一种石油管道气体检测装置的制作方法

本实用新型涉及石油管道应用技术领域，尤其涉及一种石油管道气体检测装置。

背景技术：

原油、成品油、天然气及常温状态下为流体性质的各类化工产品的运输主要都是依靠管道运输方式来实现。利用管道把石油及其产品和各种气体从产地输送到炼厂或用户所在地已逐渐成为安全、经济和对环境危害小的运输方式。管道运输还具有不用转运、损耗极低、发生泄漏危险小、对环境污染小、能长期连续稳定运行、受恶劣气候影响小、建设费用低、施工期短、设备维修量小、便于管理易于实现远程集中监控等优势。

而在目前的运输过程中，由于还没有一些普遍适用的合理手段对石油管道中的有毒气体进行监控和测量，所以在处理一些管道问题或者需要人工石油管道作业的时候，经常会忽视整个管道中的有毒有害气体对施工人员的身体产生的潜在危害。甚至在有些情况下，石油蒸汽在与空气混合的时候还会产生巨大的火灾隐患。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供一种石油管道气体检测装置，用于解决现有技术不能对石油管道中的有毒气体进行监控和测量，容易对施工人员身体产生危害以及存在火灾隐患的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种石油管道气体检测装置，包括支路管道和安装于所述支路管道上的传感器组件，所述支路管道的进口端和出口端分别连接石油管道，所述支路管道的进口端和出口端分别设有支路管道阀门，所述传感器组件采用酞菁钯-导电型聚苯胺气敏材料传感器。

其中，所述传感器组件包括传感器基座和两个电极，所述传感器基座的底面涂覆酞菁钯-导电型聚苯胺纳米薄膜，所述酞菁钯-导电型聚苯胺纳米薄膜连接所述电极。

其中，所述传感器组件与所述支路管道之间设有密封垫。

其中，所述电极对称的衬于所述传感器基座的底面。

其中，所述传感器组件还包括设置在所述传感器基座外的外壳。

其中，所述传感器基座设置为网格状平面结构。

其中，所述酞菁钯-导电型聚苯胺纳米薄膜通过真空镀膜技术涂覆在所述传感器基座的底面。

其中，所述传感器组件连接信号接收分析仪。

(三)有益效果

本实用新型提供的石油管道气体检测装置，相比于现有技术具有以下特点：

1、本实用新型提供的石油管道气体检测装置，通过支路管道和安装于支路管道上的传感器组件，能够对石油管道中的有毒气体进行监控和测量，避免石油管道中的有害气体对施工人员身体产生危害，避免石油蒸汽与空气混合的火灾隐患；测量过程较为简单，灵敏度较高，制作成本低，适于各种石油管道的要求；

2、本实用新型提供的石油管道气体检测装置，采用酞菁钯-导电型聚苯胺气敏材料传感器，可以将气敏材料直接与管道中的气体接触，能够实时检测管道中有害气体的浓度；

3、本实用新型的气敏材料传感器，采用酞菁钯-导电型聚苯胺纳米薄膜，纳米薄膜比表面积大,有利于提高其灵敏度,大大降低使用温度；

4、本实用新型的气敏材料传感器，由于不需要加热电极，传感器基底可以制成网格状平面结构，能够增大整个涂层和支路管道中气体的接触面积，提高整个传感器的灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型提供的石油管道气体检测装置的结构示意图；

图中，1：酞菁钯-导电型聚苯胺纳米薄膜；2：电极；3：传感器基座；4：石油管道；5：支路管道阀门；6：外壳；7：支路管道；8：密封垫。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供一种石油管道气体检测装置，用于解决现有技术不能对石油管道中的有毒气体进行监控和测量，容易对施工人员身体产生危害以及存在火灾隐患的问题。

如图1所示，本实用新型实施例中提供一种石油管道气体检测装置，包括支路管道7和安装于支路管道7上的传感器组件，支路管道7的进口端和出口端分别连接石油管道4，支路管道7的进口端和出口端分别设有支路管道阀门5，传感器组件采用酞菁钯-导电型聚苯胺气敏材料传感器。本实用新型提供的石油管道气体检测装置，通过在石油管道4上连接支路管道7，并在支路管道7上安装酞菁钯-导电型聚苯胺气敏材料传感器，能够将石油管道中的气体引入支路管道7中，需要对石油管道中气体进行检测过程时，关闭支路管道阀门5，通过支路管道7上的传感器对管道中的有毒气体进行监控和测量，能够避免石油管道中的有害气体对施工人员身体产生危害，避免石油蒸汽与空气混合的火灾隐患；通过气敏材料酞菁钯-导电型聚苯胺传感器的探头直接与管道中的气体接触，能够实时检测管道中有害气体的浓度；本实用新型提供的石油管道气体检测装置测量过程较为简单，灵敏度较高，制作成本低，适于各种石油管道的要求；此外，通过控制酞菁钯-导电型聚苯胺中酞菁钯和聚苯胺的比例，还可以分别对各类气体进行单独监控。

