CN216816446U - 气体泄露检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体泄露检测装置，包括箱体和进气管道，箱体内设置有气体探测器，气体探测器和进气管道相连通，箱体连接有声学成像仪，声学成像仪和进气管道可拆卸的连接，气体探测器检测外界空气流入至进气管道内的待测气体的成分，声学成像仪定位待测气体的泄露位置。本实用新型的气体泄露检测装置将声学成像仪和气体探测器相结合，可以同时检测待测气体并且快速找到待测气体的泄漏位置。

Description

气体泄露检测装置

技术领域

本实用新型涉及激光领域，尤其涉及一种气体泄露检测装置。

背景技术

准分子激光器的激光波长短，对于材料不产生热效应，因此在工业加工领域有着广泛的应用。尤其在高端光刻领域，同时具备高重频、窄线宽和大能量的特点的准分子激光器，已经成为目前半导体光刻领域占绝对主导地位的光源。

准分子激光器的工作气体中均含有卤素气体氟元素，比例约为0.1％左右，氟元素化学性质非常活泼，具有很强的氧化性，几乎可以与所有有机物和无机物反应。氟是剧毒性气体，能刺激眼、皮肤、呼吸道粘膜。当氟气的浓度为5～10ppm时，对眼、鼻、咽喉等粘膜开始有刺激作用，作用时间过长也可引起肺水肿。氟与皮肤接触可引起毛发的燃烧，接触部位凝固性坏死、上皮组织碳化等，因吸入量不同，可以产生各种病症，例如厌食、恶心、腹痛、胃溃疡、抽筋出血甚至死亡。慢性接触可引起骨硬化症和韧带钙化。因此，作业人员严禁与氟元素接触，最高允许的氟元素的浓度仅为0.1ppm(0.2mg/m3)。而准分子激光器的工作气体存在于激光器的放电腔、配气模块、配气柜以及厂务气体供应室等地方，因此能够快速检测和定位气体大量泄漏和慢漏带来的危害，显得尤为重要。

但是，目前的准分子激光器的检测装置结构单一，内部检测装置中很容易残留空气中的杂质，失效快。气体的泄漏点无法快速精准找到，发生多次泄漏点，容易遗漏部分点。大型厂房安装大量的氟气探测器，只有监测功能，无快速定位功能，造成购买大量的浪费。现有准分子激光器的检测装置均为带有成像显示功能，无法远程控制，对于操作人员存在较大的安全风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体泄露检测装置，快速检测气体的泄露以及泄露点的位置，以提高检测效率及检测准确率。具体技术方案如下：

一种气体泄露检测装置，包括箱体和进气管道，箱体内设置有气体探测器，气体探测器和进气管道相连通，箱体连接有声学成像仪，气体探测器检测外界空气流入至进气管道内的待测气体的成分，声学成像仪定位待测气体的泄露位置。

进一步，进气管道的进气方向和声学成像仪的检测方向同向设置，以使声学成像仪快速检测待测气体的泄漏位置。

进一步，声学成像仪包括本体，本体上设置有声压传感器和摄像头，进气管道的进气口靠近声压传感器的一侧设置。

进一步，声学成像仪上设置有固定环，箱体上设置有支撑板，支撑板上设置有固定块，固定环和固定块卡接，以使声学成像仪相对箱体俯仰旋转，从而实现声学成像仪多自由度的转动。

进一步，声学成像仪和进气管道可拆卸的连接，进气管道包括弹性管路，弹性管路设置在箱体和声学成像仪之间，可收缩的弹性管路使得声学成像仪自由移动。

进一步，声学成像仪和箱体之间设置有移动结构，以使声学成像仪沿360°方向旋转移动。

进一步，移动结构包括升降平台，升降平台的一端和箱体相连，升降平台的另一端连接有旋转平台，旋转平台和支撑板相连，旋转平台可使支撑板转动，升降平台可使支撑板沿竖直方向移动，以使声学成像仪旋转移动。

进一步，支撑板可移动的设置在旋转平台上，支撑板上设置有调节旋钮，转动调节旋钮以使支撑板在水平方向上移动。

进一步，气体探测器和进气管道之间设置抽气结构，抽气结构和集气腔室相连，气体探测器和集气腔室相连通，抽气结构将外界的空气通过进气管道抽至集气腔室内，以使气体探测器对集气腔室内的空气进行检测。

