[实用新型]具有选择性、广谱性、快响应的串行复合式可燃、有毒气体报警器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有选择性、广谱性、快响应的串行复合式可燃、有毒气体报警器，特别涉及一种利用热传导式气体传感器、半导体式气体传感器、红外吸收式气体传感器、恒电位电解式气体传感器、催化燃烧式气体传感器等数种不同工作机制气体传感器的串行组合、复合，再配合信号调理电路、单片机软、硬件构成的精密、快响应、高可靠、低功耗、长寿命可燃、有毒气体报警器，属于安全防护领域。该装置体积小，对可燃性气体、有毒、有害气体敏感的灵敏度高、响应速度快、可靠性佳、投资成本和运行成本低廉。特别值得强调的是，它不仅能够分辨出短暂飘过的某些干扰气体，而且还能够分辨出长时间滞留在气体报警器监测区域的建筑物表面上正在干燥中的油漆和涂料等以及某些杀虫剂之类的农药、挥发性有机化合物（VOC）、精油等芳香剂之类散发的干扰气体，避免发生误报现象。因此可以应用在各种化工厂、炼油厂、石油井、煤矿、气体制造厂、冶金工业、工矿开采、大气污染检测、农业、医疗卫生等领域以及移动装置（例如：汽车、火车、轮船、飞机、火箭等）等部门的工艺装置、储运设施、有毒气体扩散与聚集场所、天然气传送管道、容器、石油传送管道等的可燃、有毒、有害气体的检漏和报警。

背景技术

众所共知，目前国内、外的很多国家安全防护和环保管理机构已经对化工厂、气体燃料加工和传送运输企业、石油化工企业等在工艺装置、储运设施、可燃气体和/或有毒气体扩散与聚集场所等分别对检测点的位置、距离、风向和数量上提出要求，并且对有毒、有害气体检测报警系统的构成和技术指标、检测器的选用、检测器的采样方式、报警器显示或报警器的基本功能和选用、报警值的设定和报警误差、检测报警仪的安装等也有了详细的规定，但是真正能够完全符合所述规定特性的可燃气体和/或有毒气体报警器却少得可怜。特别是在抗干扰气体（国内、外很多人称作杂气或噪声气体）方面，绝大多数气体报警器不尽人意。具体表现在它仅能对短暂飘过的某些干扰气体利用多次检测和延迟报警法可以解决误报问题，但是对于长时间滞留在气体报警器监测区域的某些杀虫剂之类的农药、建筑物表面上正在干燥中的油漆和涂料、挥发性有机化合物（VOC）、精油等芳香剂之类散发的干扰气体等却无能为力，误报的几率甚高。倘若利用多次检测和采用较长时间延迟的报警法，又可能带来安全隐患或责任事故。显然，目前的现有可燃、有毒气体报警器对于同时具有高选择性、广谱性、快响应、低功耗的要求尚无所适从。

下面让我们回顾一下业已商品化的可燃、有毒气体报警器之现状。众所共知，热传导式气体传感器和半导体式气体传感器都是通电的寿命长、快响应的广谱气体传感器，其中，利用混合气体的总导热系数随着被检测气体含量的多寡而改变的原理工作的热传导式气体传感器特点是：

（1）检测气体范围最宽。不仅可检测天然气、液化气、煤气、烷类等可燃性气体以及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽，而且还能够检测二氧化碳、四氯化碳、氟里昂等非可燃气体。

（2）可检测气体浓度的范围广，为0－100%VOL。

（3）其通电的寿命长，通常为5～6年。

（4）具有良好的重复性，

（5）不存在催化剂中毒问题。

其缺点是选择性最差。而半导体式气体传感器的优点如下：

(1)    灵敏度高,特别是对低浓度可燃性气体、有毒、有害气体灵敏度高。

(2)    响应速度快。

(3)    成本低，功耗低，通常为500mW。

(4)    其通电的寿命长，通常为4～5年。

(5)    其输出电压信号大，可以直接驱动蜂鸣器或继电器。

其缺点如下：

（1）       由于半导体式气体传感器的选择性（交叉灵敏度）差，甚至对水蒸汽都敏感。

（2）       对较高浓度可燃性气体、有毒、有害气体灵敏度较低，出现饱和现象，因此不适宜作为中高或高浓度可燃性气体、有毒、有害气体报警器使用。

（3）       重复性（或称作再现性）欠佳。

（4）       输出电压信号与被测气体浓度的函数关系复杂，不适宜高精度检测使用。

（5）      对某些气体，例如有机硅、硫化物等存在催化剂中毒问题。

非色散红外吸收式气体传感器作为一种快速、准确的气体分析装置。在2008年以前其体积都比较大，但是近些年，随着以MEMS技术为基础的红外线气体传感器工业的发展，非色散红外吸收式气体传感器的体积已经由数百mm长度，数kg重的装置，减小到拇指大小。它的优点是: