一种气体检测的方法及设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种气体检测方法，包括B)用红外光照射待检测气体，得到所述红外光经所述待检测气体反射的红外反射光；C)将所述红外反射光转换为红外反射光的特征信号；D)所述红外反射光的特征信号与至少两个梯度的标准浓度下的标准气的标准信号进行比较，以确定所述待检测气体中是否含有所述标准气中的种类，如果所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种，则还能够确定所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度；E)可视化输出确定的所述待检测气体中的种类及其浓度。本发明还涉及一种所述检测方法的设备。
【专利说明】_种气体检测的方法及设备
[0001]本发明要求2015年01月22日提交的中国专利申请号为“201510033084.3”，名称为“一种气体检测器及其使用方法”的专利申请的优先权。
技术领域
[0002]本发明涉及一种气体检测的方法及气体检测设备，具体涉及可用于多种易燃易爆有毒气体泄漏检测的便携式红外气体检测检测方法及设备。
【背景技术】
[0003]化工生产过程中所用的原料、中间产物、产品等多属于易燃、易爆和有毒有害的危险物质。为避免对人体和环境造成伤害，这些易燃、易爆和有毒有害物质一般都是在密闭容器、反应器及其它设备中实现由原料到产品的转化，此外，从一个操作单元到另外一个操作单元之间各种气、液、固原料及产品的输送通常是依靠长程密闭管道的管输来实现。但在实际生产过程中，由于设备故障、管线腐蚀、密封失效、物理损伤、甚至是自然灾害、人为破坏等原因，泄漏现象时有发生，极易造成爆炸、中毒、环境污染等恶性事故发生。尽早发现泄漏源并采取相应的应急处理措施是避免事态恶化，防止恶性事故爆发的最有效方法。一般情况下，对于液体和固体物质的泄漏，工作人员一般可以凭借肉眼观察直接发现；但对于气体物质，特别是无色无味的气体泄漏，仅凭人的感官和触觉功能很难发现，必须借助于仪器设备。
[0004]为了尽早地发现泄漏源，消除安全隐患，前人发明了各种各样的仪器和设备用来对泄漏点和泄漏物质进行探测。但在现有技术中易燃易爆气体、有毒有害物质的检测大多是针对特定泄漏物质的某一物理或化学特性开发相应的检测传感器。比如，催化型燃烧可燃气体检测设备就是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体进入检测传感器后，在铂丝表面引起氧化反应(无焰燃烧)，其产生的热量使铂丝的温度升高，从而改变铂丝的电阻阻值，并引起电路中相应电信号的变化，该信号经放大电路放大后，即可触发检测设备报警。由于此类传感器特异性强，只适用于某种或某一类物质，对其他泄漏源则不产生响应信号，通用性较差。此外，此类传感器由于受外接供电和信号输出方式限制，一般需要固定在生产装置某一位置，但由于实际泄漏点位置的不确定，以及泄漏物质受大气流动、建筑结构、遮蔽物结构的影响和限制，其扩散的通道和扩散范围也是不确定的，因此固定安装的检测传感器很难正好处于泄漏物质的扩散范围内，所以经常会造成漏报和误报。
[0005]为此有必要开发出一种能够克服上述技术问题的气体检测设备，用来辅助探测和检查，及时发现泄漏源。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术存在的缺点，本发明提供了一种气体检测方法，其检测原理是依据不同物质只对特定波长的红外光波产生吸收峰，而对其他波长的红外光波会产生反射。因此可以根据不同物质的红外光波反射波长位置和反射峰强度进行准确的定性定量检测，从而对泄漏位置和泄漏物进行准确判断。
[0007]本发明之一提供了一种气体检测的方法，包括:
[0008]B)用红外光照射待检测气体，得到所述红外光经所述待检测气体反射的红外反射光;
[0009]C)将所述红外反射光转换为红外反射光的特征信号；
[0010]D)所述红外反射光的特征信号与至少两个梯度的标准浓度下的标准气的标准信号进行比较，以确定所述待检测气体中是否含有所述标准气中的种类，如果所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种，则还能够确定所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度；
