一种手持式输气管道内壁精确检测装置的制作方法

本发明涉及管道空气质量监测，更具体地说，它涉及一种手持式输气管道内壁精确检测装置及其使用方法。

背景技术：

1、管道气体检测是一种用于检测管道中气体浓度的方法，通常用于工业生产和矿山开采等领域中，可以保障工作人员的安全和生产设备的正常运行。管道气体检测的方法主要有三种：使用便携式气体检测仪进行点位检测、采用气体检测管提前预测危险形势和使用固定式气体检测系统进行连续监测。

2、现有技术中使用便携式气体检测仪进行点位检测时仅是针对管道气体的含量和种类进行检测，但是气体检测时容易出现气体分子滞留管道并导致气体测量线路堵塞的问题，导致所测出的管道气体结果不准，存在改善的余地。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供了一种手持式输气管道内壁精确检测装置及其使用方法，包括采集通道，该半导体传感器搭载于外壳中，所述外壳中盛装有电路板、电源模块、气泵和气体传感器，其中进气管、气泵和气体传感器顺次连通组成vocs采集通道；

2、多功能模组，一方面电路板的表面锡焊有主控芯片和模数转换模块且主控芯片、气体传感器和模数转换模块组成vocs计算模块，另一方面外壳的内外部固定安装有电源模块、声光报警器、通讯模块、发射模块和液晶显示屏，其中电源模块、声光报警器、通讯模块、发射模块和液晶显示屏分别与vocs计算模块组合为多功能模组所包含的供能、报警、通讯、发射和显示子功能；以及控制模块，该控制模块以按键电路为控制主体并进行半导体传感器的采集和计算。

3、优选的，包括如下步骤：

4、步骤s1：将气体色谱仪与装置连通、完成检测预处理；

5、步骤s2：通过控制模块驱动vocs采集通道工作，使得vocs采集通道将气体吸入装置内部，并通过气体压力传感器对管道气体回路进行通堵测试，

6、步骤s21：通过按键电路操控气泵运转，气泵运转将气体吸入装置内部，并通过气体压力传感器对管道气体回路进行测试；

7、步骤s22：判定气体通路是否有堵塞，若检测的气体压力值小于设定压力值则判断该管道气体回路无堵塞；

8、步骤s3：回路通堵测试完毕后，筛选气体并利用装置与气体色谱仪配合测定气体浓度，该管道气体回路无堵塞时，打开气体色谱仪，将样品通过适当的气路系统注入色谱柱中，使用气路系统中的阀门控制样品的进入量和注入时间，样品在色谱柱中根据各自的物理和化学性质被分离开来；

9、步骤s31：分离完毕后，通过检测器检测各个组分的信号，并将信号通过电子设备进行放大和记录，根据仪器的测定原理和仪器上的标定曲线，可以通过计算和分析得到样品中各个成分的浓度；

10、步骤s32：气泵和气体传感器运转，对进入气体传感器的气体进行电离；

11、步骤s33：通过电离后的离子量多少，反映气体的实际浓度，并通过模数转换模块进行数字信号的转换，能够直观的了解到检测的voc气体的浓度；

12、步骤s4：通过vocs计算模块将信息传导至多功能模组中，根据测定的气体浓度和测定条件选择进行报警、通讯、发射和显示；

13、步骤s41：其产生的信号传送到模数转换模块进行数字信号转换后，产生对应的数字信号经过转换芯片的输出通道传送到主控芯片的串口；

14、步骤s42：主控芯片将接收到的数字信号通过液晶显示屏实时显示，并对信号进行处理与比较。

15、优选的，s2还包括如下步骤：

16、若检测的气体压力值大于设定压力值则判断该管道气体回路堵塞；

17、根据电流型电化学气体检测器的测量公式可以表示为：

18、i＝kxc

19、其中i是电流强度，k是常数，c是气体浓度，可得，电流强度与气体浓度成正比；

20、根据电势型电化学气体检测器的测量公式可以表示为：

21、e＝kxlogc

22、其中e是电势，k是常数，c是气体浓度，可得，电势与气体浓度呈对数关系；

23、气相色谱仪分离度c的公式如下所示：

24、

25、其中，tra和trb分别是两个组分的修正保留时间，wa和wb则分别是它们的半峰宽；

26、分离度c的理论最大值为1，在实际操作中，通常分离度c在0.9以上被认为具有较好的分离效果。当分离度c小于0.8时，则通常需要采用其他柱或优化分离条件；

27、因此，引入空气电离度以满足分离条件，其中空气分离度n的计算公式为：

28、n＝nxq

29、其中，n表示单位体积空气中的电离粒子数，n表示单位体积空气中的电离粒子浓度，q表示电离粒子的电荷数电离粒子的浓度可以通过各种实验手段测量得到。

30、优选的，还包括如下步骤：

31、该管道气体回路堵塞时，主控芯片通过设置声光报警器运转，并将报警提示通过通讯模块和发射模块发送至手持终端，然后对该管道气体回路进行拆解清理，清理完成后重新测试气体压力值，直至气体压力值小于设定压力值，然后继续步骤进行检测。

