通用气体检测器的制造方法
【专利摘要】一种通用气体检测器，其提供用于检测可燃性气体的红外或催化珠传感器或用于有毒环境的电化学或金属氧化物半导体(MOS)传感器。
【专利说明】通用气体检测器
【技术领域】
[0001]通用气体检测器提供用于可燃性和有毒气体检测两者的统一用户界面和通用气体检测平台。
[0002]【背景技术】
[0003]Wobschall的公开于2005年12月22日的美国专利申请N0.2005/0280408、Filippi等的于1989年10月17日授权的美国专利N0.4875031、Llic等的于2002年8月6日授权的美国专利N0.6428665、Wareham等的公开于2006年6月15日的美国专利申请N0.2006/0123931、Gaudet的于2001年5月8日授权的美国专利N0.6229469以及Muroguchi等的公开于2009年10月I日的美国专利申请N0.2009/0242427都公开了化学气体检测器的若干方面。
[0004]实用新型内容
[0005]商业上称为Meridian的通用气体检测器提供用于可燃性和有毒气体检测两者的统一用户界面和通用气体检测平台，其具有如本文中所描述的功能，本文包括所提供的附图。
[0006]本实用新型提供一种通用气体检测器，其特征在于，不同的气体传感器可在单一的传感器头部中替换，这种传感器头部选自:催化剂头部、红外和金属氧化物半导体，其中，气体传感器选自:催化剂头部传感器、红外气体传感器和金属氧化物半导体传感器，并且其中，气体传感器通过插针接口附接到传感器头部。
[0007]本实用新型至少解决了其中一个涉及的技术问题并取得相应的技术效果。
[0008]【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1显示所述通用气体检测器；
[0010]图2显示容易附接到传感器外壳以将校正气体输送到检测器头部的校正适配器；
[0011]图3显示允许将气体样本带到传感器的流动池；
[0012]图4显示保护所述传感器免受大雨和厂房清洗日常工作影响的防雨罩；
[0013]图5显示允许将传感器远程安装到通风管上以验证排出或入口空气不含有毒或可燃性气体的管道安装套件；
[0014]图6显示传感器模拟器，其是可现场模拟触发检测器产生响应的气体浓度的有用调试和检修工具，其用于验证警报设置点、继电器启动、通信和其它检修任务；
[0015]图7是图1所显示的通用气体检测器的另一图示。
[0016]图8显示通过单手安装和附接触觉确认可容易安装并维持传感器搭扣装配到检测器中。
[0017]图9显示用于传感器保护的端盖和防雨罩；
[0018]图10显示通用气体检测器的另一个实施方案；
[0019]图11显示通用气体检测器的另一个实施方案；
[0020]图12是所述通用气体检测器的另一图示；
[0021]附图标记解释:[0022]1:统一的用户界面
[0023]2:支持催化燃烧/红外/电化学/半导体所有传感器类型的传感器头部
[0024]3:所有类型的传感器均采用标准插针接口，易于安装
[0025]4:末端防雨罩
[0026]图13是所述通用气体检测器的前视图和侧视图。
【具体实施方式】
[0027]用于全部应用的单检测器头部
[0028]所述通用气体检测器提供检测可燃性气体的红外或催化珠传感器或用于有毒环境的电化学或金属氧化物半导体(MOS)传感器。所述通用气体检测器使用单检测器头部以容易接受全部传感器类型。在气体检测器或不同检测器头部中不需要不同专属仪表板来实现作为可燃性或有毒气体检测器的仪器功能。所述气体检测器通过将特殊有毒或可燃性传感器简单附接到通用检测器头部而在一个检测器中接受全部传感器类型且Meridian气体检测器将自动确定待检测的气体类型。传感器的安装是简单的即插即用动作。所述气体检测平台被设计成允许合并新的传感技术。
[0029]单套附件
[0030]所述气体检测器具有满足大部分应用需求，尤其是可用于通用气体检测平台的单套附件。用于气体检测器的全部附件是针对所述通用检测器头部而设计且不需要购买用于有毒和可燃性应用的不同附件。
