专利名称：嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油气浓度检测报警器检定技术领域，涉及一种油蒸汽及可燃气体浓度检测报警器的检定装置，具体涉及一种嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置。
背景技术：
油库、加油加气站、煤矿等场所，由于不可避免的蒸发、泄露等原因，是产生燃烧、爆炸等事故的危险场所。因此，这些场所大量采用便携式或在线式可燃气体检测报警器指示环境中的可燃气体浓度是否处于安全界限。由于各类可燃气体或油气浓度检测报警器都存在着基准漂移和传感器老化现象，会导致检测报警器灵敏度降低、检测性能下降、检测数据偏差，甚至报警失灵等故障，使得上述场所的安全保障面临技术失效的危险边缘。《可燃气体检测报警器检定规程》(JJG693-2011)要求各种可燃气体检测报警器必须进行首次、后续和使用中的检定。目前所使用的检定装置存在检定结果准确度和检定效率不够高，检定和标定的用气成本高，检定过程复杂，体积庞大、携带不方便，并且不能在线动态配气，使得检定和标定工作难以开展。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置，便于携带，检定过程简单，具有较高的检定结果准确度和检定效率，并能在线动态配气，降低检定和标定的用气成本。为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是一种嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置，包括空气压缩机和气瓶，空气压缩机与气体质量流量计相连接，气体质量流量计分别与A/D转换器和混气室相连接，气瓶与气体质量流量控制器相连接，气体质量流量控制器分别与D/A转换器和混气室相连接，A/D转换器和D/A转换器分别与嵌入式计算机系统相连接，嵌入式计算机系统还与液晶显示器及触摸屏相连接，混气室与稀释气体气嘴相连接。本实用新型油气浓度检测报警器检定装置采用嵌入式计算机系统作为核心处理器，配制的标准气体准确、可靠，提高了检定结果的准确度和检定效率；易于量值传递和溯源，稳定性、重复性及线性较佳；满足《可燃气体检测报警器检定规程》(JJG693-2011)的要求，解决了目前油气检测报警器检定不方便、不及时、不经常的难题。采用800X600像素的液晶显示及触摸屏，不需人工计算，只需通过触摸屏简单输入便可完成配气工作，操作简单快捷，使用方便。满足可燃气及油气检测报警器的检定要求，对保证油库、煤矿等安全，避免人员窒息中毒事故的发生具有重要作用。
图1是本实用新型油气浓度检测报警器检定装置的结构示意图。[0007]图2是本实用新型油气浓度检测报警器检定装置中气体温度平衡器的结构示意图。图3是图2的左视图。图中1.嵌入式计算机系统，2.蜂鸣器，3.A/ D转换器，4.稀释气体气嘴，5.清洗气嘴，6. D/A转换器，7.混气室，8.气体质量流量控制器，9.气体质量流量计，10.第一单向阀，11.通断阀，12.流量调节阀，13.三通接头，14.第一干燥过滤器，15.第一自闭式快速接头，16.空气压缩机，17.气瓶，18.高压表，19.减压阀，20.低压表，21.第二自闭式快速接头，22.第二干燥过滤器，23.气体温度平衡器，24.电源，25.第二单向阀，26.液晶显示器及触摸屏，27.散热管座，28.燃气气管，29.空气气管。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型提供了一种结构如图1所示的采用嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置，用于检定和标定油气浓度检测报警器。该检定装置包括气瓶17和空气压缩机16，气瓶17通过管道与气体温度平衡器23相连接，该管道上、沿从气瓶17到气体温度平衡器23的方向依次设有高压表18、减压阀19、低压表20、第二自闭式快速接头21和第二干燥过滤器22 ;空气压缩机16通过管路与气体温度平衡器23相连接，该管路上、沿从空气压缩机16到气体温度平衡器23的方向依次设有第一自闭式快速接头15、第一干燥过滤器14和三通接头13 ;三通接头13还通过管线与清洗气嘴5相连接，该管线上、沿从三通接头13到清洗气嘴5的方向依次设有流量调节阀12和通断阀11，通断阀11为按钮式通断阀。气体温度平衡器23通过第一单向阀10与气体质量流量计9相连接，气体温度平衡器23通过第二单向阀25与气体质量流量控制器8相连接；气体质量流量计9和气体质量流量控制器8分别与混气室7相连接，混气室7与稀释气体气嘴4相连接；气体质量流量控制器8与D/A转换器6相连接，气体质量流量计9与A/D转换器3相连接；D/A转换器6和A/D转换器3分别与嵌入式计算机系统I相连接；嵌入式计算机系统1、气体质量流量控制器8和气体质量流量计9分别与电源24相连接；嵌入式计算机系统I还分别与蜂鸣器2和液晶显示器及触摸屏26相连接。