一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪及其检测方法与流程

本发明涉及一种气体检测仪，具体涉及一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪及其检测方法。

背景技术：

目前，人们对各类危险气体普遍关注，特别对于工作场所的有毒或易燃气体，在工作场所的有毒或易燃气体的检测通常使用有毒或易燃气体检测报警仪，有毒或易燃气体检测报警仪的核心部件为有毒或易燃气体传感器。但是有毒或易燃气体传感器在使用过程中存在以下问题：

1、气体检测传感器都具有一定的使用年限，即寿命；一般来讲，在便携式气体检测报警仪中，LEL(Lower Explosion Limited,爆炸下限)传感器的寿命较长，一般可以使用三年左右；光离子检测仪的寿命为四年或更长一些；电化学传感器的寿命取决于其中电解液的干涸程度，一般在一年到两年；氧气传感器的寿命最短，大概在一年左右。

2、毒化对有毒或易燃气体传感器的影响；某些化学物质会抑制乃至毒化催化燃烧式可燃气体传感器，并导致其部分或完全丧失灵敏度。

3、测量浓度对有毒或易燃气体传感器的影响；各类有毒有害气体报警器都有其固定的检测范围，只有在其测定范围内完成测量，才能保证仪器准确地进行测定，而长时间超出测定范围进行测量，就可能对传感器造成永久性的破坏。

4、另外，温度、湿度，电场、磁场，时间、空间等环境因素也对有毒或易燃气体传感器的性能产生影响。

综上可知，普通有毒或易燃气体检测报警仪的性能制约因素较多。因此其灵敏度不足、精度偏差、丧失功能等情况屡见不鲜。这导致了相当一部分使用中的有毒或易燃气体检测报警仪根本没有发挥其应有的检测报警作用。

为确保有毒或易燃气体检测报警仪发挥其应有的作用，应经常性的对其性能进行检测。但是在检测过程中，由于有毒或易燃气体检测报警仪与报警装置或生产装置连接，这样在使用检测气体对报警仪进行测试的时候，容易引起误报警或联动装置动作，从而引起后级的联动，造成不必要的困扰，并有可能造成重大损失。而且在现阶段，我们国家尚未制定发布针对气体检测报警仪的检测技术标准，市场上也没有可靠的在线检测仪器，这种国家标准和仪器市场上的双重空白对气体检测的可靠性和准确性构成了严重威胁。

技术实现要素：

本发明针对上述存在的技术问题，提出了一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪及其在线检测方法，大大提高了有毒或易燃气体检测报警仪的可靠性、灵敏度和安全性，不影响各种场合的生产活动。

本发明的技术方案为：一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪，其特征在于，包括：气体浓度检测模块、转换控制模块、测试检测模块和信号输出模块，所述气体浓度检测模块的输出端连接转换控制模块，所述转换控制模块的输出端连接测试检测模块和信号输出模块，所述测试检测模块通过通信接口与检测终端连接，所述转换控制模块包括转换开关和输出控制继电器，所述输出控制继电器通过编码选择器对输出信号方式进行选择并输出给测试检测模块和信号输出模块，所述转换开关设置在气体浓度检测模块与信号输出模块之间的电路上。

进一步地，所述转换开关采用单刀双掷开关，单刀双掷开关的输入端与的气体浓度检测模块连接，两个输出端分别连接测试检测模块和信号输出模块。

进一步地，所述通信接口包括有线通信接口和无线通信接口，其中有线通信接口为RS485接口、RS232接口和LAN接口中的一种或多种，所述无线通信接口为蓝牙模块、WIFI模块、ZigBee模块和LoRa模块和NB-loT模块中的一种或多种种。

进一步地，所述检测终端设置语音播放器及人机交互界面。

一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪的在线检测方法，包括以下步骤：

转换控制模块切断气体浓度检测模块与信号输出模块的连接，将测试检测模块与气体浓度检测模块的输出端连接；

气体浓度检测模块对喷射的标准测试气体进行检测并将检测信号送入测试检测模块；

测试检测模块对接收的检测信号进行预处理，并将预处理信息通过通信接口送入检测终端；

检测终端对预处理信息进行分析，生成检测结果；

转换控制模块控制气体浓度检测模块与信号输出模块连接，恢复正常工作状态。

进一步地，所述转换控制模块包括转换开关和输出控制继电器，所述输出控制继电器通过编码选择器对输出信号方式进行选择并输出给测试检测模块和信号输出模块，所述转换开关设置在气体浓度检测模块与信号输出模块之间的电路上。