[0031]通过所述气体检测器，将一种新金属氧化物半导体传感器技术用于解决在电化学传感器性能受极端温度和相对湿度限制的极端气候中准确检测H2S的需求。金属氧化物半导体传感器设计符合ISA-92.0.01，部分1-1998，性能需求规范。
[0032]无需解密区域的传感器更换
[0033]所述气体检测器的本质安全、即插即用传感器设计允许操作人员实施传感器更换而不需要使仪器断电。操作人员不再需要在传感器更换期间解密区域。这允许操作人员维持厂房生产正常运行和同时为工作人员维持安全工作环境。
[0034]有毒传感器提供范围不变校正
[0035]传感器校正十分必要，其是极其具挑战性且耗时的活动。为了降低操作危险和维护费用，设计了全线性且范围不可知的有毒传感器技术。所述气体检测器可将有毒传感器校正至特定气体水平和随后调整所述范围而不再需要将传感器校正至新范围。例如，为了使维护工作量最优化，在实验室中分批校正传感器并将其设置到默认范围。一旦安装，便可针对特殊场合的要求调整传感器上的范围。最终用户可在任何时间将传感器上的范围调整到预定范围设置。这种传感器设计还提供在无法评估或无法获得特殊气体范围的情况下容易校正传感器的灵活性。可通过可利用的替代气体范围容易校正传感器并随后将传感器范围重新调整到该传感器可利用的预定范围设置。
[0036]自动传感器电压检测和调整
[0037]为了将安装和调试时间减至最少，所述气体检测器自动检测电压并调整催化珠传感器的所需电压而无需安装人员干预。这降低了安装时间和传感器安装所需的工具作业专业知识的要求。[0038]所述气体检测器可检测以下气体:
[0039]可燃性气体:
[0040].乙醛.二乙醚.异戊烷
[0041].丙酮.乙烧.异丙醇.八甲基二硅氧烷
[0042].乙炔.乙醇.甲烷
[0043].氨.乙酸乙酯.甲醇.戊烷
[0044]?苯?乙基苯 ?一氯甲烷?丙烷
[0045]?丁二烯 ?乙烯 ?二氯甲烷?丙烯
[0046]?丁烷?环氧乙烷?环氧丙烷
[0047].丁醇.庚烷.甲基乙基酮(MEK).苯乙烯
[0048].乙酸丁酯.己烷.四氢呋哺
[0049]?氯苯?氢气?辛烷?甲苯
[0050]?环己烷 ?异丁烷 ?氯乙烯
[0051]?癸烷 ?异丁烯 ?二甲苯
[0052]有毒气体:
[0053].氨气.溴气.二氧化氯.氢气
[0054].砷化氢.二氧化碳.溴化氢
[0055]?三氯化硼?一氧化碳?二硼烷
[0056].环氧乙烷.氯化氢
[0057].三氟化硼?氯气?氟气
[0058].锗烷
[0059].氰化氢.甲硫醇.二氧化氮.二氧化硫
[0060]?氟化氢 ?三碘甲烷?氧气?四乙氧基硅烷(TEOS)
[0061]?臭氧
[0062].硫化氢.甲肼(MMH).磷化氢.六氟化钨
[0063].硅烷
[0064]?甲醇.一氧化氮.四氟化硅[0065]所述气体检测器具有极小漂移，即，其通过显著减小温度和湿度的作用而在严苛的现实环境中可靠地运行。所述气体检测器具有高针对性，即，其受到其它气体的干扰远小于常规气体传感器，从而减小来自所存在的其它气体的交叉干扰和降低错误警报的可能性。所述气体检测器具有数码ID，即，当更换传感器时，其提供自动识别，从而降低在现场维护期间用户失误的可能性。所述气体检测器具有较广有毒气体检测，即，各种气体可利用几个范围以使在环境中的传感器响应最优化。所述气体检测器是得到全球认证的用于有毒和可燃性应用的产品，其降低库存费用，降低培训费用和简化安装。安装、调试和培训仪器使用人员容易，从而减少启用时间、减少初始安装所需的劳动力和降低安装人员失误的风险。所述气体检测器具有提供准确且可靠检测，减小环境因素的影响和改善设施安全因素的RockSolid传感技术。高级通信协议提供详细诊断数据，从而实现前瞻性维护和更安全环境。所述气体检测器通过业界标准通信协议提供开发自有气体检测系统的灵活性，通过改良对关于检测器状态和环境的实时信息的评估而改善安全性及将SIL-2-额定装置合并到自有设施的操作中来达成业界证实的一流性能。所述气体检测器提供前瞻性即插即用设计，其允许将合适的未来传感技术容易整合到所述气体检测器中。所述气体检测器具有无缝合并新通信协议和跟进业界趋势，且在新业界标准通信协议可用在所述气体检测平台时加以利用的能力。所述气体检测器减少维护时间和传感器校正的相关费用。这种开创性传感器设计允许对有毒传感器进行试验台校正和范围不变校正，从而使正在进行的维护工作量最优化和提供显著成本节约。环境友好传感器设计具有降低的成本、浪费和环境影响。所述气体检测器提供可以进行简单核心更换的再利用传感器电子设备和外壳并承担绿色科技创新和环境职责。