进一步，抽气结构为抽气泵，抽气泵的底部和箱体之间设置有减振器，以减小抽气泵的振动。

本实用新型的气体泄露检测装置具有以下优点：

1、将声学成像仪和气体探测器相结合，可以同时检测待测气体并且快速找到待测气体的泄漏位置；

2、进气管道采用弹性管路固定在声学成像仪上，以实现声学成像仪的自由移动；

3、声学成像仪和进气管道可拆卸的连接，便于取下声学成像仪进行观察。

附图说明

图1为本实用新型中的气体泄露检测装置的结构示意图。

图中标记说明：

1、声学成像仪；2、把手；3、固定环；4、显示屏；5、转轴；6、进气管道；7、固定块；8、过滤器；9、自检仪器；10、支撑板；11、升降平台；12、指示报警灯；13、电源开关；14、箱体；15、气体探测器；16、集气腔室；17、压力表；18、抽气泵；19、减振器；20、滚轮；21、调节旋钮；22、地脚；23、第一按钮；24、声压传感器；25、第二按钮；26、第三按钮；27、移动终端设备；28、控制器；29、探测信息屏；30、视频线；31、旋转平台；32、弹性管路。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型提供的气体泄漏检测装置，可以检测任何待测气体，其中，可以为有毒气体或卤素气体，卤素气体可以为氟气以及氟化物，当然不仅局限于上述气体检测，本实施例中仅以卤素气体进行主要的阐述，其他待测气体也在本实用新型的保护范围之内。

具体的，本实用新型提供的气体泄漏检测装置主要检测准分子激光器的工作气体，主要存在于激光器的放电腔、配气模块、配气柜以及厂务气体供应室等地方，因此能够快速检测和定位气体大量泄漏和慢漏带来的危害。

一般现有技术中通过氟气检测仪来检测氟气是否泄露，但是对于具体的泄露位置无法准确定位。氟气检测仪的工作原理：传统的氟气采用高性能电化学氟气传感器测量来实现检测。氟气检测仪若检测到氟气发生电化学反应，输出电信号。

通常，利用声学成像仪1定位气体的泄漏位置，但是声学成像仪1无法分辨出泄露的气体是否为需要检测的氟气。声学成像仪1可对最远10米内2.5cm³泄漏的气体进行检测，而且可快速定位将泄漏点通过不同颜色的泄漏点成像在显示屏4上，然后通过远程技术显示到移动终端设备27上。声学成像仪1的工作原理：当气体从高压状态流入(例如管道中6BAR的压缩空气)低压状态(例如在管道中泄漏，与外界气压接触)时，会出现高频振动摩擦现象，并产生气流紊流。这种紊流会产生噪音，并会产生超声波波段的高频信号，正是因为通过孔板的气体分子摩擦空气产生的。通常在40KHZ范围内，超声波检漏仪都可以很容易捕捉到泄漏点。定向精准在排放源附近有一个高强度超声波信号，在远离泄漏的时候能迅速降低。因外差技术可以轻松听到超声波频(从高波频(人类无法听到的超声波)到低波频(人类可听到的)的解调)。在嘈杂环境中也可以使用，外部其他干扰信号或噪音能正确地被检漏仪过滤。

如图1所示，本实用新型提供的气体泄露检测装置，包括箱体14、声学成像仪1和气体探测器15，声学成像仪1设置在箱体14的外部，气体探测器15设置在箱体14的内部，气体探测器15和进气管道6相连，进气管道6延伸出箱体14外部，以使进气管道6的外壁和声学成像仪1可拆卸的连接。将声学成像仪1设置在箱体14的外部，主要基于声学成像仪1的特性，用于快速定位气体泄漏位置；将气体探测器15设置在箱体14的内部，便于移动箱体14，更加快速、便捷地找到气体泄漏位置。本实用新型提供的气体泄漏装置将声学成像仪1和气体探测器15相结合，气体探测器15检测到进气管道6内的待测气体，同时控制声学成像仪1快速定位待测气体的泄漏位置。

进一步，气体探测器15和进气管道6之间设置抽气结构，抽气结构和集气腔室16相连，气体探测器15和集气腔室16相连通，抽气结构将外界的空气通过进气管道6抽至集气腔室16内，以使气体探测器15对集气腔室16内的空气进行检测。抽气结构能够更加快速的将外界空气中的气体抽至集气腔室16内。

作为优选的实施例，抽气结构为抽气泵18。根据实际情况选择抽气泵18的功力和集气腔室16的体积大小相对应设置，理论上抽气泵18的功力和集气腔室16的体积大小越大，可检测的环境空间就越大，因此根据具体空间大小选择抽气泵18的功力。抽气泵18上设置有压力表17，压力表17用于显示抽气泵18的压力可以清楚观察到抽气泵18的工作情况。当集气腔室16储存一定量的空气后，集气腔室16与气体探测器15相连接，若集气腔室16中含有氟气，气体探测器15发生电化学反应，输出电信号，通过控制器28发送到氟气探测信息屏29上，然后通过远程电脑的编程进行分析处理。