本实施例中，传感器组件包括传感器基座3和两个电极2，传感器基座3的底面涂覆酞菁钯-导电型聚苯胺纳米薄膜1，酞菁钯-导电型聚苯胺纳米薄膜1直接连接两个电极2。本实用新型提供的石油管道气体检测装置，酞菁钯-导电型聚苯胺(PdPc-PANI)能够对有害气体如H₂S，NO₂，SO₂等还原性气体进行吸附和脱附，从而能够实时灵敏地改变自身的载流子浓度，因此导电性能会发生相应改变，从而在电路中能够产生一个不断变化的电信号，故通过信号分析仪就能实时监控管道中的有害气体的含量。

该传感器组件在传统气敏传感器的基础上去除加热电极，使得整个结构更加简单，并能够降低大规模生产的成本，易于器件集成化；采用酞菁钯-导电型聚苯胺纳米薄膜1，纳米薄膜比表面积大，有利于提高其灵敏度，大大降低使用温度。

有机半导体π电子跃迁能很小，整个分子具有低电容能和高极化能，使它很容易和缺电子的氧化性气体发生电荷转移，在材料表面产生空穴，导致电导增加。当吸附氧化性气体时，被吸附的气体分子接受酞菁环上的π电子并在其上形成空穴，由于空穴浓度的增加而使电导增加，当吸附还原性气体时则相反，电导减小。

聚苯胺(PANI)最典型的特性是其经质子酸掺杂或氧化掺杂后具有较高的电导率。聚苯胺的电导不仅与聚苯胺质子化程度和氧化还原程度有关，还与薄膜的成膜方式、环境气氛以及温度等多种因素有关。为了提高聚苯胺的导电性，不仅可以采取质子化掺杂而且还可采取氧化掺杂的方法。利用环境气体(如NO₂、NH₃等)对聚苯胺可进行掺杂而改变其电导率的原理，可将它用于气体传感器，从而来检测各种气体及浓度大小。以NO₂为例，由于NO₂是一种氧化性气体，当聚苯胺膜置于其中时，这种氧化性气体与聚苯胺中的π电子体系接触，电子可能发生从聚苯胺向NO₂气体中的转移，相当于对聚苯胺注入空穴，聚苯胺将带正电荷，增加了作为P型半导体的聚苯胺中的空穴浓度，导电性提高，因而在与气体刚接触时，电导率增加很快。但是随着氧化时间的增长，氧化掺杂程度也将极大地增加，这便会改变聚苯胺原先半氧化半还原的状态，使之成为更高的氧化态，此时的导电性反而会降低，由此也说明当聚苯胺处于半氧化半还原的掺杂状态时电导率最高，氧化和还原程度的过度增加都将使电导率下降。

本实施例中，传感器组件还包括设置在传感器基座3外的外壳6，传感器组件通过密封垫8安装于支路管道7上，具体的，支路管道7上设有传感器安装孔，传感器组件安装在传感器安装孔内，传感器组件的外壳6和支路管道之间设置密封垫8，用以保持安装组件的密封。

本实施例中，由于不需要加热电极，传感器基底3可以制成网格状平面结构，网格状平面结构，能够增大整个涂层和支路管道中气体的接触面积，提高整个传感器组件的灵敏度。

本实施例中，酞菁钯-导电型聚苯胺纳米薄膜1通过真空镀膜技术涂覆在所述传感器基座上，利用真空镀膜可以将气敏材料酞菁钯-导电型聚苯胺在网格状基底上镀成约10nm厚的纳米薄膜涂层，这样能够增大整个涂层和支路管道中气体的接触面积，提高整个传感器的灵敏度。

本实施例中，传感器组件连接信号接收分析仪(图中未示出)。具体的，电极2连接信号接收分析仪，信号接收分析仪接收电路中产生的不断变化的电信号，通过信号分析仪实时监控管道中的有害气体的含量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。