进一步地，所述转换开关采用单刀双掷开关，单刀双掷开关的输入端与的气体浓度检测模块连接，两个输出端分别连接测试检测模块和信号输出模块。

进一步地，气体浓度检测模块对喷射的标准测试气体进行检测并将检测信号送入测试检测模块，具体包括：对气体浓度检测模块喷射不同浓度的标准测试气体，气体浓度检测模块对各个浓度的标准测试气体进行多次采集并实时发送到测试检测模块上进行记录存储。

更进一步地，所述标准测试气体为气体浓度检测模块的检测气体浓度量程的30％、60％和100％。

进一步地，所述通信接口包括有线通信接口和无线通信接口，所述有线通信接口为RS485或RS232接口，所述无线通信接口包括WIFI、蓝牙模块、ZigBee模块、LoRa模块和NB-loT模块中的一种或多种。

本发明的有益效果：

1、本发明通过设置具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪对各种应用场所的气体进行检测，当需要对有毒或易燃气体检测仪进行测试判断其是否正常时，通过转换控制模块将气体浓度检测模块的输出端连接到测试检测模块，断开与信号输出模块的连接，这样在测试的过程中，当检测到的浓度超标时，不会触发后端联动报警装置或生产装置，防止造成误报警，保证测试时生产正常进行，提高检测效率。

2、检测终端上设置语音及人机交互界面，便于对检测结果进行观察，当检测结果判断气体浓度检测模块不能有效的检测到标准测试气体的浓度时，判断气体浓度检测模块发生故障，通过语音报警提示或其他报警对检测人员进行提醒，通过人机交互界面，可以对输入参数进行设置，方便使用。

3、检测终端可以是电脑，也可以是手持设备，例如手机，采用有线连接时，通过RS232接口、RS485接口或LAN接口与电脑上的接口连接实现数据传输，采用无线数据传输时，可以通过蓝牙模块、WIFI模块、ZigBee模块、LoRa模块和NB-loT模块等进行无线通信，操作安装使用方便。

4、本发明对不同浓度测试气体可以进行多次数据采集，通过多次测量，提高测量的准确性，对同一浓度进行多次测量，判断测试的准确性，对不同浓度进行测量，判断该气体浓度检测模块的偏差量，便于对气体浓度检测模块的监测。

附图说明

图1是本发明提出的一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪检测原理结构图；

图2是本发明提出的一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪结构图；

图3是本发明提出的另一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪结构图；

图4是本发明提出的第三种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪结构图；

图5是本发明提出的一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪的检测方法流程图。

具体实施方式

参见图1至图2，其中图1是本发明提出的一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪检测原理结构图；图2是本发明提出的一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪结构图。

如图1至图2所示，一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪，其特征在于，包括：气体浓度检测模块101、转换控制模块102、测试检测模块103和信号输出模块104，所述气体浓度检测模块101的输出端连接转换控制模块102，所述转换控制模块102的输出端连接测试检测模块103和信号输出模块104，所述测试检测模块103通过通信接口105与检测终端106连接，所述转换控制模块102包括转换开关和输出控制继电器，所述输出控制继电器通过编码选择器对输出信号方式进行选择并输出给测试检测模块103和信号输出模块104，所述转换开关设置在气体浓度检测模块101与信号输出模块104之间的电路上。

本发明实施例中，通过设置有具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪对各种工作间内的气体进行检测，当需要对有毒或易燃气体检测仪进行测试判断其是否正常时，通过转换控制模块将气体浓度检测模块的输出端连接到测试检测模块，断开与信号输出模块的连接，这样在测试的过程中，当检测到的浓度超标时，不会触发后端联动报警装置或生产装置，防止造成误报警，保证测试正常进行，提高检测效率。

