红外检漏仪的制作方法

本发明涉及一种红外检漏仪，特别涉及一种快速、精确检测特定气体泄漏量的红外检漏仪，属于气体检漏仪领域。

背景技术：

红外检漏仪是用于精确快速检测卤素气体、可燃制冷剂以及sf6气体泄漏量的智能仪器，应用于制冷行业、空调、供暖行业、电力行业。现有检漏仪的传感器包括半导体式、红外式、电离式。半导体式由金属氧化物或金属半导体氧化物材料制成的检测元件构成，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化而进行气体浓度测量。半导体式传感器的不足最主要的是衰减严重，受外界干扰大，误报率高，测量线性范围较小，易受环境温度影响等。红外式是一种基于不同气体的分子结构不同，对红外光谱特定波长的光具有选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系(朗伯-比尔lambert-beer定律)鉴定气体组分并确定其浓度的气体传感装置，多用于在线式气体检测设备。红外线原理的检漏仪不能快速响应，只能作为环境实时监测。电离式是个二极管，加热丝、阴极、阳极均用铂材制成，阳极被加热丝加热后发射正离子，被阴极接收的离子流经过放大处理后指示出来，且有音响指示，电气部分由加热电源、直流电源、离子流放大器、输出显示及便携式的吸气装置电源等组成。电离式反应速度快，电离所产生的离子量重复性不佳，测量准确性不高。

检漏仪的检测部有吸入式和扩散式两种气路模式，扩散式检漏仪普遍用于在线实时监测，吸入式应用于各个待检部件的漏点检测，效果更明显。现有市场上检漏仪基本原理是通过气泵在后端的吸入作用，把检测口的气体吸入仪器传感器，通过传感器信号处理，输出各项指标参数。此种方案存在以下明显的不足：⑴单气泵的模式导致仪器过分依赖气泵的吸气能力，如若气泵损坏，仪器就不能正常工作，给使用者带来不便；⑵单气泵吸入模式会造成传感器端微量的气压差，给检漏仪检测的精度带来影响，虽然通过数据校正可以补偿此类误差，但在不同环境温度大气压下，上述补偿的一致性无法得到保证，仪器的适用性缩小。

技术实现要素：

本发明红外检漏仪公开了新的方案，采用在红外检测装置前后设计的平衡气压方案减小测量误差，解决了现有同类产品存在较大测量误差的问题。

本发明红外检漏仪包括红外信号取样装置、红外信号前置处理模块、红外智能检测交互系统，由红外信号取样装置发送的红外信号经红外信号前置处理模块处理后传送给红外智能检测交互系统。红外信号取样装置包括依次连通的进气装置、前置滤气缓冲装置、前端气泵、红外检测装置、后置气流缓冲装置、后置气泵，采样气体在前端气泵、后置气泵的作用下依次经过进气装置、前置滤气缓冲装置、红外检测装置、后置气流缓冲装置后排出。进气装置包括依次连通的过滤器a、吸气探头组件b，前置滤气缓冲装置包括依次连通的过滤器c、缓冲集束管道d，后置气流缓冲装置包括依次连通的缓冲集束管道g、电子流量计h、稳压集束管道i。红外智能检测交互系统包括触摸式彩色液晶显示屏、对外通信端口模块，操作人员通过触摸式彩色液晶显示屏、对外通信端口模块与红外智能检测交互系统交换信息。

进一步，本方案的过滤器a的内部设有除尘组件，除尘组件包括若干滤网部件，滤网部件间设有活性炭滤气层，除尘组件滤除采样气体中的粉尘颗粒。

进一步，本方案的吸气探头组件b包括进气细管集束，进气细管集束包括多根进气细管，采样气体通过进气细管集束吸入。

进一步，本方案的进气细管的通径是0.5mm。

进一步，本方案的过滤器c的内部设有干燥组件，干燥组件包括若干滤网部件，滤网部件间设有吸收水分物质，干燥组件滤除采样气体中的水分。

进一步，本方案的缓冲集束管道d、缓冲集束管道g的内部设有气流缓冲立柱集束，气流缓冲立柱集束包括多根交错分布在流道中的气流缓冲立柱，气流缓冲立柱通过改变气流的方向减缓气流的流速。

进一步，本方案的稳压集束管道i包括排气细管集束，排气细管集束包括多根排气细管，采样气体通过排气细管集束稳压后排出。

进一步，本方案的高精度红外检漏仪还包括气泵状态实时监测装置，气泵状态实时监测装置包括气泵流量传感器，气泵状态实时监测装置根据气泵流量传感器传送的流量异常信息触发报警信号。