[0011]E)将可视化输出确定的所述待检测气体中的种类及其浓度。
[0012]其中，可视化输出的内容还可以包括检测到的气体的浓度的图线、红外反射光的波长及其光强。
[0013]红外反射光的特征信号可以是红外反射光转换为微电流信号后，该微电流信号再转换为的数字信号。标准气的标准信号可以是数字信号形式的标准气的特征信号。
[0014]在对确定的所述待检测气体中的种类及其浓度可视化输出之前，要对例如数字信号形式的红外反射光的特征信号转换为所需要的可视化形式。
[0015]该方法的优点在于:其能够用于多种气体的检测，并能够对所检测到的气体分别进行定量，克服了仅能检测特定气体浓度的局限。在实际应用中，可根据检测需求，提前将至少两个梯度的标准浓度、三个梯度的标准浓度或四个梯度的标准浓度的标准气用该气体检测设备测定，并可以对测定的数据以数字信号作为标准参数储存，当检测到能与储存的标准气参数相配时，例如，它们的红外反射光的波长等相关的信号参数相匹配时，能判断出待检测气体中含有与该标准气相同的气体，进一步根据该标准气在梯度浓度下的数字信号，可以得出待检测气体的浓度。理论上，该检测方法能实现对任何气体的检测。
[0016]为了能够起到提醒或警示的效果，上述方法还可以包括步骤F)根据待检测气体中是否含有标准气中的种类，以及在所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种时，对所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度与该标准气的安全阈值比较的结果，做出判断是否报警。
[0017]当待检测气体中不含有标准气中的种类时，不报警；当所述待检测气体中含有标准气中的至少一种时，分为两种情况:当待检测气体中含有的与标准气中的至少一种相同的气体的浓度小于该标准气的安全阈值时，不警报；当所述待检测气体中含有的与标准气中的至少一种相同的气体的浓度大于或等于该标准气的安全阈值时，警报。
[0018]待检测的气体一般为混合气体，当不对待检测的气体样品进行任何处理，就直接用于检测时，由于气体混杂，在进行检测时会产生较大的干扰，因而容易造成检测误差偏大的结果。因此，如果能够将待检测的气体进行分离和/或分层，即将同一种类的气体尽可能的聚集在一起，而尽量少的含有气体气体，那么检测效果将大大增加。因此，在一个具体实施例中，所述方法在所述步骤B)之前还包括步骤A):将所述待检测气体依据气体的种类进行分离。
[0019]进一步地，在一个具体实施例中，通过使所述待检测气体穿过选自二乙稀苯-乙基乙烯苯型高分子多孔小球的化学改性填充柱、⑶X-104填充柱和CP-Pora PLOT Q填充柱中的至少一种来对待检测气体进行分离。流经所述填充物的不同待检测气体组分，由于在填充物上的吸附和脱附速率不同，因而待检测气体穿过该填充物会经不同停留时间逐一流出，进而逐步分离开来。
[0020]在一个【具体实施方式】中，所述待检测气体处于向设定方向流动的流动状态，以实现实时监控所述待检测气体。
[0021]为了更为直观的反应检测过程，在一个【具体实施方式】中，所述方法还包括在步骤
C)和步骤D)之间的步骤CD):将所述红外反射光的特征信号以图线的形式可视化输出。
[0022]在一个【具体实施方式】中，所述步骤B)中的所述红外光的波长为1-25 μ m。
[0023]在一个【具体实施方式】中，所述步骤B)中的所述红外光由红外激光器组件发射出，且所述红外激光器组件的温度被控制在30±5°C之间；和/或所述待检测气体的温度在25±1°C 之间。
[0024]本发明之二还提供了一种气体检测的方法，包括如下步骤:在对所述待检测气体进行上述方法的检测之前，首先对所述待检测气体进行初步检测，所述初步检测包括如下步骤:1)对疑似泄露区的待检测气体进行可见光成像和/或红外光成像；2)将步骤I)中的成像可视化输出。当出现可观察到的疑似泄露气体时，对于疑似泄露气体，其也可以称作待检测气体，通过上述的检测步骤确定疑似泄露气体的种类和其浓度。
[0025]本发明之三提供了一种气体检测设备，包括:
[0026]检测腔室，其用于接收待检测气体；
[0027]红外激光器组件的红外光源系统，能够将其发射的红外光射向所述检测腔室；
[0028]红外光转换组件，其用于接收来自所述检测腔室的红外反射光，并将所述红外反射光转换为红外反射光的特征信号；