[0066]所述气体传感器优选得到全球认证:IECEx、cCSAus、ATEX, CE、INMETRO、GOST-R、中国Ex、A&CTick、海洋法令-船轮、ABS、SIL-2 (TUV-Rheinland的第三方认证);区域分级为 ClassI Div.1GroupABCD> ClassIIDiv.lGroupEFG、ClassIIIEquipmentGroupI/11、201^0/20&201^1/21，11(:;-40至751:的操作温度；5 至％%RH 湿度(无凝结)；_55°C 至 75°C的保存温度；2线、3线或4线功率；10至30VDC的操作电压3/4线；15至30VDC的操作温度；标准显示下6W、受热显示下8.5W的能耗；包覆材料为无铜招、316不锈钢；包覆入侵保护为NEMA4X、IP66;终端接线盒材料为无铜铝；终端接线盒导管连接为M20和3/4英寸NPT;通信可利用4至20mAM0DBUS、任选HART、无线HART、ISA100.1IA协议；最大4至20回路负载OHMS (024VDC)为680欧姆电流源或680欧姆电流吸收器；警报具有3个可调警报设置点和I个失效；继电器为4个FormC继电器，在30VDC/240VAC，电阻负载下额定5安培；显示器为图形LCD显示器，在强阳光下可见；语言包括英语、葡萄牙语、法语、西班牙语、汉语或俄语；用户配置控制方式包括非侵入式磁性用户界面、M0DBUS、HART手持式通信器；检测器的用户界面读取控制提供对传感器范围、警报设置和其它安全功能的受控访问；存储器为非挥发性存储器，确保配置参数在断电时间中得以保留；传感器类型包括可燃烧式:催化珠、红外传感器，电化学式:标准和Scott Rock Solid传感器和固态式:金属氧化物半导体传感器；每个检测器支持至多2个传感器；铝包覆的重量:6.51bs(2kg);不锈钢包覆的重量:Illbs (4kg);和检测器的布线接受业界标准2-线、3线或4线输入。
[0067]在被TUV-Rheinland (独立第三方代理)认证的IEC61508标准下，所述通用气体检测器适合用于SIL-2和SIL-3`-额定系统。第三方SIL认证证实所述产品符合关于可靠性和性能的最严格标准且确认其减少停工时间和增强安全因素的能力。
[0068]所述气体检测器允许将至多三个传感器附接到单个仪器。使用多传感器检测器允许操作人员从同一个检测器监测有毒和可燃性气体，准确检测因来自其它气体的交叉干扰而特别难检测的气体，降低每个检测点的总费用同时提高整体安全性，和离气体检测器至多100英尺地远程安装传感器以符合特殊应用的要求。
[0069]针对全球使用而设计的所述通用气体检测器支持业界标准协议以便整合到任何业界网络中。对数码协议的支持使得可利用高级诊断数据，从而可能采取前瞻性措施以维持安全环境和降低整体运营成本。所述气体检测器具有标准有线协议4至20mA，Modbus，其中任选协议为有线 HART、Foundation FieldbusSIS 和 PR0FIBUS 或无线 HART 及ISA100.1lA0
【权利要求】
1.一种通用气体检测器，其特征在于，不同的气体传感器可在单一的传感器头部中替换，这种传感器头部选自:催化剂头部、红外和金属氧化物半导体，其中，气体传感器选自:催化剂头部传感器、红外气体传感器和金属氧化物半导体传感器，并且其中，气体传感器通过插针接口附接到传感器头部。
【文档编号】G01N21/00GK203479688SQ201320121112
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2013年3月18日
【发明者】C·J·图迈伊 申请人:上海依格安全装备有限公司