本发明实施例中，气体浓度检测模块的输出端分别连接信号输出模块和测试检测模块，通过设置转换控制模块对与信号输出模块连接还是与测试检测模块连接进行控制，具体为：

转换控制模块中的转换开关设置在气体浓度检测模块与信号输出模块之间，气体浓度检测模块的输出端连接测试检测模块：在进行测试时，转换开关断开，切断气体浓度检测模块与信号输出模块之间的电路，将气体浓度检测模块的输出端只与与测试检测模块连接，即不论是否进行测试，测试检测模块均对有毒或易燃气体检测仪进行检测，及时向检测终端发送其检测数据，气体浓度检测模块将检测的测试气体数据传送到测试检测模块，通过测试检测模块及预置的测试气体数据判断有毒或易燃气体检测仪的好坏，并向检测终端发送测试结果，对气体浓度检测模块检测的数据进行检测存储。

转换开关采用单刀双掷开关，单刀双掷开关的输入端与的气体浓度检测模块连接，两个输出端分别连接测试检测模块和信号输出模块。

转换控制模块与信号输出模块之间采用拨码开关和电子继电器实现，其中电压信号和电流信号通过ADC转换模块与处理器连接，RS485和RS232信号可以与处理器直接连接。输出RS485、RS232、0-5V电压信号、4-20mA电流信号采用一个共用信号输出线。

转换控制模块中的转换开关分别设置在气体浓度检测模块与信号输出模块之间和气体浓度检测模块与测试检测模块之间；当进行测试时，接通气体浓度检测模块与测试检测模块的电路，同时断开气体浓度检测模块与信号输出模块之间的电路；正常运行时，气体浓度检测模块的输出端只连接信号输出模块，这样测试检测模块仅仅在对气体浓度检测模块进行测试时才使用，安装操作简单，使用方便。

所述通信接口105包括有线通信接口和无线通信接口，其中有线通信接口为RS485接口、RS232接口或LAN接口中的一种或多种，所述无线通信接口为蓝牙模块、WIFI模块、ZigBee模块和LoRa模块和NB-loT模块中的一种或多种。

本发明实施例中，检测终端106可以是电脑，也可以是专用检测设备或者安装有检测软件的手机等手持设备，采用有线连接时，通过RS232接口、RS485接口或LAN接口与电脑上的接口连接实现数据传输，采用无线数据传输时，可以通过蓝牙模块、WIFI模块、ZigBee模块或LoRa模块、NB-loT模块等进行无线通信，操作安装使用方便。

本发明实施例中，检测终端设置语音播放器及人机交互界面，便于对检测结果进行观察，当检测结果判断气体浓度检测模块不能有效的检测到标准测试气体的浓度时，则认为气体浓度检测模块发生故障，通过语音播放器进行语音报警提示，提醒检测人员及时处理，通过人机交互界面，可以对输入参数进行设置，并且查看检测数据，方便使用。

图3是本发明提出的另一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪结构图。

在上述方案中，转换控制模块的输出信号方式包括4-20mA的电流信号输出、0-5V的电压信号输出、RS232接口输出和RS485接口输出。对于信号输出模块可以根据连接需要选择输出信号，通过设置编码器对控制继电器进行控制，从而选择不同的输出信号输出。转换控制模块与信号输出模块之间采用拨码开关和电子继电器实现，其输出RS485、RS232、电压信号、电流信号分别采用单独的信号输出线。

图4是本发明提出的第三种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪结构图。

转换控制模块采用数字信号处理器，该数字信号处理器根据编码选择开关选择输出信号方式。

在实施例1中，传感器可以对4-20mA的电流信号输出、0-5V的电压信号输出、RS232接口输出和RS485接口输出。对于信号输出模块可以根据连接需要选择输出信号，通过设置编码器对控制继电器进行控制，从而选择不同的输出信号输出。

图5是本发明提出的一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪的检测方法流程图。

如图5所示，一种具有在线检测功能的有毒或易燃气体检测仪的检测方法，包括以下步骤：

201，转换控制模块切断气体浓度检测模块与信号输出模块的连接，将测试检测模块与气体浓度检测模块的输出端连接；

202，气体浓度检测模块对喷射的标准测试气体进行检测并将检测信号送入测试检测模块；

203，测试检测模块对接收的检测信号进行预处理，并将预处理信息通过通信接口送入检测终端；

204，检测终端对预处理信息进行分析，生成检测结果；

205，转换控制模块控制气体浓度检测模块与信号输出模块连接，恢复正常工作状态。

本发明实施例中，当需要在线检测某一有毒或易燃气体传感器测量精度是否偏差或是否失效时：通过转换控制模块将气体浓度检测模块与测试检测模块直接连接，并且断开与信号输出模块的连接，这样就将气体浓度检测模块与后端的报警装置断开，不会发生误报警的情况，根据有毒或易燃气体检测仪的测试环境条件，向有毒或易燃气体检测仪喷射不同浓度的标准测试气体，测试检测模块对其进行记录存储并发送到检测终端进行判断。