[0029]待检测气体判别组件，其能够用于接收红外反射光的特征信号，并能够对所述红外反射光的特征信号与预先储存的至少两个梯度的标准浓度下测定的标准气的标准信号进行比较，以确定所述待检测气体中是否含有所述标准气中的种类，如果所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种，则还能够确定所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度；
[0030]显示器，能够可视化输出所述待检测气体中含有的与所述标准气中的气体相同的气体的种类及其浓度。
[0031]红外反射光的特征信号可以是红外反射光转换为微电流信号后，该微电流信号再转换为的数字信号。标准气的标准信号可以是数字信号形式的标准气的特征信号。
[0032]在对确定的所述待检测气体中的种类及其浓度可视化输出之前，要对例如数字信号形式的红外反射光的特征信号转换为所需要的可视化形式。
[0033]此外，显示器可视化输出的内容还可以包括待检测到的气体的浓度图线、红外反射光的波长及其光强等。
[0034]在一个【具体实施方式】中，所述的气体检测设备还包括与待检测气体判别组件连接的待检测气体安全阈值判别组件，以及与待检测气体安全阈值判别组件连接的报警器。
[0035]当在待检测气体判别组件中检测到待检测气体中的种类不同于预先设置的标准气中的种类时，待检测气体判别组件将该信息输出到待检测气体安全阈值判别组件中，待检测气体安全阈值判别组件不输出报警信号给所述警报器。
[0036]当在待检测气体判别组件中确定了待检测气体中含有标准气中的至少一种，且确定了其中的与该标准气相同的气体的浓度时，待检测气体判别组件将该确定的气体及其浓度输出到待检测气体安全阈值判别组件中，在待检测气体安全阈值判别组件中，该确定的气体及其浓度与预先设置的该标准气及该标准气的安全阈值比较:当该确定的气体的浓度小于该标准气的安全阈值时，待检测气体安全阈值判别组件不输出报警信号给所述警报器；当确定的气体的浓度大于或等于该标准气的安全阈值时，待检测气体安全阈值判别组件输出报警信号给所述警报器。所述报警器可以发出声和/或光的报警信号。
[0037]其中，待检测气体判别组件中的确定的气体及其浓度、待检测气体安全阈值判别组件中的确定的气体及其浓度以及待检测气体安全阈值判别组件中的标准气及标准气的安全阈值均可以是数字信号的形式。
[0038]在一个【具体实施方式】中，所述气体检测设备还包括与所述检测腔室的入口端相连接的取样器，所述取样器内设有用于将所述待检测气体中的不同种类的气体进行分离的填充柱。所述取样器可以是毛细取样管。
[0039]在一个【具体实施方式】中，所述填充柱选自二乙烯苯-乙基乙烯苯型高分子多孔小球的化学改性填充柱、⑶X-104填充柱、CP-Pora PLOT Q填充柱中的至少一种。
[0040]所述检测设备还包括与所述检测腔室的出口端相接的真空栗。所述真空栗用于使所述检测腔室内的气体形成向所述检测腔室的出口端流动的气流，从而实现实时在线监控气体泄漏情况。
[0041 ] 在一个【具体实施方式】中，所述气体检测设备还包括在所述红外光转化组件接收所述红外反射光之前的用于改变所述红外反射光的路径的反射镜；优选所述反射镜能够来回摆动。通过反射镜的来回摆动，可以使反射镜获得来自整个检测腔的红外反射光。并且其中的摆动成一定的角度，该角度主要由检测腔室入口端到出口端的距离和检测腔室到反光镜的距离决定。改变反射镜的角度可通过设置控制反射镜改变其角度的程序来控制，从而实现反射镜有规律的来回改变其角度，即所述反射镜能够根据设定程序来回改变其角度。
[0042]在一个【具体实施方式】中，所述红外光转化组件能够沿与所述检测腔室的轴向平行的方向来回移动。优选移动的最大距离为所述检测腔室的入口端到所述检测腔室的出口端的距离。该移动是为了实现，尤其是在没有反射镜的情况下，能够使检测腔室内全部气体的红外反射光被红外光转化组件接受到为目的。红外光转化组件的来回移动可通过设置控制红外光转化组件来回移动的程序来控制，从而实现红外光转化组件有规律的来回移动，即所述红外光转化组件能够根据设定程序来回移动。
[0043]在一个【具体实施方式】中，所述红外光源系统还包括用于控制红外激光器组件恒温的温度控制器；以及能够与红外激光器组件连接的电流控制器。红外激光器组件具有体积小、寿命长和高的电光转换效率、快调谐性和高光谱分辨率等优点。通过改变红外激光器组件的输出功率，其波长可用电流和温度连续地调谐，而且很易用射频方法达到几百兆赫调制。
[0044]在一个【具体实施方式】中，所述红外激光器组件能够发射波长为1-25 μ m波段的连续红外光。其中包括甲烷(波长3.3 μ m)、乙烯(波长5.35 μ m)、一氧化碳(波长4.62 μ m)、硫化氢(波长2.64 μ m)气体特征吸收波段的连续红外光。
[0045]在一个【具体实施方式】中，所述检测设备还包括初步检测器，所述初步检测器包括依次连接的摄像头、红外光过滤镜头、红外光分离装置和红外光成像系统；所述初步检测器还包括与上述摄像头相连接的可见光过滤镜头、与可见光过滤镜头相连的可见光分离装置，和与可见光分离装置相连的可见光成像系统；并且所述可见光成像系统和红外光成像系统与显示器可切换式的连接，以便在显示器上显示从所述可见光成像系统和/或红外光成像系统输出的可见光图像和/或红外光图像。在实际操作现场，可以任意切换可见光成像系统和红外光成像系统与显像器的连接，或者将两个成像系统同时与显示器连接，以用于对泄露气体的区域进行照相和/或摄像，从而满足观察需要，还可以对图像和/或摄像进行保存备查。
[0046]在一个【具体实施方式】中，所述检测设备还包括远程传输器和/或远程控制器。
[0047]本发明的基本原理如下:
[0048]—般情况下，化工生产过程中易燃易爆和有毒有害气体一旦从密闭的空间泄漏，则会按照流体流动的规律，以泄漏口为源，按照一定的流体运动形态向周边的大气中逐步扩散。在这一持续的扩散过程中，扩散通道上泄漏气体的浓度、温度、速度会以泄漏点为源沿着各自梯度的反方向呈现出规律性的变化，即通道上不同的位置，其浓度、温度、速度均不相同。
[0049]对泄漏口的发现是利用了上述流体流动的特性。首先可以使用初步检测器的对疑似泄漏区的红外光域进行捕捉，并将捕捉到的红外光进行成像处理，然后对所述成像转换成可视化的图像，并将可视化图像在例如显示器上输出。由于在泄漏口附近的气体扩散通道上，泄漏气体的浓度、温度、速度会有一定的变化规律，因此在不同的位置上气流对红外光的吸收强度也会相应的产生变化，这样红外反射光在成像后就会呈现出明暗或颜色变化，并最终可在图像处理显示设备上成像显示，追本溯源，沿着扩散通道上的红外成像轨迹即可追踪到泄漏口。
[0050]发现泄漏口之后，操作人员将毛细取样管探头伸到泄漏部位，在真空栗作用下把泄漏气体经由毛细取样管抽到检测腔室。毛细取样管可以为中空的石英管，内装以二乙烯苯-乙基乙烯苯型高分子多孔小球等材料作固定相的化学改性填充柱。流经该填充物的不同气体组分，由于气体在填充物上的吸附和脱附速率不同，因此，流经该填充柱的气体可以逐步分离开来，并经不同停留时间从毛细取样管的出口逐一进入检测腔室中。红外激光器组件发射连续可变波长的红外光对检测腔室中的气体逐一进行检测。由于不同的气体仅吸收特定波长的红外光，而反射另一部分红外光，因此，经气体反射的红外光可以经过反射镜的反射进入红外光转换组件，其经红外光转换组件处理后被送到待检测气体判别组件中，即可与预先存在待检测气体判别组件中的标准气的标准信号进行对比，以确定此刻经过检测腔室中气体种类或者其进一步的浓度。并且将该种气体的浓度与预先设置的该标准气的安全阈值比较，一旦浓度超过安全阈值，则气体安全阈值判别组件会输出报警信号，触发报警器中的声和/或光来报警，提醒人员注意产生了气体泄漏。
[0051]本发明的便携式气体红外检测设备，可以通过改变红外激光器组件发射不同特征波段的红外光，红外光经过待检测气体时，如果与待检测气体波段重合时，会发生共振，吸收强度与待检测气体浓度成比例，气体浓度高吸收强度大，可用于检测气体泄漏强度。
[0052]在一个实施例中，通过初步检测器发现有异于空气的红外光成像，可判断有气体泄露，将取样管(例如毛细取样管)伸到泄露位置进行取样，进一步判断泄露气体的种类和浓度。当红外激光器组件发射的是甲烷气体强吸收的3.0-3.5 μπι红外波段时，存在明显的红外吸收峰，判断是甲烷气体泄露。
[0053]由于化工生产过程中出现的泄漏源多数是易燃易爆物质，因此，该气体检测设备宜采用非接触式、快速响应的传感器，且整机必须符合一定安全防爆和防护等级。此外，为便于工作人员巡回检查时使用，该检测设备不需外接电源、靠自身电池供电，轻便易携带，方便了工作人员的巡回检查。为保护工作人员，该检测设备具有远距离、可视化的检测功會K。
