一种声表面波气体传感器装置及其应用方法与流程

本发明涉及气体成分测量，特别涉及一种声表面波气体传感器装置及其应用方法。

背景技术：

1、在测量气体组分过程中，面临几种环境，一是大气压环境的气体成分测量，另一种是真空或半真空环境测量，还有用于高压强环境的气体成分测量。高压强环境测量气体面临多个风险：第一是气压高测量时容易导致气体快速泄漏；第二是高压强容易引起设备安全隐患，如气体绝缘的高压电气设备，如发生气体泄漏和密封不当，可能引起设备故障或人身安全事故。

2、鉴于此，需要研究一种密封性好的声表面波气体传感器装置。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本发明提供了一种声表面波气体传感器装置及其应用方法。具体技术方案如下：

2、本发明一方面提供了一种声表面波气体传感器装置，包括探头部和固定部；

3、所述探头部包括声表面波气体传感器；

4、所述固定部内设置有气体密封腔室；

5、所述探头部的一端与固定部的一端固定连接，且在探头部与固定部的连接处设置有外螺纹，以实现将探头部置入被测环境时通过外螺纹与被测环境的专用接口固定连接；

6、所述探头部与固定部的连接处还设置有第一密封层，在固定部的另一端设置有第二密封层，在第二密封层外部设置有通信模块，所述探头部通过射频线缆与通信模块连接；所述射频线缆依次穿过第一密封层、气体密封腔室、第二密封层。

7、优选地，所述气体密封腔室上设置有顶针式阀门，所述顶针式阀门处安装有压力传感器和处理显示器，所述压力传感器用于测量气体密封腔室内的气体压力信号并将测量的压力信号传输至处理显示器；所述处理显示器用于对测量的压力信号进行处理并显示，在气体密封腔室内的压力低于设定值时进行报警提示。

8、优选地，所述第一密封层/第二密封层为密封圈和灌封树脂混合层；所述固定部的两端分别设置密封圈，并采用树脂灌封形成灌封树脂混合层。

9、优选地，所述通信模块包括射频端口或/和与天线，所述射频端口的一端通过射频线缆与探头部连接，另一端与天线连接并通过天线与无线采集设备通信，或者通过射频线缆与有线采集设备连接。

10、优选地，所述探头部包括金属外壳。

11、优选地，所述专用接口包括气体密度继电器的三通阀门或四通阀门。

12、本发明另一方面提供了一种声表面波气体传感器装置的应用方法，包括以下步骤：

13、步骤s1，将探头部通过外螺纹与被测环境固定连接，并将探头部伸入被测环境中；

14、步骤s2，将通信模块与无线采集设备/有线采集设备连接；

15、步骤s3，给气体密封腔室内部注入密封气体，使得气体密封腔室的气压大于等于1倍大气压并高于被测环境中的气体的预设气压；

16、步骤s4，无线采集设备/有线采集设备通过通信模块发送信号至探头部，探头部的声表面波气体传感器探测被测环境的气体后返回电信号，再通过通信模块反馈信号至无线采集设备/有线采集设备；

17、步骤s5，无线采集设备/有线采集设备对反馈的信号进行分析处理。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

19、一般性的通信信道采用螺纹简单固定，但射频类的通信接口都很难保证气密性：一方面螺纹螺距太小，过度紧固还可能影响射频性能；另一方面射频接口的中心导体的密封塑料之间并不是紧密的，一般还具有一定气隙。即使采用高气密的射频接头，还是可能面临螺纹螺距不足，气密性不好的问题。如果因为密封问题引入空气导致通信接口锈蚀会直接影响可靠性或灵敏度，还可能进一步腐蚀和破坏传感器密封接口，破坏传感器和高压设备。

20、因此本发明采用密封层和气体密封腔室双重设计的思路，首先第一密封层和第二密封层分别设置在固定部的两端，并将射频线缆密封在固定部内部，第一密封层和第二密封层沿用传统的密封圈和树脂灌封等方法；其次，采用高于大气压的气体腔室的方法，使得内外形成压差，即防止被测气体泄漏，又防止潮气或其他腐蚀气体经通信模块进入。

21、为了达到运行维护目的，在气体腔室还设计顶针式的阀门，可以监测到气压变化，也可以注入新气体或抽气换气，从而保证良好的可靠性和运行维护经济效益。

技术特征：

1.一种声表面波气体传感器装置，其特征在于，包括探头部和固定部；

2.根据权利要求1所述的一种声表面波气体传感器装置，其特征在于，所述气体密封腔室上设置有顶针式阀门，所述顶针式阀门处安装有压力传感器和处理显示器，所述压力传感器用于测量气体密封腔室内的气体压力信号并将测量的压力信号传输至处理显示器；所述处理显示器用于对测量的压力信号进行处理并显示，在气体密封腔室内的压力低于设定值时进行报警提示。

3.根据权利要求1所述的一种声表面波气体传感器装置，其特征在于，所述第一密封层/第二密封层为密封圈和灌封树脂混合层；所述固定部的两端分别设置密封圈，并采用树脂灌封形成灌封树脂混合层。

4.根据权利要求1所述的一种声表面波气体传感器装置，其特征在于，所述通信模块包括射频端口或/和与天线，所述射频端口的一端通过射频线缆与探头部连接，另一端与天线连接并通过天线与无线采集设备通信，或者通过射频线缆与有线采集设备连接。

5.根据权利要求1所述的一种声表面波气体传感器装置，其特征在于，所述探头部包括金属外壳。

6.根据权利要求1所述的一种声表面波气体传感器装置，其特征在于，所述专用接口包括气体密度继电器的三通阀门或四通阀门。

7.一种声表面波气体传感器装置的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及气体成分测量技术领域，特别涉及一种声表面波气体传感器装置及其应用方法。本发明的装置包括探头部和固定部；探头部包括声表面波气体传感器；固定部内设置有气体密封腔室；探头部的一端与固定部的一端固定连接，且在探头部与固定部的连接处设置有外螺纹，以实现将探头部置入被测环境时通过外螺纹与被测环境的专用接口固定连接；探头部与固定部的连接处还设置有第一密封层，在固定部的另一端设置有第二密封层，在第二密封层外部设置有通信模块，探头部通过射频线缆与通信模块连接；射频线缆依次穿过第一密封层、气体密封腔室、第二密封层。本发明采用密封层和气体密封腔室具有良好的密封性。

技术研发人员：罗传胜,毛学飞,李春雷,梁健,陈冲,周洪立,苏郑予希,徐兆丹,方番,胡炜,廖英怀,黄霖,唐小峰
受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司南宁供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27