CN219179349U - 一种本安防爆型微量水分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种本安防爆型微量水分析仪，包括显示装置和检测装置；所述检测装置包括进气接口、微量水传感器、出气接口以及气体管路；所述显示装置包括信号处理电路板、电池以及显示屏；所述信号处理电路板上电路包括传感器模块、AD转换模块、单片机模块、显示模块以及电源模块，所述电源模块包括电源芯片U4、一次性快速熔断保险丝F2、限流电阻R9以及齐纳二极管D7、D8。本实用新型电路部分采用本安设计，通过限制电路中的工作电流和电压来控制整机功耗，通过可靠限流电阻限制可充电锂电池的输出功率，来实现电路本质安全。

Description

一种本安防爆型微量水分析仪

技术领域

本实用新型涉及微量水分测定仪表技术领域，特别涉及一种本安防爆型微量水分析仪。

背景技术

在化工、天然气等行业应用中，需要对含有爆炸性气氛的背景气进行微水的检测，该微量水分析仪表需要满足防爆的要求。防爆的形式有隔爆型，本安型等，作为便携式的仪表，宜采用本安设计，体积小，重量轻，既可以用在防爆场合，方便对各个工况点进行测试，又可以在现场显示微水测试数据。本质安全型电气设备的防爆原理是：通过限制电气设备电路的各种参数，或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的。电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现了电气防爆。这种电气设备的电路本身就具有防爆性能，也就是从“本质”上就是安全的，故称为本质安全型。

现有技术中有关的微水检测仪表，多采用隔爆型的防爆形式，其防爆标准较低。此外，现有技术的微水检测仪表，大多体积庞大，信号检测及数据显示集成一个设备上，使用不便。

实用新型内容

本实用新型提供了一种本安防爆型微量水分析仪，其优点是电路部分采用本安设计，通过限制电路中的工作电流和电压来控制整机功耗，通过可靠限流电阻限制可充电锂电池的输出功率，来实现电路本质安全。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的，一种本安防爆型微量水分析仪，包括显示装置和检测装置；

所述检测装置包括进气接口、微量水传感器、出气接口以及气体管路，待测气体从进气接口进入，经过微水分析探头后再从出气接口流出，微量水传感器检测待测气体中的微量水的含量并输出；

所述显示装置包括信号处理电路板、电池以及显示屏，所述信号处理电路板接收所述检测装置的输出信号，经过处理后在显示屏上显示；

所述信号处理电路板上电路包括传感器模块、AD转换模块、单片机模块、显示模块以及电源模块，微量水传感器的输出信号经过传感器模块放大后，通过AD转换模块转换为数字信号，再通过单片机模块计算后在显示屏上显示；

所述电源模块包括电源芯片U4、一次性快速熔断保险丝F2、限流电阻R9以及齐纳二极管D7、D8，一次性快速熔断保险丝F2、限流电阻R9串联在电源芯片U4的输入端，齐纳二极管D7、D8并联在电源芯片的输出端。

本实用新型进一步设置为，所述检测装置还包括第一机箱，所述进气接口和出气接口设置在第一机箱的外壳上，所述微量水传感器设置在第一机箱的内部，所述第一机箱的顶部设有第一把手。

本实用新型进一步设置为，所述微量水传感器的进气端通过气体管路连接有膜过滤器。

本实用新型进一步设置为，所述微量水传感器的出气端设有针阀和流量计。

本实用新型进一步设置为，所述第一机箱内设有第一支架、第二支架、第三支架以及第四支架，分别用于安装微量水传感器、膜过滤器、针阀以及流量计。

本实用新型进一步设置为，所述显示装置还包括第二机箱，所述信号处理电路板以及电池设置在第二机箱内部，所述显示屏设置在第二机箱上。

本实用新型进一步设置为，第一机箱和第二机箱之间通过信号传输线连接，第一机箱和第二机箱上分别设有用于连接信号传输线的第一信号接口和第二信号接口，微量水传感器的输出端连接至第一信号接口，第二信号接口连接至信号处理电路板。

本实用新型进一步设置为，所述第二机箱上设有具有多个按键的按键板，所述第二机箱内设有按键电路板，按键电路板与信号处理电路板连接，按键电路板具有处理按键板输出信号的按键模块。

