[發明專利]一種抗多種氣體干擾的一氧化碳傳感器及檢測方法

在審

• 申請號: 202211055356.6
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115308288A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 趙慶川;郭江濤;孫世嶺;李軍;于慶;槐利;王堯;李濤;張遠征;梁光清;郭清華
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;G01R19/25
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 方鐘苑

本發明涉及一種具有抗多種氣體的一氧化碳傳感器及檢測方法，屬于煤礦環境氣體檢測傳感器領域。本發明包括一氧化碳傳感器，以及該傳感器進行氣體檢測的方法。其中，傳感器主要包括一氧化碳/硫化氫雙氣檢測模組、氮氧化物檢測模組、模塊化主板、主殼體和主殼體顯示窗，其中一氧化碳/硫化氫雙氣檢測模組和氮氧化物檢測模組測量待測氣體。本發明采用交叉干擾補償算法進行氣體濃度值計算，通過設定不同工作模式，對煤礦環境中的一氧化碳氣體的濃度進行精準檢測。本發明通過一氧化碳、氮氧化物、硫化氫復合電化學元件設計，實現一氧化碳、氮氧化物和硫化氫多組分氣體濃度的實時監測，提高智慧礦山精準感知能力，保障煤礦安全生產。

技術領域

本發明屬于煤礦環境氣體檢測領域，涉及一種具有抗多種氣體的一氧化碳傳感器及檢測方法。

背景技術

一氧化碳傳感器作為煤礦一氧化碳氣體濃度監測的主要儀表，在火災早期預警方面發揮了重要的作用，是目前使用最成熟最廣泛的火災預警監測手段，隨著礦山智能化的發展，精準檢測成為智能傳感器的必然要求。隨著高產高效礦井的建設，井下膠輪車的數量越來越多，其排放的尾氣中含有碳氫化合物、氮氧化合物、二氧化硫、一氧化碳、煙塵微粒(某些重金屬化合物、鉛化合物、黑煙及油霧)等物質，其中氮氧化合物對一氧化碳傳感器存在交叉干擾作用，導致一氧化碳一氧化碳傳感器誤報警事故頻發，嚴重干擾了煤礦正常生產。

目前國內工業檢測領域已經設計出了紅外一氧化碳傳感器，且氣室大、光程長，無法小型化，且存在氣體交叉干擾，不具備開發成礦用本質安全型儀表的技術條件；基于激光檢測技術的一氧化碳傳感器，受制于激光器定制、光學結構設計、成本等因素，尚無具備應用價值的工程樣機。目前各廠家一氧化碳傳感器均采用單一一氧化碳電化學敏感元件檢測環境氣體濃度，當環境中存在膠輪車尾氣或硫化氫氣體時傳感器就會出現誤報警，嚴重影響監測監控的有效性，給礦方和監管部門造成疑惑和困擾，影響煤礦安全生產。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種具有抗多種氣體干擾的一氧化碳傳感器及檢測方法，主要解決井下膠輪車尾氣、含硫氣體對一氧化碳傳感器檢測結果準確性影響的行業難題，實現煤礦井下一氧化碳氣體濃度的精準檢測。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種抗多種氣體干擾的一氧化碳傳感器，包括一氧化碳/硫化氫雙氣檢測模組、氮氧化物檢測模組、主殼體1、后蓋2、航空插座3、模塊化主板4、蜂鳴器腔體5、密封防水膠圈7、燈罩底座組件8、下護罩11、前銘牌13、后銘牌14、煤安標志牌15、第一通氣嘴16、第二通氣嘴17和主殼體顯示窗18；

所述一氧化碳/硫化氫雙氣檢測模組和氮氧化物檢測模組能同步測量環境中的一氧化碳、硫化氫和氮氧化物氣體的濃度，氣體濃度測量初值傳輸至所述模塊化主板4，在模塊化主板4中經交叉干擾補償檢測方法計算后，實際的氣體濃度值通過主殼體顯示窗18顯示，并將氣體濃度值上傳至監控分站。

可選地，所述一氧化碳/硫化氫雙氣檢測模組包括氣體檢測元件和信號處理電路；

所述氣體檢測元件包括一個電化學一氧化碳、硫化氫雙氣一體化氣體檢測元件；或者包括一個電化學一氧化碳氣體檢測元件和一個電化學硫化氫氣體檢測元件。

所述氮氧化物檢測模組包括電化學氮氧化物氣體檢測元件和信號處理電路；

所述電化學氮氧化物氣體檢測元件為一氧化氮氣體檢測元件，或者二氧化氮氣體檢測元件。

可選地，所述主殼體顯示窗18顯示的氣體濃度值必須包括一氧化碳氣體濃度，同時也能夠選擇交替性的顯示硫化氫氣體濃度或氮氧化物氣體濃度的其中一種，或者兩種都交替性的進行顯示。

可選地，該傳感器還包括主殼體1、后蓋2、蜂鳴器腔體5、燈罩底座組件8和下護罩11；