏传感器中气体的流向和检测时相反，最后从探头的前端流出，完成对气敏传感器的清洗，加快气敏传感器的恢复，确保检测的准确性。

本实用新型采用氧化锡半导体薄膜作为卤素检漏传感器，取代传统的卤素检漏灯，实现宽量程、安全、快速、准确的卤素气体检测，检测过程中不与制冷剂反应，不会产生剧毒气体，对环境以及人体不会造成损害。清洗气路的存在，大大提高气敏传感器的恢复速度，提高检测的准确性，满足工业现场连续快速检测的需求。

Claims (6)

1.一种宽量程的卤素检漏系统，其特征在于包括探头、三通电磁阀、流量传感器、缓冲罐、第一抽气泵和检测控制电路，探头、三通电磁阀、流量传感器、缓冲罐及第一抽气泵依次相连构成检测气路，所述的探头内设有气敏传感器，气敏传感器内设有卤素气敏薄膜，所述的探头、三通电磁阀、流量传感器及第一抽气泵分别和所述的检测控制电路相连。

2.根据权利要求1所述的一种宽量程的卤素检漏系统，其特征在于包括第二抽气泵，所述的探头和所述的三通电磁阀的公共端相连，三通电磁阀的常开端和所述的流量传感器相连，三通电磁阀的常闭端和所述的第二抽气泵相连，第二抽气泵、三通电磁阀和探头连成清洗气路，第二抽气泵和所述的检测控制电路相连。

3.根据权利要求1所述的一种宽量程的卤素检漏系统，其特征在于所述的探头包括探头管和设于探头管尾部的手柄，探头管的尾端和伸入手柄内的软管相连，软管和所述的三通电磁阀相连，所述的气敏传感器设于探头管的前端，和气敏传感器相连的导线经探头管和软管与所述的检测控制电路相连。

4.根据权利要求1所述的一种宽量程的卤素检漏系统，其特征在于所述的气敏传感器包括上盖和下盖连接而成的壳体，上盖设有进气管，下盖设有出气管，所述的卤素气敏薄膜设于所述的壳体内并与进气管及出气管垂直，所述的卤素气敏薄膜为设在氧化铝陶瓷表面的氧化锡半导体薄膜。

5.根据权利要求1或3或4所述的一种宽量程的卤素检漏系统，其特征在于所述的探头内设有滤尘器，滤尘器位于探头的进气口和所述的气敏传感器之间，并且滤尘器和气敏传感器的进气管相连，滤尘器内设有聚酯素纤维滤膜。

6.根据权利要求2所述的一种宽量程的卤素检漏系统，其特征在于所述的检测控制电路包括信号采集处理单元、中央处理单元、显示单元和气路驱动单元，信号采集处理单元、显示单元及气路驱动单元分别和中央处理单元相连，信号采集处理单元和所述的气敏传感器相连，气路驱动单元分别和所述的三通电磁阀、流量传感器、第一抽气泵及第二抽气泵相连。

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