进一步，本方案的红外信号前置处理模块包括红外信号微处理模块、综合滤波模块、dma数据处理模块，综合滤波模块包括平均值滤波模块、滑动中值滤波模块，红外信号微处理模块将光信号转换成电信号后发送给综合滤波模块，经综合滤波模块处理后的信号由dma数据处理模块传输。

进一步，本方案的红外智能检测交互系统还包括异常信号过滤模块、外部校准模块，异常信号过滤模块屏蔽外部环境造成的失真信号，操作人员通过外部校准模块调整设备的参数设定。

本发明红外检漏仪采用在红外检测装置前后设计的平衡气压方案减小测量误差，具有测量误差小，效率高的特点。

附图说明

图1是现有红外检漏仪的原理图。

图2是红外信号取样装置的原理图。

图3是红外信号取样装置的结构原理示意图。

图4是本发明红外检漏仪的原理图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明。

如图1所示，目前市场上的检漏仪普遍采用的都是吸入式检测方法，其关键组成部分为气泵，气泵设在传感器的后端，气泵的工作状态直接决定了气体吸入的状态。另外，单气泵吸入模式会造成传感器端微量的气压差，给检漏仪检测的精度带来影响，虽然通过数据校正可以补偿此类误差，但在不同环境温度大气压下，上述补偿的一致性无法得到保证。如图2、3、4所示，本发明红外检漏仪的示意图。红外检漏仪包括红外信号取样装置、红外信号前置处理模块、红外智能检测交互系统，由红外信号取样装置发送的红外信号经红外信号前置处理模块处理后传送给红外智能检测交互系统。红外信号取样装置包括依次连通的进气装置、前置滤气缓冲装置、前端气泵、红外检测装置、后置气流缓冲装置、后置气泵，采样气体在前端气泵、后置气泵的作用下依次经过进气装置、前置滤气缓冲装置、红外检测装置、后置气流缓冲装置后排出。进气装置包括依次连通的过滤器a、吸气探头组件b，前置滤气缓冲装置包括依次连通的过滤器c、缓冲集束管道d，后置气流缓冲装置包括依次连通的缓冲集束管道g、电子流量计h、稳压集束管道i。红外智能检测交互系统包括触摸式彩色液晶显示屏、对外通信端口模块，操作人员通过触摸式彩色液晶显示屏、对外通信端口模块与红外智能检测交互系统交换信息。上述方案采用在红外检测装置前后设计的平衡气压方案减小测量误差，采用了2个气泵，传感器的前端接入前置气泵的吹气口，传感器的后端接入后置气泵的吸入口，从而平衡了传感器两端的气压，消除了测量的误差。外部操作人员可以通过交互系统随时监控设备的工作状态。

为了进一步提高仪器检测的精度，平衡气路的压力分布，避免气路内出现较大的气流波动，本方案在上述方案的基础上进行了改进，具体如下。为了消除采样气体中的粉尘颗粒，本方案在过滤器a的内部设有除尘组件，除尘组件包括若干滤网部件，滤网部件间设有活性炭滤气层，除尘组件滤除采样气体中的粉尘颗粒。为了配合气泵的流量调节，本方案的吸气探头组件b包括进气细管集束，进气细管集束包括多根进气细管，采样气体通过进气细管集束吸入。进一步，本方案的进气细管的通径是0.5mm。为了消除采样气体中的水分，以及部分无关的刺激性气体，本方案在过滤器c的内部设有干燥组件，干燥组件包括若干滤网部件，滤网部件间设有吸收水分物质，干燥组件滤除采样气体中的水分。为了累积缓冲采样气流，本方案在缓冲集束管道d、缓冲集束管道g的内部设有气流缓冲立柱集束，气流缓冲立柱集束包括多根交错分布在流道中的气流缓冲立柱，气流缓冲立柱通过改变气流的方向减缓气流的流速。为了稳定气路后段的气流状态，本方案的稳压集束管道i包括排气细管集束，排气细管集束包括多根排气细管，采样气体通过排气细管集束稳压后排出。为了实时监控气泵的工作状态，避免气泵工作异常状态影响检测，本方案的高精度红外检漏仪还包括气泵状态实时监测装置，气泵状态实时监测装置包括气泵流量传感器，气泵状态实时监测装置根据气泵流量传感器传送的流量异常信息触发报警信号。这样便于现场人员及时发现问题，排除故障。