本实用新型进一步设置为，所述第二机箱的顶部具有可转动的第二把手。

本实用新型进一步设置为，所述第二机箱上设有用于为电池充电的充电接口。

综上所述，本实用新型的有益效果有：

1．本实用新型通过限制施加在储能器件上的最高电压或最大电流，限制锂电池最大输出功率，而达到本质安全的功能；

2．本实用新型将微量水传感器检测到的数据处理变换后在显示屏上显示水含量等参数，同时提供按键，以供操作和分析数据使用；

3．本实用新型中检测装置和显示装置独立设置并通过信号传输线连接，有利于灵活设置检测装置和显示装置的设置位置，电池等功率元件集中在显示装置中，检测装置中用电元件较少，进一步提高防爆能力。

附图说明

图1是本实用新型实施例显示装置正面结构示意图；

图2是本实用新型实施例显示装置背面结构示意图；

图3是本实用新型实施例检测装置与显示装置连接示意图；

图4是本实用新型实施例中信号处理电路板上电路的原理框图；

图5是本实用新型实施例中AD转换模块的电路原理示意图；

图6是本实用新型实施例中电源模块的电路原理示意图。

图中，100、检测装置；200、显示装置；1、第一机箱；2、第二机箱；3、第一把手；4、第二把手；5、显示屏；6、按键板；7、信号处理电路板；8、按键电路板；9、充电接口；10、第一信号接口；11、电池；12、信号传输线；13、第二信号接口；14、进气接口；15、出气接口；16、膜过滤器；17、微量水传感器；18、针阀；19、流量计；20、气体管路；21、第一支架；22、第二支架；23、第三支架；24、第四支架。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

实施例：参考图1-6，一种本安防爆型微量水分析仪，包括显示装置200和检测装置100。

检测装置100包括进气接口14、微量水传感器17、出气接口15以及气体管路20，待测气体从进气接口14进入，经过微水分析探头后再从出气接口15流出，微量水传感器17检测待测气体中的微量水的含量并输出。检测装置100还包括第一机箱1，所述进气接口14和出气接口15设置在第一机箱1的外壳上，进气接口14和出气接口15均采用1/4”-1/4”穿板卡套接头安装在第一机箱1上，一端位于第一机箱1内，一端伸出第一机箱1外。

微量水传感器17设置在第一机箱1的内部，所述微量水传感器17的进气端通过气体管路20连接有膜过滤器16，膜过滤器16选用内置PFA疏水薄膜的过滤器，主要作用是过滤测量气体中含有的微量污染物、液滴等，防止污染微量水传感器17。所述微量水传感器17的出气端设有针阀18和流量计19，通过针阀18可以调节通过微量水传感器17的气体流量，流量计19用于检测通过微量水传感器17的气体流量。气体管路20选择1/4”PFA管路，与进气接口14和出气接口15适配。所述第一机箱1内设有第一支架21、第二支架22、第三支架23以及第四支架24，分别用于安装微量水传感器17、膜过滤器16、针阀18以及流量计19，所述第一机箱1的顶部设有第一把手3，第一把手3与第一机箱1转动连接，在不使用时可转动以使其贴合第一机箱1表面。

微量水传感器17采用五氧化二磷微量水传感器17/分析仪/探头，其通过五氧化二磷电解法测量气体中微量水的含量。

显示装置200包括信号处理电路板7、电池11以及显示屏5，所述信号处理电路板7接收所述检测装置100的输出信号，经过处理后在显示屏5上显示。

显示装置200还包括第二机箱2，所述信号处理电路板7以及电池11设置在第二机箱2内部，所述显示屏5设置在第二机箱2上。第一机箱1和第二机箱2之间通过信号传输线12连接，信号传输线12选择两端双公头的传输线缆。对应的，第一机箱1和第二机箱2上分别设有用于连接信号传输线12的第一信号接口10和第二信号接口13，第一信号接口10和第二信号接口13均为母头与信号传输线12匹配，微量水传感器17的输出端连接至第一信号接口10，第二信号接口13连接至信号处理电路板7。

第二机箱2上设有具有多个按键的按键板6，按键板6上按键至少包括一个电源键，用于启动该设备，所述第二机箱2内设有按键电路板8，按键电路板8与信号处理电路板7连接，按键电路板8具有处理按键板6输出信号的按键模块。