在步骤201中，所述转换控制模块包括转换开关和输出控制继电器，所述输出控制继电器通过编码选择器对输出信号方式进行选择并输出给测试检测模块和信号输出模块，所述转换开关设置在气体浓度检测模块与信号输出模块之间的电路上。

本发明实施例中，气体浓度检测模块的输出端分别连接信号输出模块和测试检测模块，通过设置转换控制模块对与信号输出模块连接还是与测试检测模块连接进行控制，转换开关设置在气体浓度检测模块与信号输出模块之间，气体浓度检测模块的输出端连接测试检测模块：在进行测试时，转换开关断开，切断气体浓度检测模块与信号输出模块之间的电路，将气体浓度检测模块的输出端只与与测试检测模块连接，即不论是否进行测试，测试检测模块均对有毒或易燃气体检测仪进行检测，及时向检测终端发送其检测数据，气体浓度检测模块将检测的测试气体数据传送到测试检测模块，通过测试检测模块及预置的测试气体数据判断有毒或易燃气体检测仪的好坏，并向检测终端发送测试结果，对气体浓度检测模块检测的数据进行检测存储；在线检测结束后，转换控制模块控制气体浓度检测模块与信号输出模块连接，恢复正常工作状态。

转换开关采用单刀双掷开关，单刀双掷开关的输入端与的气体浓度检测模块连接，两个输出端分别连接测试检测模块和信号输出模块。

转换控制模块中的转换开关分别设置在气体浓度检测模块与信号输出模块之间和气体浓度检测模块与测试检测模块之间；当进行测试时，接通气体浓度检测模块与测试检测模块的电路，同时断开气体浓度检测模块与信号输出模块之间的电路，这样测试检测模块仅在测试过程中启动，正常运行时，气体浓度检测模块的输出端只连接信号输出模块，这样测试检测模块仅仅在对气体浓度检测模块进行测试时才使用，安装操作简单，使用方便。

在上述方案中，所述输出信号方式包括4-20mA的电流信号输出、0-5V的电压信号输出、RS232接口输出和RS485接口输出。对于信号输出模块可以根据连接需要选择输信号，通过设置编码器对控制继电器进行控制，从而选择不同的输出信号输出。

在步骤202中，气体浓度检测模块对喷射的标准测试气体进行检测并将检测信号送入测试检测模块，具体包括：对气体浓度检测模块喷射不同浓度的标准测试气体，气体浓度检测模块对各个浓度的标准测试气体进行多次采集并实时发送到测试检测模块上进行记录存储。

其中，标准测试气体为气体浓度检测模块的检测气体浓度量程的30％、60％和100％。

本发明实施例中，对不同浓度测试气体可以进行多次数据采集，通过多次测量，提高测量的准确性，对同一浓度进行多次测量，判断测试的准确性，对不同浓度进行测量，判断该气体浓度检测模块的偏差量，便于对气体浓度检测模块的监测。

在步骤203中，所述通信接口包括有线通信接口和无线通信接口，所述有线通信接口为RS485、RS232接口或LAN接口，所述无线通信接口包括WIFI、蓝牙模块、ZigBee模块LoRa模块和NB-loT模块中的一种或多种。

本发明实施例中，检测终端可以是计算机，也可以是手持设备，例如手机，采用有线连接时，通过RS232接口、RS485接口或LAN接口与电脑上的接口连接实现数据传输，采用无线数据传输时，可以通过蓝牙模块、WIFI模块、ZigBee模块、LoRa模块或NB-loT模块等进行无线通信，操作安装使用方便。

在步骤205中，在线检测完成后，如果检测的有毒或易燃气体检测仪出现故障，则检测终端发出报警信号，对检测人员进行警示，如果检测的有毒或易燃气体检测仪正常，通过转换控制模块将气体浓度检测模块与信号输出模块连接，恢复正常工作状态。

以上对本发明进行了详细介绍，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。