进一步，抽气泵18在工作过程中会产生剧烈的振动，箱体14的底部设置减振器19，以减小抽气泵18的振动。抽气泵18的一侧设置集气腔室16，集气腔室16可以设置为存气罐，存气罐和抽气泵18设置在同一水平面上，存气罐和抽气泵18的底面均和减振器19接触，以使减振器19减小抽气泵18工作工程中产生的噪音，影响用户的体验度。

当然，为了更加方便地随时使用本实用新型提供的气体泄露检测装置，箱体14的底部设置滚轮20，用以推动箱体14的运动，方便使用者快速移动箱体14以准确定位待测气体的泄漏位置。滚轮20的一侧设置有地脚22，地脚22用于检测时能够支撑固定箱体14。

进一步，箱体14内还设置有控制器28，控制器28和气体探测器15电连接，气体探测器15上设置有探测信息屏29，探测信息屏29的一侧设置有电源开关13，电源开关13的一侧设置指示报警灯12。气体探测器15上还设置有自检仪器9。指示报警灯12，具体包括运行灯、自检灯、故障灯、报警灯、恢复按钮灯等。打开电源开关13后，运行灯亮起，与此同时声学成像仪1自动开启、气体探测器15开启、抽气泵18开启、然后自检仪器9开启，当自检完成后，灯熄灭。若自检不成功，故障灯亮起，可能需要更换气体探测器15的滤芯、或者部分线路连线松动等。若出现故障处理完后，恢复按钮带亮起的灯按下后，故障灯熄灭。若工作中气体探测器15检测到氟气后，指示报警灯12亮起，而且带有蜂鸣声。指示报警灯12的一系列功能均可根据实际加装蜂鸣器。声学成像仪1的视频数据、气体探测器15和抽气泵18的数据信息，不仅声学成像仪1的显示屏4和探测信息屏29上显示，还会远程传至移动终端设备27上，例如电脑，电脑通过信息编程处理，最终定位待测气体的泄漏位置。

进一步，进气管道6包括进气口，进气口的形状为喇叭状，以增加外界空气流入进气管道6内的气体体积。进气管道6内靠近进气口处设置有过滤器8，用于过滤空气中的杂质。过滤器8主要目的是过滤掉空气中的杂质颗粒，使气体探测器15更加准确地检测到氟气的存在。

进一步，延伸至箱体14外部的部分进气管道6包括弹性管路32，可收缩的弹性管路32使得声学成像仪1自由移动。弹性管路32的两端分别和硬质管路相连，弹性管路32一端连接的硬质管路和声学成像仪1可拆卸的连接，弹性管路32另一端连接的硬质管路和抽气结构相连。喇叭型进气口、过滤器8、可收缩的弹性管路32分别与声学成像仪1连在一起，可使声学成像仪1自由移动。弹性管路32可让声学成像仪1自由移动。可收缩的弹性管路32前部需要连接一段硬管，方便固定在声学成像仪1上，可收缩的弹性管路32后部也需连接一段硬管方便固定在抽气泵18上。

进一步，声学成像仪1包括本体，本体的一面设置有声压传感器24和摄像头，另一面设置有显示屏4，和开关按键灯、视频线30接口，本体的两侧设置有把手2，把手2的一侧设置有固定环3，这样设计的目的是当取下喇叭型进气管道6后，可以手持把手2将声学成像仪1本体取下，后续若声学成像仪1有故障，便于维护保养。进气管道6主要通过螺钉固定在本体的侧壁上，以便于进气管道6的快速拆卸和安装。

进一步，进气管道6的进气方向和声学成像仪1的检测方向同向设置，以使声学成像仪1快速检测待测气体的泄漏位置，进气管道6的进气口靠近声压传感器24的一侧设置。由于准分子激光器所在的检测空间较大，因此将进气口设置在声压传感器24的一侧，当氟气泄漏从当前位置过来时，此时气体探测器15检测到待测气体泄漏，声学成像仪1可以快速定位待测气体的泄漏位置。

进一步，声学成像仪和箱体之间设置有移动结构，以使声学成像仪沿360°方向旋转移动。具体的，移动结构包括升降平台11，升降平台11的一端和箱体14相连，升降平台11的另一端连接有旋转平台31，旋转平台31和支撑板10相连，旋转平台31可使支撑板10转动，升降平台11可使支撑板10沿竖直方向移动，支撑板10和声学成像仪1相连接，以使声学成像仪1旋转移动。

进一步，支撑板10可移动的设置在旋转平台31上，支撑板10上设置有调节旋钮21，转动调节旋钮21以使支撑板10在水平方向上移动。支撑板10上设置有固定块7，固定环3和固定块7卡接，以使声学成像仪1相对支撑板10俯仰旋转，从而实现声学成像仪1多自由度的转动。

