[實(shí)用新型]具有選擇性、廣譜性、快響應(yīng)的串行復(fù)合式可燃、有毒氣體報(bào)警器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420299756.6
• 申請(qǐng)日: 2014-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN203966297U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任東偉;周悅;段長(zhǎng)生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱愛生智能技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): G08B21/16
• 分類號(hào): G08B21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種具有選擇性、廣譜性、快響應(yīng)的串行復(fù)合式可燃、有毒氣體報(bào)警器，特別涉及一種利用熱傳導(dǎo)式氣體傳感器、半導(dǎo)體式氣體傳感器、紅外吸收式氣體傳感器、恒電位電解式氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器等數(shù)種不同工作機(jī)制氣體傳感器的串行組合、復(fù)合，再配合信號(hào)調(diào)理電路、單片機(jī)軟、硬件構(gòu)成的精密、快響應(yīng)、高可靠、低功耗、長(zhǎng)壽命可燃、有毒氣體報(bào)警器，屬于安全防護(hù)領(lǐng)域。該裝置體積小，對(duì)可燃性氣體、有毒、有害氣體敏感的靈敏度高、響應(yīng)速度快、可靠性佳、投資成本和運(yùn)行成本低廉。特別值得強(qiáng)調(diào)的是，它不僅能夠分辨出短暫飄過的某些干擾氣體，而且還能夠分辨出長(zhǎng)時(shí)間滯留在氣體報(bào)警器監(jiān)測(cè)區(qū)域的建筑物表面上正在干燥中的油漆和涂料等以及某些殺蟲劑之類的農(nóng)藥、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）、精油等芳香劑之類散發(fā)的干擾氣體，避免發(fā)生誤報(bào)現(xiàn)象。因此可以應(yīng)用在各種化工廠、煉油廠、石油井、煤礦、氣體制造廠、冶金工業(yè)、工礦開采、大氣污染檢測(cè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域以及移動(dòng)裝置（例如：汽車、火車、輪船、飛機(jī)、火箭等）等部門的工藝裝置、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施、有毒氣體擴(kuò)散與聚集場(chǎng)所、天然氣傳送管道、容器、石油傳送管道等的可燃、有毒、有害氣體的檢漏和報(bào)警。

背景技術(shù)

眾所共知，目前國內(nèi)、外的很多國家安全防護(hù)和環(huán)保管理機(jī)構(gòu)已經(jīng)對(duì)化工廠、氣體燃料加工和傳送運(yùn)輸企業(yè)、石油化工企業(yè)等在工藝裝置、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施、可燃?xì)怏w和/或有毒氣體擴(kuò)散與聚集場(chǎng)所等分別對(duì)檢測(cè)點(diǎn)的位置、距離、風(fēng)向和數(shù)量上提出要求，并且對(duì)有毒、有害氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成和技術(shù)指標(biāo)、檢測(cè)器的選用、檢測(cè)器的采樣方式、報(bào)警器顯示或報(bào)警器的基本功能和選用、報(bào)警值的設(shè)定和報(bào)警誤差、檢測(cè)報(bào)警儀的安裝等也有了詳細(xì)的規(guī)定，但是真正能夠完全符合所述規(guī)定特性的可燃?xì)怏w和/或有毒氣體報(bào)警器卻少得可憐。特別是在抗干擾氣體（國內(nèi)、外很多人稱作雜氣或噪聲氣體）方面，絕大多數(shù)氣體報(bào)警器不盡人意。具體表現(xiàn)在它僅能對(duì)短暫飄過的某些干擾氣體利用多次檢測(cè)和延遲報(bào)警法可以解決誤報(bào)問題，但是對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間滯留在氣體報(bào)警器監(jiān)測(cè)區(qū)域的某些殺蟲劑之類的農(nóng)藥、建筑物表面上正在干燥中的油漆和涂料、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）、精油等芳香劑之類散發(fā)的干擾氣體等卻無能為力，誤報(bào)的幾率甚高。倘若利用多次檢測(cè)和采用較長(zhǎng)時(shí)間延遲的報(bào)警法，又可能帶來安全隱患或責(zé)任事故。顯然，目前的現(xiàn)有可燃、有毒氣體報(bào)警器對(duì)于同時(shí)具有高選擇性、廣譜性、快響應(yīng)、低功耗的要求尚無所適從。

下面讓我們回顧一下業(yè)已商品化的可燃、有毒氣體報(bào)警器之現(xiàn)狀。眾所共知，熱傳導(dǎo)式氣體傳感器和半導(dǎo)體式氣體傳感器都是通電的壽命長(zhǎng)、快響應(yīng)的廣譜氣體傳感器，其中，利用混合氣體的總導(dǎo)熱系數(shù)隨著被檢測(cè)氣體含量的多寡而改變的原理工作的熱傳導(dǎo)式氣體傳感器特點(diǎn)是：

（1）檢測(cè)氣體范圍最寬。不僅可檢測(cè)天然氣、液化氣、煤氣、烷類等可燃性氣體以及汽油、醇、酮、苯等有機(jī)溶劑蒸汽，而且還能夠檢測(cè)二氧化碳、四氯化碳、氟里昂等非可燃?xì)怏w。

（2）可檢測(cè)氣體濃度的范圍廣，為0－100%VOL。

（3）其通電的壽命長(zhǎng)，通常為5～6年。

（4）具有良好的重復(fù)性，

（5）不存在催化劑中毒問題。

其缺點(diǎn)是選擇性最差。而半導(dǎo)體式氣體傳感器的優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)????靈敏度高,特別是對(duì)低濃度可燃性氣體、有毒、有害氣體靈敏度高。

(2)????響應(yīng)速度快。

(3)????成本低，功耗低，通常為500mW。

(4)????其通電的壽命長(zhǎng)，通常為4～5年。

(5)????其輸出電壓信號(hào)大，可以直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器或繼電器。

其缺點(diǎn)如下：

（1）???????由于半導(dǎo)體式氣體傳感器的選擇性（交叉靈敏度）差，甚至對(duì)水蒸汽都敏感。

（2）???????對(duì)較高濃度可燃性氣體、有毒、有害氣體靈敏度較低，出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，因此不適宜作為中高或高濃度可燃性氣體、有毒、有害氣體報(bào)警器使用。

（3）???????重復(fù)性（或稱作再現(xiàn)性）欠佳。

（4）???????輸出電壓信號(hào)與被測(cè)氣體濃度的函數(shù)關(guān)系復(fù)雜，不適宜高精度檢測(cè)使用。

（5）??????對(duì)某些氣體，例如有機(jī)硅、硫化物等存在催化劑中毒問題。

非色散紅外吸收式氣體傳感器作為一種快速、準(zhǔn)確的氣體分析裝置。在2008年以前其體積都比較大，但是近些年，隨著以MEMS技術(shù)為基礎(chǔ)的紅外線氣體傳感器工業(yè)的發(fā)展，非色散紅外吸收式氣體傳感器的體積已經(jīng)由數(shù)百mm長(zhǎng)度，數(shù)kg重的裝置，減小到拇指大小。它的優(yōu)點(diǎn)是: