[發明專利]便攜式紅外瓦斯報警儀

有效

• 申請號: 200910074252.8
• 申請日: 2009-04-27
• 公開（公告）號: CN101567120A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 張文棟;劉俊;薛晨陽;熊繼軍;任勇峰;譚秋林;任曉力;梁庭;秦麗
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G08B21/16
• 分類號: G08B21/16;G01N21/35
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所
• 代理人: 朱 源;駱 洋

技術領域

本發明涉及瓦斯檢測領域，具體是一種便攜式紅外瓦斯報警儀。

背景技術

現有瓦斯紅外檢測裝置中采用的紅外探測器(即紅外傳感器)是利用雙原子分子或多原子分子對紅外光具有特定吸收峰這一特性來實現的，即某種瓦斯氣體只對應吸收某種波段處的紅外光能量，該紅外波段稱為這一瓦斯氣體的特定紅外吸收峰，各種瓦斯氣體的特定吸收峰互不干擾，且瓦斯氣體吸收的紅外光能量與瓦斯氣體在紅外光照射區域內的濃度有關，相比應用其他原理實現的瓦斯檢測裝置具有穩定性好、使用壽命長、應用范圍廣、不易受有害氣體影響而中毒、老化等優點；但是在長期使用過程中，現有瓦斯紅外檢測裝置的靈敏度和精度未能達到理想的要求，且體積較大，攜帶不便。經一系列資料查詢、實驗驗證，結果表明主要是由于瓦斯紅外檢測裝置集氣部件的結構設計不夠完善，集氣部件內固定紅外光源與紅外探測器，為紅外探測器檢測瓦斯氣體提供與外界同狀態的容氣腔體，因此，集氣部件的結構、紅外探測器在集氣部件內的固定位置是否合理、緊湊直接影響到紅外探測器的性能，例如：集氣部件內容氣腔體的容積大小、紅外光源與紅外探測器的安裝位置會影響紅外光線分布的合理性、紅外探測器的最佳測量光程，進而影響瓦斯紅外檢測裝置的檢測結構；另外，現有瓦斯紅外檢測裝置的紅外光源、紅外探測器、集氣部件之間采用分離式裝配，易引起檢測誤差，所以，對集氣部件進行優化設計，實現紅外光源、紅外探測器與集氣部件的一體化結構勢在必行。

發明內容

本發明為了解決現有瓦斯紅外檢測裝置的靈敏度和精度未能達到理想的要求、且體積較大、使用攜帶不便等問題，提供了一種便攜式紅外瓦斯報警儀。

本發明是采用如下技術方案實現的：便攜式紅外瓦斯報警儀，包括置于盒體內的檢測單元、與檢測單元連接的信號處理電路，盒體上設有與信號處理電路連接的功能按鈕、顯示屏、報警器和報警指示燈，盒體上開有通氣孔，盒體內的檢測單元正對通氣孔固定；所述檢測單元為內置有紅外光源、紅外探測器的集氣罐，集氣罐包含側壁上開有通孔的筒體、分別固定于筒體兩端的端蓋，端蓋的內表面為凹鏡鏡面，紅外光源、紅外探測器分別通過支撐體與兩端蓋的內表面固定，并處于端蓋內表面凹鏡鏡面的焦點位置。

使用時，外界氣體經由盒體上的通氣孔、集氣罐上的通孔進入集氣罐內，紅外光源發出的紅外光照射集氣罐內的氣體，紅外光的能量被瓦斯氣體吸收，紅外探測器探測由紅外光源發出的紅外光的能量變化，并將表征紅外光能量變化的信號送入信號處理電路，經由信號處理電路處理后，將瓦斯氣體濃度于顯示屏上進行顯示，如瓦斯氣體濃度超過報警閾值時，信號處理電路驅動報警器報警、報警指示燈點亮。由于端蓋的內表面為凹鏡鏡面，且紅外光源、紅外探測器分別通過支撐體安裝于端蓋內表面凹鏡鏡面的焦點位置，紅外光源發出的紅外光一部分直射與其正對的紅外探測器，另一部分會經端蓋的凹鏡鏡面平行出射，然后經由與其正對端蓋的凹鏡鏡面反射至紅外探測器，端蓋上凹鏡鏡面的設置提高了紅外光源的平行出射能量、以及吸收光程，使得紅外光源發出的紅外光經瓦斯氣體吸收后更多的進入探測器，提高了檢測效率，使得報警儀檢測靈敏度高、精度高。

端蓋中央分別開有與支撐體螺紋固定的固定孔；這樣，實現了紅外光源、紅外探測器與集氣部件的一體化固定，避免裝配過程引起檢測誤差。

為了使本發明所述報警儀的檢測單元不受外界惡劣環境影響而降低檢測性能，盒體上的通氣孔處設有防塵防水透氣蓋，所述防塵防水透氣蓋包括環狀蓋體、隔爆網、過濾網，過濾網采用聚四氟乙烯薄膜，隔爆網、過濾網由外向內依次與環狀蓋體固定；所述防塵防水透氣蓋作為瓦斯氣體進入本發明所述報警儀檢測單元集氣罐的第一道屏障，主要用于防塵除水進氣。其中，隔爆網隔離火花、防靜電；過濾網采用不同孔徑的聚四氟乙烯薄膜，用于防塵除水。

與現有瓦斯紅外檢測裝置相比，本發明所述便攜式紅外瓦斯報警儀的檢測單元結構簡單、合理、緊湊，實現了一體化、微型化，不但便于加工，成本低，并使得檢測單元的體積和質量大大減小，使得整個報警儀便于礦工隨身攜帶，有利于礦工安全工作，也可推廣應用在其它檢測領域中；由于檢測單元集氣罐端蓋的獨特結構，使得由紅外光源發出的紅外光分布更加合理，紅外光的利用率大大提高，進而提高了報警儀的靈敏度、響應速度、穩定性、測量精度，可廣泛應用于煤礦井下瓦斯濃度檢測、災區事故泄漏檢測、事故區域確認、以及泄漏物確認等方面。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明檢測單元的結構示意圖；

圖3為圖2的A-A剖面圖；

圖4為本發明端蓋的結構示意圖；