[0054]本发明的气体检测设备可以对其中的组件进行集成化，例如红外光转换组件可以是光信号转换为电信号，再将电信号转换为数字信号的集成化模块，从而成为控制器的一部分。进一步地，显示器、红外光转换组件、待检测气体判别组件、待检测气体安全阈值判别组件以及报警器也可以进行集成化，即控制器还可以包括显示器、待检测气体判别组件、待检测气体安全阈值判别组件以及报警器。这样实现了本发明的气体检测设备体积小、便于携带的技术效果。
[0055]使用本发明的检测设备的额外的优点是取证得到的现场记录可增加离线下载的功能，以供技术人员分析判断，也可增加实现现场实时同步传输的功能，或者可增加远程进行操作和检测的功能。
【附图说明】
[0056]下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细描述。在图中:
[0057]图1显示了根据本发明的红外检测检测设备工作原理示意图。
[0058]图2显示了根据本发明的红外光源系统及摄像头位置分布。
【具体实施方式】
[0059]在下文中将介绍根据本发明的一个优选实施例。需要强调的是，尽管为方便起见在下文中采用甲烷、乙烷和丙烷混合气体检测为例来进行说明，然而本领域的技术人员可以理解，根据本发明的气体红外检测检测设备装置同样也可以用于检测其它类型气体，包括但不限于具有有毒、易燃或易爆等特性的气体。
[0060]图1显示了根据本发明的红外检测检测设备工作原理示意图。如图所示，操作人员将取样管10置于泄露区域，所述取样管中可以填充有⑶Χ-104填充柱，含泄漏气体的气体混合物由取样管10进入检测腔室11，由红外激光器组件2发射不同波段的红外光连续照射检测腔室11中气体样品，气体的红外反射光经反射镜13反射进入红外光转换组件14，气体在红外反射光在红外光转换组件14中转换为红外反射光的特征信号，经红外光转换组件14转换得到的红外反射光的特征信号在待检测气体判别组件15中与预先储存的至少两个梯度的标准浓度下测定的标准气的标准信号进行比较，以确定所述待检测气体中是否含有所述标准气中的种类，如果所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种，则还能够确定所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度。待检测气体判别组件15与显示器16连接，显示器16可以可视化输出所述待检测气体中含有的与所述标准气中的气体相同的气体的种类及其浓度，还可以可视化输出检测到的气体的浓度图线、红外反射光的波长及其光强等。
[0061]在一个具体实施例中，所述的气体检测设备还包括与待检测气体判别组件15连接的待检测气体安全阈值判别组件17，以及与待检测气体安全阈值判别组件17连接的报警器18。其中，当在待检测气体判别组件15中检测到待检测气体中的种类不同于预先设置的标准气中的种类时，待检测气体判别组件15将该信息输出到待检测气体安全阈值判别组件17中，待检测气体安全阈值判别组件17不输出报警信号给所述警报器18。
[0062]当在待检测气体判别组件17中确定了待检测气体中含有标准气中的至少一种，且确定了其中的与该标准气相同的气体的浓度时，待检测气体判别组件15将该确定的气体及其浓度输出到待检测气体安全阈值判别组件17中，在待检测气体安全阈值判别组件17中，该确定的气体及其浓度与预先设置的该标准气及该标准气的安全阈值比较:当该确定的气体的浓度小于该标准气的安全阈值时，待检测气体安全阈值判别组件17不输出报警信号给所述警报器18 ;当确定的气体的浓度大于或等于该标准气的安全阈值时，待检测气体安全阈值判别组件17输出报警信号给所述警报器18。所述报警器18可以发出声和/或光报警信号。
[0063]在一个具体实施例中，在红外光转换组件14还可以与显示器16连接，从而使显示器16直接输出的红外反射光的图线信号，从而在显示器16中显示图线图像。
[0064]其中，检测腔室11中的气体可以由真空栗12控制，以确保检测腔室11的中的检测气体样品处于向设定方向流动的流动状态，以实现实时监控所述待检测气体样品。
[0065]在一个具体实施例中，气体检测设备还包括用于控制恒温的温度控制器4;以及能够与红外激光器组件2的连接的电流控制器5。红外激光器组件2、温度控制器4和电流控制器5这些构件均包括在红外光源系统I之内。温度控制器4和电流控制器5可以保证红外激光器组件2的恒温和电源供给。
