CN115508308A - 一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置 - Google Patents

一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，包括主壳体，主壳体的内部设置有氨气检测机构，氨气检测机构包括氨气吸收光程池，氨气吸收光程池中部设置有与其垂直的检测气道，检测气道的左端安装有单向阀，检测气道的右端连接有检测进气管，主壳体对应单向阀的位置设有开孔，主壳体外侧设置有净气装置，净气装置包括设置在主壳体右侧壁上的净气室，净气室的右侧壁上安装有一对滤芯，滤芯的外侧罩设有网箱，滤芯配置有自清洁功能，主壳体内安装有气泵，气泵进气端通过进气管与净气室相连，气泵的出气端与检测进气管远离检测气道的一端相连。本发明有效解决了氨气检测过程的环境干扰、精度偏差以及体积过大缺陷，实用性强，值得推广。

Description

一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置
技术领域
本发明涉及气体检测技术领域，具体为一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置。
背景技术
氨气是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体。在工业和医药领域有很广泛的用途。然而氨气具有腐蚀性，它对接触的组织都有腐蚀和刺激作用使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜的溶解度极高。所以主要对人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用，减弱人体对疾病的抵抗力。此外，氨气还可通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏停搏和呼吸停止。
氨气在冷冻领域大规模应用，在使用氨气的冷冻***中，需要实时检测氨气气体的现场浓度值，当浓度超出设置的报警点时及时进行报警。对于环境应急监测具有重要意义。传统的无机半导体传感器一般工作温度要求在300℃～400℃，功耗较大，且由于在高温条件下工作衬底一般采用陶瓷衬底，在传感器的加工组装过程中工艺复杂，难度较大，导致成本较高。而气体传感器的造价较高，给氨气的广泛测试应用带来一定的困难。尤其是泄露氨气大都在冷冻条件下，温度低，低温气体不但影响监测的灵敏度，而且低温极易使气敏材料出现冷凝水堵塞对气体的吸附，甚至使气敏材料失效。
目前，***体分析技术已经开始在氨气检测领域应用，通过分析激光被氨气的选择性吸收来获得氨气的浓度。***体分析技术，克服了温度对检测灵敏度的影响，但在使用上依然具有较大的限制：首先，***体分析技术在监测氨气浓度时，装置内部容易收到灰尘的影响；其次，越高精度的***体分析装置就需要更长长度的光程池，光程池的体积问题限制了激光分析技术在氨气检测领域的应用：最后，即便是精确的***体分析装置，长期使用后依然存在检测值偏离的问题，需要进行修正。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，包括主壳体，所述主壳体的内部设置有氨气检测机构，所述氨气检测机构包括氨气吸收光程池，所述氨气吸收光程池中部设置有与其垂直的检测气道，所述检测气道的左端安装有单向阀，检测气道的右端连接有检测进气管，所述主壳体对应单向阀的位置设有开孔，所述主壳体外侧设置有净气装置，所述净气装置包括设置在主壳体右侧壁上的净气室，所述净气室的右侧壁上安装有一对滤芯，所述滤芯的外侧罩设有网箱，所述滤芯配置有自清洁功能，所述主壳体内安装有气泵，所述气泵进气端通过进气管与净气室相连，气泵的出气端与检测进气管远离检测气道的一端相连，所述氨气吸收光程池配置有校准装置，所述主壳体的上端盖上设置有PLC控制器，所述PLC控制器包括处理器、A/D转换器、通讯模块，所述A/D转换器与氨气吸收光程池内的激光接收装置相连。
进一步地，所述校准装置包括准氨气进气管，所述检测进气管通过标准氨气进气管连接标准氨气供气罐，所述标准氨气进气管上设置有第一电磁阀，所述检测进气管上气泵与标准氨气进气管之间位置设置有第二电磁阀。
