[发明专利]一种实验室用气安全预警系统及方法

说明书

本发明公开了一种实验室用气安全预警系统及方法。该系统包括监控中心和设置在每个实验室的检测系统，检测系统包括控制装置和若干个气体检测装置，控制装置包括控制器、报警模块和无线通信模块，气体检测装置包括微处理器和采集装置，采集装置包括信号采集卡、第一气室和封闭的第二气室，第一气室内设有第一气体传感器阵列，第一气室上设有第一进气孔和出气孔，第二气室内设有第二气体传感器阵列，信号采集卡分别与第一气体传感器阵列、第二气体传感器阵列、微处理器电连接，控制器分别与微处理器、报警模块和无线通信模块电连接。本发明能够及时检测实验室泄漏的有毒有害气体，并发出报警，保障实验室中操作人员的人身安全。

技术领域

本发明涉及用气安全检测技术领域，尤其涉及一种实验室用气安全预警系统及方法。

背景技术

实验室中化学实验所用到的试剂通常会挥发出一些气体，其中部分是有毒有害的，如苯、二甲苯、甲醛、甲醇等。上述气体在常温下通常为无色的透明气体，并具有强烈的芳香气味。上述气体会引起人体中枢神经系统等部分中毒，引起急性或者慢性中毒，重者会出现头痛、恶心、呕吐、神志模糊、知觉丧失、昏迷、抽搐等，严重者会因为中枢系统麻痹而死亡，即便吸入少量毒害气体也可导致头晕、心跳过速、头痛、神志不清等特征。例如，摄入过多甲苯会导致胃痛、呕吐、头昏、抽搐、神志不清、心率加快等症状，严重的还会死亡。上述有毒有害气体均具有较强的挥发性，在空气中易于扩散，从而导致毒害性的广泛性扩散，严重危及实验室环境中操作人员的人身安全。因此如何快速、准确的对上述有毒有害气体进行快速预警，对于保障实验室中操作人员的人身安全具有重要的意义。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种实验室用气安全预警系统及方法，其能够及时检测实验室泄漏的有毒有害气体，并发出报警，保障实验室中操作人员的人身安全。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的一种实验室用气安全预警系统，包括监控中心和设置在每个实验室的检测系统，所述检测系统包括控制装置和设置在实验室内不同位置的若干个气体检测装置，所述控制装置包括控制器、报警模块和无线通信模块，所述气体检测装置包括微处理器和采集装置，所述采集装置包括信号采集卡、第一气室和封闭的第二气室，所述第一气室内设有第一气体传感器阵列，所述第一气室上设有第一进气孔和出气孔，所述第二气室内设有第二气体传感器阵列，所述第二气室内充有温度为25℃、标准大气压的空气，所述信号采集卡分别与第一气体传感器阵列、第二气体传感器阵列、微处理器电连接，所述控制器分别与微处理器、报警模块和无线通信模块电连接，所述无线通信模块通过无线网络与监控中心无线连接。

在本方案中，检测系统检测所在实验室是否出现危险气体泄漏，当出现危险气体泄漏时，报警模块报警，并通过无线通信模块发送报警信息到监控中心。

气体检测装置进行检测时，实验室内的气体从第一进气孔进入第一气室，第一气体传感器阵列用于检测有毒有害气体，信号采集卡采集第一气体传感器阵列检测到的信号并发送到微处理器，微处理器分析后得到实验室内泄漏的有毒有害气体类型和浓度，并将结果发送到控制器。

为了提高检测精度，还设置了第二气体传感器阵列检测的信号作为参考信号。第二气体传感器阵列工作环境是封闭的，其工作环境为温度25℃、标准大气压的空气，提供基准响应参考。

作为优选，所述第一气体传感器阵列和第二气体传感器阵列结构相同，包括传感器接口电路板、传感器敏感膜和多个气体传感器，所述传感器敏感膜盖在传感器接口电路板上并与传感器接口电路板形成空腔，所述气体传感器设置在空腔内并与传感器接口电路板连接，所述采集装置还包括用于检测传感器敏感膜阻抗的阻抗谱检测仪，所述阻抗谱检测仪与微处理器电连接。

传感器敏感膜可以去除空气中灰尘、杂质颗粒、水蒸气等干扰因素。同时，该敏感膜在吸收了水蒸气之后，检测其自身的阻抗变化，与空气湿度建立起关联性，根据其阻抗变化感知空气湿度，为传感器阵列的检测提供湿度校正信息。