气体温度平衡器23如图2和图3所示，包括圆柱形的散热管座27，散热管座27外表面缠绕有燃气气管28和空气气管29，燃气气管28和空气气管29均为铜管，燃气气管28和空气气管29并排螺旋缠绕于散热管座27表面。散热管座27是燃气气管28和空气气管29的固定基座，采用一定长度的空心铝管制成。燃气气管28和空气气管29缠绕于散热管座27外表面部分形成一个圆柱体，该圆柱体的外表面缠绕有背胶铝箔，以增加导热面积，并实现紧固。通过局部锡焊将燃气气管28和空气气管29分别与散热管座27紧固在一起，并增加导热面积。燃气气管28的两端分别与第二干燥过滤器22和第二单向阀25相连接；空气气管29的两端分别与第一干燥过滤器14和第一单向阀10相连接。第一干燥过滤器14和第二干燥过滤器22采用相同的干燥过滤器，用于滤除甲烷气体和空气中的水蒸气，其底部接口可释放过滤出来的液态水。第一单向阀10和第二单向阀25采用相同的单向阀，只允许气体从气体温度平衡器23进入气体质量流量控制器8和气体质量流量计9，而不允许气体从气体质量流量控制器8和气体质量流量计9回流到气体温度平衡器23中。气体温度平衡器23使经过干燥过滤器的甲烷气体和空气处于平衡的温度条件下，以此减小后续气体质量、流量的测算与控制引起的误差。第一自闭式快速接头15和第二自闭式快速接头21的结构相同，用于实现接头的快速连接和分离，具有良好的密封性和互换性。嵌入式计算机系统I内部存储了《可燃气体检测报警器检定规程》(JJG693-2011)中的所有燃气气体数据，可采用不同种类的燃气对不同类型的燃气传感器进行交叉标定和检定。嵌入式计算机系统I设计有计时器程序，可实现精度不低于O. 02秒的响应计时。液晶显示及触摸屏26用于输入通道关闭、开启、清洗、检定启动、检定停止等各种控制命令，也可调整配比值、配气流量、配比单位，分别显示燃气和空气的实时流量值、历史流量曲线，以及显示当前稀释气体的输出流量值。电源24为嵌入式计算机系统I提供3. 3V电压，同时还分别为气体质量流量控制器8和气体质量流量计9提供12V电压。气瓶17能够保障高浓度可燃性气体的安全运输与存储，提供可调的气体压强和流量输出，高压表18用于指示当前气瓶17内可燃气体的气压值，减压阀19用于调节气瓶17中可燃气体的输出流量和压强大小，低压表20用于指示减压阀19目前出口处可燃气体的压力值。用本实用新型装置检定油气浓度检测报警器时，先接通第一自闭式快速接头15和第二自闭式快速接头21，此时通断阀11处于断开状态；然后打开充满可燃气体的气瓶17(可燃气体一般为高浓度甲烷气体，也可选择其它类型的气体)的瓶阀和减压阀19，根据高压表18和低压表20的示数调节气瓶17输出燃气的压力；可燃气体依次通过高压表18、减压阀19、低压表20和第二自闭式快速接头21进入第二干燥器22，经第二干燥器22滤除水分和杂质后进入气体温度平衡器23的燃气气管28，再经过第二单向阀25流入气体质量流量控制器8。开启气瓶17的同时启动空气压缩机16，空气压缩机16产生的纯净空气通过第一自闭式快速接头15进入第一干燥过滤器14，经第一干燥过滤器14滤除气体中的水分和杂质后依次流过气体温度平衡器23中的空气气管29和第一单向阀10到达气体质量流量计9，并进入混气室7 ;在两种气体流动过程中，可能存在温度差异的空气和可燃气体在同时经过气体温度平衡器23时会发生热交换，使得从气体温度平衡器23流出的空气和可燃气体的温度相同。空气流经气体质量流量计9时产生的流量模拟电压信号，经A/D转换器3转换为数字信号后输入嵌入式计算机系统1，输入嵌入式计算机系统I的数字信号在嵌入式计算机系统I内部由程序、用户设定的气体浓度配比参数等各种数据所实现的算法处理后，转换成决定可燃气体流量大小值的处理后的数字信号，该处理后的数字信号经D/A转换器6转换成模拟信号后，用来控制气体质量流量控制器8输入混气室7的可燃气体的流量。进入混气室7的可燃气体与进入混气室7的空气进行充分混合，形成符合要求特定比例的稀释燃气，该稀释燃气经由稀释气体气嘴4输出，可被采集入采样袋或直接通入油气浓度检测报警器的传感器接口，开展后续的测量和检定工作。需要改变混气室7中形成的稀释燃气的浓度时，只须操作液晶显示器及触摸屏26的程序界面，修改可燃气体和空气的配比值大小，送入气体质量流量控制器8的模拟信号就可在4秒内按照更改后的配比值调整进入混气室7的燃气流量，实现任意燃气浓度的配比调整。需要清洗油气浓度检测报警器传感器时，按下通断阀11，使其导通，经第一干燥过滤器14过滤和去除杂质的空气就会沿着三通接头13的旁路分支到达流量调节阀12，并经过通断阀11从清洗气嘴5喷出，喷入油气浓度检测报警器传感器，实现油气浓度检测报警器检定过程中的清洗操作。清洗过程中可通过流量调节阀12将清洗气嘴5喷出气体的流量调整成用户期望的气体流量。若通断阀11未导通，则清洗气路是关闭的，不会有气体从清洗气嘴5输出。此外，本实用新型采用嵌入式系统控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置，其配制出各种浓度比的标准气体除现场直接使用外，还可以充入钢瓶或气袋到异地使用。本检定装置工作过程中，当液晶显示器及触摸屏26上有动作响应时，蜂鸣器2发出声音，起提示作用。本实用新型油气浓度报警器检定装置采用先进的嵌入式系统、高性能的气体质量流量控制器和高精度的数模转换单元，实现数据采集、实时处理和操作过程的自动控制。其配气原理为质量流量混合法，通过准确的设置，便可配置出多种含量的各种标准气体，为了提高数据的精度，采用隔离放大和各种抗干扰技术，使该设备在动态配置可燃性气体的工作中尽现其准确、可靠、安全等卓越的特性。