进一步地，所述净气装置包括一对安装在滤芯出气端上的文氏反吹管，每个文氏反吹管配置有反吹喷嘴，所述反吹喷嘴安装在分管末端，每个分管上设置有一换向电磁阀，所述分管末端连接有反吹进气管，所述反吹进气管远离分管一端连接在检测进气管上第二电磁阀与气泵出气端之间的位置上。
进一步地，所述氨气吸收光程池的前端盖设置有激光发射箱，所述激光发射箱内安装有激光发射器，前端盖的中心位置设置有进光孔，所述激光发射器与进光孔之间设置有激光准直器，氨气吸收光程池的后端盖安装有激光接收器，后端盖的中心位置设置有出光孔。
进一步地，所述氨气吸收光程池内部的前后两端各设置有一透明罩盖。
进一步地，所述氨气吸收光程池的前端盖内侧固定连接有一大直径凹曲面反射镜，所述大直径凹曲面反射镜的中心位置设置有过光孔，氨气吸收光程池的后端盖内侧环形整列分布有一组小直径凹曲面反射镜。
进一步地，所述主壳体的顶部设置有显示屏，所述显示屏与PLC控制器的处理器相连。
进一步地，所述主壳体的底部设置有安装座，所述安装座上设置有呈腰形的安装孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过净气装置过滤空气中的灰尘，通过气泵使经过净气室的气体流速均匀，避免了氨气检测机构中激光传输易受到粉尘、颗粒和高温湍流等因素的影响，缩小检测误差，保证探测精度。
2、本发明通过校准装置定期对氨气检测机构进行校准，避免检测数值与实际数值偏离过大。
3、本发明滤芯在进行自清洁时，一对换向电磁阀交替打开，依次对滤芯进行反冲洗，实现无污染高效自清洁。利用检测气泵提供空气动力，无需额外增加装置，结构简单。
综上所述，本发明有效解决了氨气检测过程的环境干扰、精度偏差以及体积过大缺陷，实用性强，值得推广。
附图说明
图1为一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置的外部结构示意图；
图2为一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置的结构分解示意图；
图3为一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置的内部结构示意图；
图4为一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置中滤芯以及反吹装置的结构示意图；
图5为一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置中氨气吸收光程池的结构示意图；
图6为一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置中氨气吸收光程池的内部结构示意图；
图7为一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置中氨气吸收光程池右侧视角的内部结构示意图；
图8为一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置中氨气吸收光程池左侧视角的内部结构示意图。
图中：1、安装座；2、安装孔；3、主壳体；4、开孔；5、显示屏；6、净气室；7、网箱；8、滤芯；9、文氏反吹管；10、反吹喷嘴；11、分管；12、换向电磁阀；13、反吹进气管；14、进气管；15、气泵；16、检测进气管；17、第二电磁阀；18、标准氨气进气管；19、第一电磁阀；20、氨气吸收光程池；21、激光发射箱；22、激光发射器；23、激光准直器；24、进光孔；25、大直径凹曲面反射镜；26、小直径凹曲面反射镜；27、出光孔；28、激光接收器；29、透明罩盖；30、检测气道；31、单向阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1：请参阅图1～8，一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，包括主壳体3，主壳体3的内部设置有氨气检测机构，氨气检测机构包括氨气吸收光程池20，氨气吸收光程池20中部设置有与其垂直的检测气道30，检测气道30的左端安装有单向阀31，检测气道30的右端连接有检测进气管16，主壳体3对应单向阀31的位置设有开孔4，主壳体3外侧设置有净气装置，净气装置包括设置在主壳体3右侧壁上的净气室6，净气室6的右侧壁上安装有一对滤芯8，滤芯8的外侧罩设有网箱7，滤芯8配置有自清洁功能，主壳体3内安装有气泵15，气泵15进气端通过进气管14与净气室6相连，气泵15的出气端与检测进气管16远离检测气道30的一端相连，氨气吸收光程池20配置有校准装置，主壳体3的上端盖上设置有PLC控制器，PLC控制器包括处理器、A/D转换器、通讯模块，A/D转换器与氨气吸收光程池20内的激光接收装置相连。