进一步，支撑板10上设置有固定块7，固定块7上设置有转轴5，固定环3和固定块7卡接，以使声学成像仪1相对支撑板10俯仰旋转，从而实现声学成像仪1多自由度的转动。

一般情况下，声学成像仪1的显示屏4显示的是通过声光和摄影技术显示，根据不同颜色显示出气体泄漏点的准确位置及气体情况，然后蓝牙或者WiFi远程发给远程电脑进行分析。探测信息屏29上可显示抽气泵18压力情况、氟气检测浓度值、氟气检测仪自检及报警等相关，然后蓝牙或者WiFi远程发给远程电脑进行分析、同时控制器28也兼并声学成像仪1、氟气探测信息和移动结构的相关数据，通过编程系统完成升降、旋转、摇摆等功能，第一按钮23、第二按钮25和第三按钮26均可作为在编程一套适合检测的系统前的调试辅助功能。电脑上设置有视频线30，视频线30和各个终端的视频接口相连。控制器28可使用单片机或者PLC来进行控制均可，数据处理和自动升降处理编程均可通过各种编程软件来辅助完成。

当然，上述提供的控制部分，也可以全部通过蓝牙或者无线传输到远程电脑上，让其后台可以有序操作，可避免操作人员直接暴露在危险的环境中。具体的传输形式在此不做限定，任何一种传输形式均在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型的气体泄露检测装置具有以下优点：将声学成像仪1和气体探测器15相结合，可以同时检测待测气体并且快速找到待测气体的泄漏位置；进气管道6采用弹性管路32固定在声学成像仪1上，以实现声学成像仪1的自由移动；声学成像仪1和进气管道6可拆卸的连接，便于取下声学成像仪1进行观察。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (10)

1.一种气体泄露检测装置，其特征在于，包括箱体(14)和进气管道(6)，箱体(14)内设置有气体探测器(15)，气体探测器(15)和进气管道(6)相连通，箱体(14)连接有声学成像仪(1)，气体探测器(15)检测外界空气流入至进气管道(6)内的待测气体的成分，声学成像仪(1)定位待测气体的泄露位置。

2.如权利要求1所述的气体泄露检测装置，其特征在于，进气管道(6)的进气方向和声学成像仪(1)的检测方向同向设置，以使声学成像仪(1)快速检测待测气体的泄漏位置。

3.如权利要求1或2所述的气体泄露检测装置，其特征在于，声学成像仪(1)包括本体，本体上设置有声压传感器(24)和摄像头，进气管道(6)的进气口靠近声压传感器(24)的一侧设置。

4.如权利要求1所述的气体泄露检测装置，其特征在于，声学成像仪(1)上设置有固定环(3)，箱体(14)上设置有支撑板(10)，支撑板(10)上设置有固定块(7)，固定环(3)和固定块(7)卡接，以使声学成像仪(1)相对箱体(14)俯仰旋转，从而实现声学成像仪(1)多自由度的转动。

5.如权利要求1或4所述的气体泄露检测装置，其特征在于，声学成像仪(1)和进气管道(6)可拆卸的连接，进气管道(6)包括弹性管路(32)，弹性管路(32)设置在箱体(14)和声学成像仪(1)之间，可收缩的弹性管路(32)使得声学成像仪(1)自由移动。

6.如权利要求4所述的气体泄露检测装置，其特征在于，声学成像仪(1)和箱体(14)之间设置有移动结构，以使声学成像仪(1)沿360°方向旋转移动。

7.如权利要求6所述的气体泄露检测装置，其特征在于，移动结构包括升降平台(11)，升降平台(11)的一端和箱体(14)相连，升降平台(11)的另一端连接有旋转平台(31)，旋转平台(31)和支撑板(10)相连，旋转平台(31)可使支撑板(10)转动，升降平台(11)可使支撑板(10)沿竖直方向移动，以使声学成像仪(1)旋转移动。

8.如权利要求7所述的气体泄露检测装置，其特征在于，支撑板(10)可移动的设置在旋转平台(31)上，支撑板(10)上设置有调节旋钮(21)，转动调节旋钮(21)以使支撑板(10)在水平方向上移动。

9.如权利要求1所述的气体泄露检测装置，其特征在于，气体探测器(15)和进气管道(6)之间设置抽气结构，抽气结构和集气腔室(16)相连，气体探测器(15)和集气腔室(16)相连通，抽气结构将外界的空气通过进气管道(6)抽至集气腔室(16)内，以使气体探测器(15)对集气腔室(16)内的空气进行检测。

10.如权利要求9所述的气体泄露检测装置，其特征在于，抽气结构为抽气泵(18)，抽气泵(18)的底部和箱体(14)之间设置有减振器(19)，以减小抽气泵(18)的振动。

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