[发明专利]手持式超声型制冷剂泄漏控测仪

说明书

本发明涉及一种探测空气中存在污染物的仪器，更确切地说是涉及一种具有下述特性的、用于探测并确定制冷系统中卤素泄漏位置的手持式仪器。

沃尔顿（Walton）在“超声气体分析仪”1952年中公开了一种气体分析仪，在这种气体分析仪中，一对超声换能器安装在一个长度为“多个波长”的细长采样管的两端。发射换能器联接到一个振荡器上，接收换能器则连接到一个相位仪上。该相位仪从振荡器上得到一个参考输入，并提供随管中杂质浓度变化的辐射速度的连续指示。然而，由于空气温度的变化，上述仪器不甚精确，这种空气温度的变化还影响到辐射速度。为克服这个问题，推出了一种具有第二根管的仪器，该管中充满某种“标准气体”，并连接在振荡器和相位仪之间，以提供一个参考值以补偿两管中温度变化。海斯威尔（Hasewell）等人在“声速气体分析仪的发展”一文中描述了具有上述特点的双管型仪器，并大约在1961年由格鲁伯·派拉塞斯（Grabb    Parsens）销售于市场上。

尽管具有上述特点的仪器可较好地应用于实验室中，但由于这类仪器的尺寸和复杂性使得它们不宜于现场使用。例如，将这类仪器应用于探测建筑物空调系统中制冷剂泄漏情况时，要将装有双管的仪器盒带入安装着冷却剂管路的比较难以接近的区域就变得困难了。而且，采样管和参考管中的气体体积使得响应时间大大减少。美国专利第3，742，475和4，488，118号公开的这种类型的高压电晕放电探测器可以比较容易地装入比较难以接近的区域，但它们仍具有其它缺点。

本发明的主要目的是提供一种具有所述特性的装置，它的制造成本较低并且在长期使用中具有高可靠性;它被设计制造成手提式并易于由操作员操作，可在被限定的空间中确定制冷剂的泄漏的位置;它具有降低的电池功耗;对测到的污染物情况能提供音响式和可视式的两种指示方式;它能自动地适应环境或大气中污染物水平的逐步变化;它不需要象上述现有技术的电晕放电仪器一样在探头上设置高电压。

本发明的仪器包括一个内有一对分离布置的超声换能器的传感器头（sensor    head）和在这两个换能器之间连续抽吸被测空气的装置。其中一个换能器在一个固定频率振荡器作用下工作，另一个换能器的输出被监测以提供测量信号。测量信号与参考信号相比较，并且把被测空气样品的污染情况表示成测量信号的函数而显示出。在本发明的两个实施例中，监测接收换能器输出的相位角变化和幅值变化。根据本发明的一个重要特性，参考信号是通过有选择地采样和存贮测量信号而产生的。因而，本发明仪器可以有效地监测测量信号的变化而不是它的绝对值。现有技术中的参考管完全被取消了。最好按预先选定的周期性时间间隔对测量信号采样并作为参考信号存贮起来，这样，就可以略去污染物浓度的逐步变化。

在本发明的最佳实施例中，仪器的电子电路都安装在一个电池供电的外壳中，因此操作者可以手持这个仪器，同时在外壳上安置一个电源/复位开关以便进行方便的操作。传感器头包括一个按可拆卸方式固定到外壳上的中空基座。探头内装有换能器，并通过中空软管联接在基座上。一台风扇也安装在基座上，它使被测空气穿过导管随后流出基座并被抽进换能器之间的探头中。传感器头中的风扇和换能器通过多芯卷线与电子电路相连接。换能器辐射面之间的距离为1.0～1.5个波长。因此，与现有技术的两管结构相比，探头结构的尺寸和重量大大的减少了。而且，在一般的测量和操作时，可以方便地一手操作探头头部，另一手控制复位按钮。

可从下面的描述，所附的权利要求以及附图深入理解本发明及其附加的目的和特点，其中：

图1是本发明最佳实施例的仪器平面图;

图2是图1仪器中探头的局部剖面图，它基本上是由图1中沿2-2线剖切所得;

图3是仪器中缱拥缏返墓δ芸蛲?

图4A和图4B是表示在图3框图中表示的该仪器电子电路的电路示意图;

图5是用于描述本发明如何工作的图解;

图6是图1仪器的局部剖面图，它是按比例放大绘出的;

图7是本发明的改进型实施例中的仪器电子电路的功能框图;

图8是图7的电子电路的局部电路示意图。