本实施例工作原理：经过净气装置中的滤芯8过滤后的空气，进入净气室6中，气泵15将净气室6中经过过滤的空气输送到检测气道30内，氨气吸收光程池20中激光发射装置发针对氨气进行调制的激光，激光经过检测气道30内的氨气吸收后被激光接收装置接收，据激光强度与氨气浓度的关系计算出氨气浓度。净气装置过滤了空气中的灰尘，同时气泵15使经过净气室的气体流速均匀，避免了氨气检测机构中激光传输易受到粉尘、颗粒和高温湍流等因素的影响，缩小检测误差，保证探测精度。激光接收装置将激光强度信号输到变送器，变送器将信号转换成标准电信号后，传输给PLC控制器12的A/D转换器，将标准电信号转化为数字信号。处理器将数字信号分析处理后，通过通讯模块传递到设备监控管理中心，实现远程监控。校准装置定期对氨气检测机构进行校准，避免检测数值与实际数值偏离过大。
实施例2：请参阅图3～5，一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，与实施例1的区别在于，校准装置包括准氨气进气管18，检测进气管16通过标准氨气进气管18连接标准氨气供气罐，标准氨气进气管18上设置有第一电磁阀19，检测进气管16上气泵15与标准氨气进气管18之间位置设置有第二电磁阀17。
本实施例中，对氨气检测机构进行校准时，第二电磁阀17关闭，第一电磁阀19打开，标准氨气供气罐向氨气检测机构中输入标准浓度的氨气，通过将此时氨气检测机构检测的数值与标准浓度进行比对，获得氨气检测机构的偏差量，在此基础上进行数据修正即可。
实施例3：请参阅图1～3，一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，与实施例1的区别在于，净气装置包括一对安装在滤芯8出气端上的文氏反吹管9，每个文氏反吹管9配置有反吹喷嘴10，反吹喷嘴10安装在分管11末端，每个分管11上设置有一换向电磁阀12，分管11末端连接有反吹进气管13，反吹进气管13远离分管11一端连接在检测进气管16上第二电磁阀17与气泵15出气端之间的位置上。
本实施例中，滤芯8在进行自清洁时，第二电磁阀17关闭，一对换向电磁阀12交替打开，依次对滤芯8进行反冲洗；这种自清洁方式的优势在于：一方面，冲洗的气体是另一个滤芯8过滤后的干净气体，不会污染滤芯8的内部；另一方面，保证了冲洗时具有足够的气压。本实施例中，利用检测气泵15提供空气动力，无需额外增加装置，结构更加简单。
实施例4：请参阅图5～8，一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，与实施例1的区别在于，氨气吸收光程池20的前端盖设置有激光发射箱21，激光发射箱21内安装有激光发射器22，前端盖的中心位置设置有进光孔24，激光发射器22与进光孔24之间设置有激光准直器23，氨气吸收光程池20的后端盖安装有激光接收器28，后端盖的中心位置设置有出光孔27。
氨气吸收光程池20内部的前后两端各设置有一透明罩盖29。
氨气吸收光程池20的前端盖内侧固定连接有一大直径凹曲面反射镜25，大直径凹曲面反射镜25的中心位置设置有过光孔，氨气吸收光程池20的后端盖内侧环形整列分布有一组小直径凹曲面反射镜26。
本实施例中，激光发射器22发射的激光，经过激光准直器23准直后，从进光孔24摄入氨气吸收光程池20，在氨气吸收光程池20中，激光在组小直径凹曲面反射镜26与大直径凹曲面反射镜25之间经过多次反射后，通过出光孔27被激光接收器28接收，通过高效利用镜面反射，实现最大可能的光程，保证测量精度的同时，将检测装置的体积缩小。透明罩盖29，对反射镜进行防护，避免灰尘粘附。透明罩盖29采用高透光率玻璃，降低对激光光程造成的干扰。
实施例5：请参阅图1～2，一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，与实施例1的区别在于，主壳体3的顶部设置有显示屏5，显示屏5与PLC控制器的处理器相连。
本实施例中，PLC控制器的处理器将处理后的氨气浓度数值显示在显示屏5上，方便现场巡检技术人员查看。
实施例6：请参阅图1～3，一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，与实施例1的区别在于，主壳体3的底部设置有安装座1，安装座1上设置有呈腰形的安装孔2。
本实施例中，安装座1用于监测装置的固定安装，腰形的安装孔2对安装时的位置精度要求更低，更方便安装。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，包括主壳体(3)，其特征在于：所述主壳体(3)的内部设置有氨气检测机构，所述氨气检测机构包括氨气吸收光程池(20)，所述氨气吸收光程池(20)中部设置有与其垂直的检测气道(30)，所述检测气道(30)的左端安装有单向阀(31)，检测气道(30)的右端连接有检测进气管(16)，所述主壳体(3)对应单向阀(31)的位置设有开孔(4)，所述主壳体(3)外侧设置有净气装置，所述净气装置包括设置在主壳体(3)右侧壁上的净气室(6)，所述净气室(6)的右侧壁上安装有一对滤芯(8)，所述滤芯(8)的外侧罩设有网箱(7)，所述滤芯(8)配置有自清洁功能，所述主壳体(3)内安装有气泵(15)，所述气泵(15)进气端通过进气管(14)与净气室(6)相连，气泵(15)的出气端与检测进气管(16)远离检测气道(30)的一端相连，所述氨气吸收光程池(20)配置有校准装置，所述主壳体(3)的上端盖上设置有PLC控制器，所述PLC控制器包括处理器、A/D转换器、通讯模块，所述A/D转换器与氨气吸收光程池(20)内的激光接收装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，其特征在于：所述校准装置包括准氨气进气管(18)，所述检测进气管(16)通过标准氨气进气管(18)连接标准氨气供气罐，所述标准氨气进气管(18)上设置有第一电磁阀(19)，所述检测进气管(16)上气泵(15)与标准氨气进气管(18)之间位置设置有第二电磁阀(17)。
3.根据权利要求2所述的一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，其特征在于：所述净气装置包括一对安装在滤芯(8)出气端上的文氏反吹管(9)，每个文氏反吹管(9)配置有反吹喷嘴(10)，所述反吹喷嘴(10)安装在分管(11)末端，每个分管(11)上设置有一换向电磁阀(12)，所述分管(11)末端连接有反吹进气管(13)，所述反吹进气管(13)远离分管(11)一端连接在检测进气管(16)上第二电磁阀(17)与气泵(15)出气端之间的位置上。
4.根据权利要求1所述的一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，其特征在于：所述氨气吸收光程池(20)的前端盖设置有激光发射箱(21)，所述激光发射箱(21)内安装有激光发射器(22)，前端盖的中心位置设置有进光孔(24)，所述激光发射器(22)与进光孔(24)之间设置有激光准直器(23)，氨气吸收光程池(20)的后端盖安装有激光接收器(28)，后端盖的中心位置设置有出光孔(27)。
5.根据权利要求4所述的一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，其特征在于：所述氨气吸收光程池(20)内部的前后两端各设置有一透明罩盖(29)。
6.根据权利要求5所述的一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，其特征在于：所述氨气吸收光程池(20)的前端盖内侧固定连接有一大直径凹曲面反射镜(25)，所述大直径凹曲面反射镜(25)的中心位置设置有过光孔，氨气吸收光程池(20)的后端盖内侧环形整列分布有一组小直径凹曲面反射镜(26)。
7.根据权利要求1所述的一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，其特征在于：所述主壳体(3)的顶部设置有显示屏(5)，所述显示屏(5)与PLC控制器的处理器相连。
8.根据权利要求7所述的一种抗干扰高精度氨气泄露检测装置，其特征在于：所述主壳体(3)的底部设置有安装座(1)，所述安装座(1)上设置有呈腰形的安装孔(2)。
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