本方案的红外信号前置处理模块是将红外信号转换成电信号，电信号经过处理后传输给红外智能检测交互系统的系统模块，为了实现其功能，本方案的红外信号前置处理模块包括红外信号微处理模块、综合滤波模块、dma数据处理模块，综合滤波模块包括平均值滤波模块、滑动中值滤波模块，红外信号微处理模块将光信号转换成电信号后发送给综合滤波模块，经综合滤波模块处理后的信号由dma数据处理模块传输。而且为了提高系统在恶劣的检测环境中避免误操作的能力，本方案的红外智能检测交互系统还包括异常信号过滤模块、外部校准模块，异常信号过滤模块屏蔽外部环境造成的失真信号，操作人员通过外部校准模块调整设备的参数设定。如图4所示，传感器为红外气体传感器，前置模块包括红外信号处理模块、平均值滤波模块、滑动中滤波模块、dma数据处理模块，嵌入式系统是专为红外检漏仪开发的人机交互软件操作系统，触摸式彩色液晶屏直观显示各种数据，触摸式操作，电源提供仪器所需电源。红外传感器产生的信号经过处理后，直接送入基于嵌入式红外智能检测交互操作系统内，面向用户设计多个功能触摸界面，并提供用户外界通讯端口以及各控制功能。

本方案公开了一种应用于制冷行业、空调、供暖行业、电力行业内的气体检漏仪。基于检漏仪实际应用环境的考虑，需要有一款既快速，又高精度，又能在比较恶劣环境中稳定工作的检漏仪。本方案在原有检漏仪基础上采用红外线原理模式的检漏仪，并结合目前市场上普遍拥有的技术做了相应的采纳和更新。本方案的具体结构包括过滤器a：前端过滤器用于过滤空气当中的粉尘，探头b：把气体吸入探头的细导管，内径为0.5mm，过滤器c：用于去除被检气体中的水分，以及部分环境内刺激性气体，前柱管d：用于气体积累缓冲，气泵e：用于加速前端气体吸入，气体传感器f：去除了灰尘和水分的被检气体送入气体传感器中，利用红外原理检测后转换输出电信号，后柱管g：用于吸收经气体传感器后的被检气体，电子流量计h：实时输出流量状态，测量气流是否正常，气体缓冲器i：用于消除吸入的被检气体的脉动现象，气泵j：加速被检气体排出。过滤器a嵌套于探头b的前端部件上，过滤器c嵌套于前柱管d的前端部件上，过滤器a、探头b属于仪器外接部分，称为仪器手柄，探头b和过滤器c之间采用leimo标准接头连接，前柱管d和气泵e采用φ4四氟软管连接，气泵e和气体传感器f和后柱管g采用φ3快插气动接头连接，后柱管g、电子流量计h、气体缓冲器i和气泵j之间采用φ4四氟软管连接。

基于以上部件，本方案采用了2个气泵，传感器的前端接入前置气泵的吹气口，传感器的后端接入后置气泵的吸入口。前置气泵最大控制流速为500ml/min，后置气泵最大控制流速为2l/min，探头手柄部分采用0.5mm细气管，前置过滤缓冲部分过滤水分以及部分刺激性气体。通过pwm调节让前后气泵流速趋于平衡，这样处理能更好的避免传感器腔体内气流的波动，让传感器腔体内有一个相对平稳的检测环境(压差减小)，给仪器传感器有了更稳定的响应条件。仪器设置了气泵状态实时监测，避免气泵的损坏影响检测。气流的相对稳定保证了每次检测时测量环境的一致性，重复测量的值可以保持高度一致。本方案还利用综合滤波方式(平均值滤波和滑动中值滤波)配合dma数据处理，利用状态机制监测传感器，信号处理电路设计上增加了对红外信号的微处理，缩短了通讯间隔，使得红外光信号能快速转换为电信号，提高传感器反应速度，解决了市场上普遍红外传感器反应速度慢的问题，同时提升了传感器的检测精度。采用动态归零算法，有效避免恶劣的检测环境导致的仪器误报警概率。采用多点校准算法，系统内校准模式的改进，操作系统内置了免校准系统，通过软件的运算存储，让用户可以随时校准本仪器，无需外置标准漏孔或者外接设备。基于以上特点，本方案的红外检漏仪相比现有的产品具有突出的实质性特点和显著的进步。

本方案的红外检漏仪并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以基于本领域技术人员的理解而延伸，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。