[0066]图2显示了本发明的红外光源系统I及摄像头3位置分布，正中位置是摄像头3，周围是不同特征波长的红外激光器组件2，其可发射1-25 μ m波段的连续红外光，优选可发射含甲烷、乙烯、一氧化碳、硫化氢、氯乙烷、环氧乙烷等气体特征红外光谱的连续红外光。
[0067]在一个优选实施例中，用红外激光器组件2发射连续波长的红外光照射疑似泄漏区域，摄像头3捕捉到疑似泄露区域的气体物质反射的红外反射光，摄像头3将捕捉到的红外反射光先通过红外光线过滤镜头6，再经红光光线分离装置7在红外光成像系统8成像，并通过对与红外光成像系统8相连的显示器16将其中的成像可视化输出，从而可以初步判断有易燃的或者有毒的气体泄露的位置和泄露浓度。在初步观察到有泄露气体后，可以通过将上述取样管10置于泄露区域进行进一步的探测来确定泄露气体的种类和浓度。
[0068]在一个具体实施例中，也可以通过摄像头3直接捕捉到疑似泄露区域的气体物质反射的反射可见光，摄像头3将捕捉到的可见反射光先通过可见光线过滤镜头19，再经可见光分离装置20在可见光成像系统9成像，并通过对与可见光成像系统9相连的显示器16将其中的成像可视化输出，在疑似泄露气体浓度较高时，也可以通过该路线初步判断有易燃的或者有毒的气体泄露的位置。
[0069]在一个具体实施例中，当没有例如乙烯、一氧化碳、硫化氢、氯乙烷、环氧乙烷气体泄露，红外激光器组件2连续发射1-25 μ m波段的红外光波，红外光转化组件14接收到的红外反射光及其强度较为稳定，或者其变化甚微，红外反射光及其强度在红外光转化组件14中被转换为红外反射光的特征信号，该红外反射光的特征信号可以是数字信号，该红外反射光的特征信号经过进一步的数据转换后，在显示器16中显示的图线为一条直线或近似地为一条直线；而当发生例如甲烷泄露时，红外激光器组件2发生的红外激光随泄漏处的甲烷浓度改变会被不同比例的吸收，与此同时，红外光转化组件14接收到的红外反射光的强度也随之变化，最终在显示器16中显示的图线为一条曲线。因此，检测人员可根据显示器16中的图线状况及时进行定性判断现场出现了甲烷泄漏。
[0070]在一个优选的实施例中，在根据上述显示器16中的图线确定现场出现了甲烷泄露事件之后，可将红外激光器组件2固定发射甲烷特征红外波段，并将气体从毛细取样管10吸入到检测腔室11中，这时，吸收的甲烷特征红外光线强度上升，与之对应的红外反射光的强度降低，接下来根据待检测气体判别组件15中存储的标准气的标准信号进行比较，即可判断泄露源处的甲烷浓度。之后对泄露源进行补救处理，在确定该泄露隐患消除之后，可以用该气体检测设备检查其它位置是否存在泄露。
[0071]在另一个实施例中，0.1% -1 %的硫化氢气体由毛细取样管10进入到检测腔室11中，当红外激光器组件2发射2.6 μπι的硫化氢特征红外波段时，由于检测腔室11中的气体中含有硫化氢，此时红外激光会随硫化氢浓度改变而被不同比例的吸收，被硫化氢吸收后剩下的红外反射光经红外光转化组件14转换为硫化氢的红外反射光的特征信号，该特征信号可以是数字信号，然后硫化氢的红外反射光的特征信号在待检测气体判别组件15被判断出该气体为硫化氢气体，并在待检测气体判别组件15中确定该硫化氢气体的浓度，最终在显示器16上显示出来。检测人员做好必要的防毒保护措施之后可现场处理泄露事故；并在确定该泄露隐患消除之后，可用该气体检测设备检查其它位置是否存在泄露。
[0072]本领域的技术人员容易理解，其它几种气体的泄露检测原理及其处理方法与甲烷和硫化氢相似，当可燃气体浓度距离爆炸限较远时，可果断现场查找泄露源，力争尽早发现泄漏源，防止发生更多泄露；而当硫化氢等有毒气体泄露时，无论其浓度大小，必须做好防护措施，才能现场处理泄露问题。
[0073]以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种气体检测的方法，包括如下步骤: B)用红外光照射待检测气体，得到所述红外光经所述待检测气体反射的红外反射光； C)将所述红外反射光转换为红外反射光的特征信号； D)所述红外反射光的特征信号与至少两个梯度的标准浓度下的标准气的标准信号进行比较，以确定所述待检测气体中是否含有所述标准气中的种类，如果所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种，则还能够确定所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度； E)可视化输出确定的所述待检测气体中的种类及其浓度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤F)根据待检测气体中是否含有标准气中的种类，以及在所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种时，对所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度与该标准气的安全阈值比较的结果，做出判断是否报警。