权利要求1.一种嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置，其特征在于，包括空气压缩机(16)和气瓶(17)，空气压缩机(16)与气体质量流量计(9)相连接，气体质量流量计(9 )分别与A/D转换器(3 )和混气室(7 )相连接，气瓶(17 )与气体质量流量控制器(8 ) 相连接，质量流量控制器(8)分别与D/A转换器(6)和混气室(7)相连接，A/D转换器(3)和 D/A转换器(6)分别与嵌入式计算机系统(I)相连接，嵌入式计算机系统(I)还与液晶显示器及触摸屏(26 )相连接，混气室(7 )与稀释气体气嘴(4 )相连接。
2.如权利要求1所述的嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置， 其特征在于，所述的气瓶(17)和空气压缩机(16)通过气体温度平衡器(23)分别与气体质量流量控制器(8)和气体质量流量计(9)相连接；气体温度平衡器(23)与气体质量流量控制器(8)之间的管道上设有第二单向阀(25)，气体温度平衡器(23)与气体质量流量计(9) 之间的管路上设有第一单向阀(10)，该两个单向阀用于防止气体回流至气体温度平衡器(23)。
3.如权利要求2所述的嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置， 其特征在于，所述的气体温度平衡器(23)包括导热性好的材料制成的散热管座(27)，散热管座(27)的外表面并排缠绕有燃气气管(28)和空气气管(29);燃气气管(28)和空气气管 (29)共同缠绕于散热管座(27)外表面的部分形成圆柱体，该圆柱体表面缠绕有背胶铝箔， 燃气气管(28)的两端分别与空气压缩机(16)和第一单向阀(10)相连接，空气气管(29)的两端分别与气瓶(17 )和第二单向阀(25 )相连接。
4.如权利要求3所述的嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置，其特征在于，所述的燃气气管(28)与空气压缩机(16)之间的管路上、沿从空气压缩机(16)到燃气气管(28)的方向依次设有第一自闭式快速接头(15)和第一干燥过滤器(14)。
5.如权利要求4所述的嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置，其特征在于，所述第一干燥过滤器(14)与燃气气管(28)之间的管路上还连接有清洗管路，该清洗管路的末端为清洗气嘴(5)，该清洗管路上、沿朝向清洗气嘴(5)的方向依次设有流量调节阀(12)和通断阀(11)。
6.如权利要求3所述的嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置，其特征在于，所述第二气道(29)与气瓶(17)之间的管路上、沿从气瓶(17)到第二气道(29) 的方向依次设有减压阀(19)、第二自闭式快速接头(21)和第二干燥过滤器(22)。
7.如权利要求3所述的嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置，其特征在于，所述的散热管座(27)采用铝管制成。
8.如权利要求1所述的嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置，其特征在于，所述的嵌入式计算机系统(I)、气体质量流量控制器(8)和气体质量流量计(9) 分别与电源(24)相连接。
专利摘要本实用新型提供了一种嵌入式控制并能动态配气的油气浓度检测报警器检定装置，包括空气压缩机和气瓶，空气压缩机与气体质量流量计相连接，气体质量流量计分别与A/D转换器和混气室相连接，气瓶与气体质量流量控制器相连接，质量流量控制器分别与D/A转换器和混气室相连接，A/D转换器和D/A转换器分别与嵌入式计算机系统相连接，嵌入式计算机系统还与液晶显示器及触摸屏相连接，混气室与稀释气体气嘴相连接。本检定装置能实现数据采集、实时处理和操作过程的自动控制，采用质量流量混合法，通过准确的设置，可配置出各种不同浓度的标准气体，在动态配置可燃性气体的工作中尽现其准确、可靠、安全等卓越的特性。
文档编号G08B29/00GK202837281SQ201220547349
公开日2013年3月27日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者梁西银, 尚天敏, 孔永胜, 张怡贤, 聂世全 申请人:西北师范大学