一种高精度的可燃气体报警仪的制作方法

本实用新型涉及气体检测设备领域，特别涉及一种高精度的可燃气体报警仪。

背景技术：

可燃气体报警仪是用于检测化学品作业场所或设备内部空气中的可燃气体的含量，并在气体含量超过设置上限时发出报警的仪器设备。传感器是可燃气体检测报警仪最核心的部件，其工作性能决定了报警仪的性能好坏。目前传统的固定式可燃气体报警仪采用的是催化燃烧式的可燃气体传感器探头，其量程为0-100％LEL(LEL为可燃气爆炸下限)，检测的精度通常为±3％LEL，换算成体积浓度通常在200-300PPM左右。这样的检测精度通常只能在可燃气体大量泄漏或者泄漏源离探头较近的情形下才能检测出来。对于一些轻微的可燃气体泄漏，特别是非密闭空间的可燃气体泄漏导致的浓度的微量变化，基于催化燃烧式的可燃气体传感器探头很难提前识别出来。也有报道采用PID(光离子)传感器代替可燃气体的催化燃烧式可燃气体传感器或者增加一个PID传感器来提高检测精度，但是这样操作会带来2个弊端：1)设备的成本增加，PID传感器的成本是远大于催化燃烧式可燃气体传感器的成本；2)对一些非VOCs的可燃气体无法识别，例如H2，CH4等。

传统的可燃气体报警仪由于精度的原因，在通常的情况下都是处于示数值为0％LEL的情形，现场人员无法提前判断设备是工作正常还是传感器已失效导致数值为零，只有每年的定期的标定检测才能知道传感器的好坏，增加了工厂爆炸的风险。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型中披露了一种高精度的可燃气体报警仪，本实用新型的技术方案是这样实施的：

一种高精度的可燃气体报警仪，其特征在于：包括第一探头及第二探头，所述第一探头采用催化燃烧式可燃气体传感器；所述第二探头采用至少1种半导体传感器。

优选地，所述第二探头包括两个以上不同类别的半导体传感器，所述半导体传感器均为金属氧化物半导体传感器，且能够分别对不同类别的气体进行响应，检测范围相互补充。

优选地，所述半导体传感器为采用微电机系统(MEMS)的传感器。

优选地，所述可燃气体报警仪还包括MCU处理器、无线收发模块、有线传输模块及报警模块；所述第一探头、第二探头、无线收发模块、有线传输模板及报警模块均与所述MCU处理器电性连接。

优选地，所述半导体传感器包括模拟前端处理电路。

优选地，所述可燃气体报警仪还包括显示屏，所述显示屏与所述MCU处理器电性连接。

优选地，所述可燃气体报警仪还包括神经网络学习模块，所述神经网络学习模块与所述MCU处理器电性连接。

优选地，所述报警模块采用声光报警装置。

实施本实用新型的有益效果是：

1、结合两种不同的气体传感器，相比传统的催化燃烧式可燃气体传感器大大提高了监测精度；

2、第二探头采用双金属氧化物半导体传感器，使其能够覆盖所有可燃气体，监测范围更广；

3、第一探头与第二探头相互配合进行监测，运维人员可以通过查看两个探头监测的数据来检查是否失灵，提高了安全性与可靠性，降低了由于可燃气体浓度过高导致爆炸等事故的发生概率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中，可燃气体报警仪的结构示意图；

图2为一个实施例中，可燃气体报警仪内部系统架构图。

在上述附图中，各图号标记分别表示：

1-第一探头，2-第二探头，3-报警模块，4-显示屏。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种高精度的可燃气体报警仪，在一个具体的实施例中，包括第一探头1及第二探头2，所述第一探头1采用催化燃烧式可燃气体传感器；所述第二探头2采用至少1种半导体传感器。

催化燃烧式可燃气体传感器检测的精度为200～300ppm，半导体传感器的检测精度可达到1ppm，且量程可达到1000ppm，本实用新型结合两种传感器，使得可燃气体报警仪能够监测传统报警仪无法覆盖的低浓度范围区间，将监测精度提高了两个数量级；并且第一探头1与第二探头2相互结合，即使其中任意一个传感器失灵，另一个仍然能够进行检测，并且运维人员通过观察检测情况即可判断传感器是否正常工作，提高了安全性与可靠性，降低了由于可燃气体浓度过高导致爆炸等事故的发生概率。

在一个优选的实施例中，所述第二探头2包括两个以上不同类别的半导体传感器，所述半导体传感器均为金属氧化物半导体传感器，且能够分别对不同类别的气体进行响应，检测范围相互补充。

采用两种或两种以上不同类别的金属氧化物半导体传感器，根据不同金属氧化物对气体的响应上的交叉互补特性进行选择，使得第二探头2能够覆盖所有的可燃气体种类，在一些实施例中为两个半导体传感器，可以是采用掺杂SnO2的PdCl2的金属氧化物半导体传感器配合掺杂TiO2的ZnO2的金属氧化物半导体传感器，也可以是ZnO2金属氧化物半导体传感器配合WO3金属氧化物半导体传感器，均可实现覆盖所有类别的可燃气体检测，本领域技术人员可根据需要替换其他种类的金属氧化物半导体传感器，也可用其他种类的半导体传感器进行替代，如聚合物型半导体传感器、碳纳米管型半导体传感器等，只要满足能够尽可能多地覆盖能检测的可燃气体类型即可，均落入本实用新型的保护范围。

在一个优选的实施例中，所述半导体传感器为采用微电机系统(MEMS)的传感器。

MEMS传感器精度高，检测流量范围广，适用于各种需求的流量计测，在可燃气体浓度较底，催化燃烧式可燃气体传感器没有达到报警浓度时，通过MEMS传感器可以精确测量出较低的浓度值，提高可燃气体检测仪的检测精度。

在一个优选的实施例中，所述可燃气体报警仪还包括MCU处理器、无线收发模块、有线传输模块及报警模块；所述第一探头、第二探头、无线收发模块、有线传输模板及报警模块均与所述MCU处理器电性连接。

可以通过无线收发模块和有线传输模块向MCU处理器传输监测情况，当监测浓度达到预设的报警值时，报警模块产生报警进行警示。无限收发模块可以采用LORA、GPRS、NB-IOT等无线传输方式；报警值可设置为多等级，浓度越高，报警等级越高，报警频率越快。

在一个优选的实施例中，所述半导体传感器包括模拟前端处理电路。

传感器将所采集的信号通过模拟前端处理电路进行处理，随后传输给MCU处理器进行处理，模拟前端处理电路为现有技术，本领域技术人员可根据实际情况设计电路，只要能够对所采集的信号进行处理，并发送给缓存或控制器使用即可。

在一个优选的实施例中，所述可燃气体报警仪还包括显示屏，所述显示屏与所述MCU处理器电性连接。

显示屏能够交替显示第一探头和第二探头所检测到的数值，浓度较低未达到第一探头量程范围时，利用精度较高的第二探头仍然能够进行检测。

在一个优选的实施例中，所述可燃气体报警仪还包括神经网络学习模块，所述神经网络学习模块与所述MCU处理器电性连接。

神经网络学习模块能够对可燃气体的浓度进行学习预测，保证半导体传感器输出数值的进度。

为提高报警警示效果，在一个优选的实施例中，所述报警模块采用声光报警装置。

上述列举的各种实施例，在不矛盾的前提下，可以相互组合实施，本领域技术人员可结合附图和上文对实施例的解释，作为对不同实施例中的技术特征进行组合的依据。

需要指出的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。