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤B)之前还包括步骤A):将所述待检测气体依据气体的种类进行分离；优选通过使所述待检测气体穿过选自二乙烯苯-乙基乙烯苯型高分子多孔小球的化学改性填充柱、GDX-104填充柱和CP-Pora PLOT Q填充柱中的至少一种来对所述待检测气体进行分离。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤B)中的所述红外光由红外激光器组件发射出，且所述红外激光器组件的温度被控制在30±5°C之间；和/或所述待检测气体的温度在25±1°C之间。5.一种气体检测的方法，包括如下步骤:在对所述待检测气体进行如权利要求1-4中任意一项所述的方法检测之前，首先对所述待检测气体进行初步检测，所述初步检测包括如下步骤: 1)对疑似泄露区的所述待检测气体进行可见光成像和/或红外光成像； 2)将步骤I)中的成像可视化输出。6.—种气体检测设备，包括: 检测腔室，其用于接收待检测气体； 包括红外激光器组件的红外光源系统，其能够将其发射的红外光射向所述检测腔室； 红外光转换组件，其用于接收来自所述检测腔室的红外反射光，并将所述红外反射光转换为红外反射光的特征信号； 待检测气体判别组件，其能够用于接收红外反射光的特征信号，并能够对所述红外反射光的特征信号与预先储存的至少两个梯度的标准浓度下测定的标准气的标准信号进行比较，以确定所述待检测气体中是否含有所述标准气中的种类，如果所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种，则还能够确定所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度； 显示器，能够可视化输出所述待检测气体中含有的与所述标准气中的气体相同的气体的种类及其浓度。7.根据权利要求6所述的气体检测设备，其特征在于，所述的气体检测设备还包括与待检测气体判别组件连接的待检测气体安全阈值判别组件，以及与待检测气体安全阈值判别组件连接的报警器。8.根据权利要求6或7所述的气体检测设备，其特征在于，所述气体检测设备还包括与所述检测腔室的入口端相连接的取样器，所述取样器内设有用于将所述待检测气体中的不同种类的气体进行分离的填充物；优选所述填充物选自二乙烯苯-乙基乙烯苯型高分子多孔小球的化学改性填充柱、⑶X-104填充柱和CP-Pora PLOT Q填充柱中的至少一种。9.根据权利要求6-8中任意一项所述的气体检测设备，其特征在于，所述红外光源系统还包括用于控制红外激光器组件恒温的温度控制器； 以及能够与红外激光器组件连接的电流控制器。10.根据权利要求6-9中任意一项所述的气体检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括初步检测器，所述初步检测器包括依次连接的摄像头、红外光过滤镜头、红外光分离装置和红外光成像系统；所述初步检测器还包括与所述摄像头相连接的可见光过滤镜头、与所述可见光过滤镜头相连的可见光分离装置，和与所述可见光分离装置相连的可见光成像系统；并且所述可见光成像系统和红外光成像系统与所述显示器可切换式的连接。11.根据权利要求6-10中任意一项所述的气体检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括远程传输器和/或远程控制器。
【文档编号】G01N21/39GK105823754SQ201510535477
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年8月27日
【发明人】梁汝军, 王金秋, 刘蓉, 孙瀚宇, 崔秉全
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院