第二机箱2的顶部具有可转动的第二把手4。在本实施例中，显示屏5和按键板6均设置在第二机箱2的正面，第二信号接口13设置于第二机箱2的背面。所述第二机箱2上设有用于为电池11充电的充电接口9，充电接口9设置于第二机箱2的背面。

所述信号处理电路板7上电路包括传感器模块、AD转换模块、单片机模块、显示模块以及电源模块，微量水传感器17的输出信号经过传感器模块放大后，通过AD转换模块转换为数字信号，再通过单片机模块计算后在显示屏5上显示。

AD转换模块主要器件包括：16位AD转换芯片ADS1110、运算放大器LM258、高精度电阻等。传感器信号经过端子H1进入芯片ADS1110，ADS1110将处理过的传感器模拟信号转换为数字信号，通过信号线传输到单片机模块中，经过单片机滤波，转换等一系列运算之后输出水含量等参数到显示模块中。

所述电源模块包括电源芯片U4、一次性快速熔断保险丝F2、限流电阻R9以及齐纳二极管D7、D8，一次性快速熔断保险丝F2、限流电阻R9串联在电源芯片U4的输入端，齐纳二极管D7、D8并联在电源芯片的输出端，实现限制电源的最大功率，降低电源最高输出电压，其中采用两个齐纳二极管的原因是需要在本质安全电路出现一个故障时有双重保护功能，满足本质安全电路设计的需求。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种本安防爆型微量水分析仪，其特征在于，包括显示装置和检测装置；

所述检测装置包括进气接口、微量水传感器、出气接口以及气体管路，待测气体从进气接口进入，经过微水分析探头后再从出气接口流出，微量水传感器检测待测气体中的微量水的含量并输出；

所述显示装置包括信号处理电路板、电池以及显示屏，所述信号处理电路板接收所述检测装置的输出信号，经过处理后在显示屏上显示；

所述信号处理电路板上电路包括传感器模块、AD转换模块、单片机模块、显示模块以及电源模块，微量水传感器的输出信号经过传感器模块放大后，通过AD转换模块转换为数字信号，再通过单片机模块计算后在显示屏上显示；

所述电源模块包括电源芯片U4、一次性快速熔断保险丝F2、限流电阻R9以及齐纳二极管D7、D8，一次性快速熔断保险丝F2、限流电阻R9串联在电源芯片U4的输入端，齐纳二极管D7、D8并联在电源芯片的输出端。

2.根据权利要求1所述的本安防爆型微量水分析仪，其特征在于，所述检测装置还包括第一机箱，所述进气接口和出气接口设置在第一机箱的外壳上，所述微量水传感器设置在第一机箱的内部，所述第一机箱的顶部设有第一把手。

3.根据权利要求2所述的本安防爆型微量水分析仪，其特征在于，所述微量水传感器的进气端通过气体管路连接有膜过滤器。

4.根据权利要求3所述的本安防爆型微量水分析仪，其特征在于，所述微量水传感器的出气端设有针阀和流量计。

5.根据权利要求4所述的本安防爆型微量水分析仪，其特征在于，所述第一机箱内设有第一支架、第二支架、第三支架以及第四支架，分别用于安装微量水传感器、膜过滤器、针阀以及流量计。

6.根据权利要求5所述的本安防爆型微量水分析仪，其特征在于，所述显示装置还包括第二机箱，所述信号处理电路板以及电池设置在第二机箱内部，所述显示屏设置在第二机箱上。

7.根据权利要求6所述的本安防爆型微量水分析仪，其特征在于，第一机箱和第二机箱之间通过信号传输线连接，第一机箱和第二机箱上分别设有用于连接信号传输线的第一信号接口和第二信号接口，微量水传感器的输出端连接至第一信号接口，第二信号接口连接至信号处理电路板。

8.根据权利要求7所述的本安防爆型微量水分析仪，其特征在于，所述第二机箱上设有具有多个按键的按键板，所述第二机箱内设有按键电路板，按键电路板与信号处理电路板连接，按键电路板具有处理按键板输出信号的按键模块。

9.根据权利要求6所述的本安防爆型微量水分析仪，其特征在于，所述第二机箱的顶部具有可转动的第二把手。

10.根据权利要求6所述的本安防爆型微量水分析仪，其特征在于，所述第二机箱上设有用于为电池充电的充电接口。

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