32、优选的，步骤还包括如下步骤：

33、若数字信号小于设定值时，模数转换模块转换的数字信号传输至液晶显示屏进行显示，并将数字信号通过通讯模块和发射模块发送至手持终端，若数字信号大于或等于设定值时，主控芯片通过设置声光报警器运转，并将数字信号和报警提示通过通讯模块和发射模块发送至手持终端。

34、优选的，所述气体压力传感器为压敏模式，声光报警器为蜂鸣器。

35、优选的，该装置安装在气体发生源为空气流动性较差的空间时，该装置可通过主控芯片外接排风扇，且该排风扇进气口与内部空间相连接，排气口与空间外部相通。

36、优选的，当转换后的数字信号大于设定值时，主控芯片通过控制声光报警器和排风扇同时运转，排风扇运转可对空间内部的气体进行排出。

37、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

38、1.通过设置声光报警器、通讯模块和发射模块，在对该装置进行使用时，若数字信号大于或等于设定值时，主控芯片通过设置声光报警器运转，并将数字信号和报警提示通过通讯模块和发射模块发送至手持终端，可以及时告知使用者尽快采取措施，可以更加快捷安全的传递这一消息，以便控制管道险情，提高了该装置的安全性；

39、2.通过设置气泵和气体压力传感器，气泵运转将周围气体吸入该装置内部，并通过气体压力传感器对管道气体回路进行气体压力测试，若检测的气体压力值大于设定压力值则判断该管道气体回路堵塞，此时主控芯片通过设置声光报警器运转，提醒使用者进行清理，有利于提高检测数据的真实性及准确性，同时提高了该装置的使用寿命；

40、3.通过设置主控芯片和排风扇，在对该装置进行使用时，当检测气体转换后的数字信号大于设定值时，主控芯片通过控制声光报警器和排风扇同时运转，排风扇运转可对空间内部的气体进行排出，提高了该装置的安全性。

技术特征：

1.一种手持式输气管道内壁精确检测装置，其特征在于，包括采集通道，该半导体传感器搭载于外壳(1)中，所述外壳(1)中盛装有电路板(3)、电源模块(2)、气泵(5)和气体传感器(6)，其中进气管(8)、气泵(5)和气体传感器(6)顺次连通组成vocs采集通道；

2.根据权利要求1所述的一种手持式输气管道内壁精确检测装置及其使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种手持式输气管道内壁精确检测装置及其使用方法，s2还包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种手持式输气管道内壁精确检测装置及其使用方法，还包括如下步骤：

5.根据权利要求2所述的一种手持式输气管道内壁精确检测装置及其使用方法，步骤s3还包括如下步骤：

6.根据权利要求2所述的一种手持式输气管道内壁精确检测装置及其使用方法，其特征在于：所述气体压力传感器为压敏模式，声光报警器(9)为蜂鸣器。

7.根据权利要求2所述的一种手持式输气管道内壁精确检测装置及其使用方法，其特征在于：该装置安装在气体发生源为空气流动性较差的空间时，该装置可通过主控芯片(4)外接排风扇，且该排风扇进气口与内部空间相连接，排气口与空间外部相通。

8.据权利要求2所述的一种手持式输气管道内壁精确检测装置及其使用方法，其特征在于：当转换后的数字信号大于设定值时，主控芯片(4)通过控制声光报警器(9)和排风扇同时运转，排风扇运转可对空间内部的气体进行排出。

技术总结
本发明公开了一种手持式输气管道内壁精确检测装置，包括采集通道，该半导体传感器搭载于外壳中，所述外壳中盛装有电路板、电源模块、气泵和气体传感器，其中进气管、气泵和气体传感器顺次连通组成VOCs采集通道；多功能模组，一方面电路板的表面锡焊有主控芯片和模数转换模块且主控芯片、气体传感器和模数转换模块组成VOCs计算模块，涉及管道空气质量监测技术领域。本申请通过设置声光报警器、通讯模块和发射模块，在对该装置进行使用时，若数字信号大于或等于设定值时，主控芯片通过设置声光报警器运转，并将数字信号和报警提示通过通讯模块和发射模块发送至手持终端，可以及时告知使用者尽快采取措施，以便控制管道险情，提高了该装置的安全性。

技术研发人员：王文华,王志鹏,陈学彦,穆仁才
受保护的技术使用者：湖北鼎博丰新能源发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17