專利名稱：熱導(dǎo)式氣體檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用來監(jiān)視有害氣體的儀器，特別是監(jiān)視煤礦井下中易燃易爆氣體，如瓦斯(甲烷)、二氧化碳的含量(或濃度)的儀器。
我國煤礦企業(yè)從四十年代起至今主要使用光干涉式瓦斯檢測儀。它體積大，重量重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，光學(xué)部件稍有變動(dòng)就影響檢測的準(zhǔn)確性。其次讀數(shù)時(shí)，靠人觀察光干涉條紋、人工讀取度盤值，易引起人為視覺誤差和誤讀。再次它還受氣壓影響。最后它的量程較小，因此在具體操作時(shí)，常常使用兩臺(tái)不同標(biāo)定值的儀器，才能完成測量0－100％的全量程。
八十年代又出現(xiàn)了一種催化燃燒式甲烷氣體檢測儀，該儀器雖然體積小，數(shù)字顯示，但它存在一個(gè)致命弱點(diǎn)催化元件內(nèi)部工作溫度達(dá)700－800C，必須采取隔離防爆措施，即便如此，仍有引爆氫氣的危險(xiǎn)。其次該元件易受高濃度可燃?xì)怏w的破壞，量程只能在5％濃度以下，再次該元件對(duì)硫化物等化合物易中毒失效，元件的靈敏度下降較快，儀器必須經(jīng)常標(biāo)定，在完好條件保養(yǎng)下壽命只有一年。
本實(shí)用新型的目的是提供一種體積小、重量輕、全濃度量程、測量精確、數(shù)字顯示、本安型的熱導(dǎo)式氣體檢測儀。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它是由恒流源、傳感器、電壓比較器、A／D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字顯示器組成，下面分別敘述各部分的組成(1)、傳感器氣室中裝有一對(duì)微珠型半導(dǎo)體熱敏電阻RT1、RT2，RT1、RT2用三維對(duì)稱金屬殼支撐，其中一個(gè)為全封閉，另一個(gè)帶有通氣孔，氣室上有兩個(gè)進(jìn)出氣管，作為待測氣體采樣的通道。
(2)、恒流源分別由比較器IC1、三極管V2、電阻R4和比較器IC2、三極管V3、電阻R5組成兩組共軛的恒流源，該恒流源給傳感器中的熱敏電阻RT1、RT2供電，由V2、V3集電極輸出一組與待測氣濃度成正比的共軛電壓給電壓比較器。
(3)、電壓比較器運(yùn)放IC3、R6、R5和運(yùn)放IC4、R7、R5組成兩個(gè)放大器，共軛輸入組成電壓比較器，在電位器W1兩端輸出與待測氣體濃度成一定比例關(guān)系的信號(hào)電壓，W1作為靈敏標(biāo)準(zhǔn)的微調(diào)，從滑動(dòng)輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并由數(shù)字顯示器顯示。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)1、測量值由數(shù)字顯示，杜絕因讀取度盤值帶來的讀數(shù)誤差或誤讀，不需要對(duì)使用者進(jìn)行培訓(xùn)。
2、量程大，0.00％－99.9％甲烷含量進(jìn)行全濃度測量，一臺(tái)儀器完成了兩臺(tái)光干涉瓦斯檢測儀的工作量。
3、微珠型熱敏電阻傳感器，內(nèi)部工作溫度低于300C，為本質(zhì)安全型。本電路也是本質(zhì)安全型，所以本實(shí)用新型是本安型。
4、拓寬了測量范圍，不但可測CH4，還可測CO2，也可測H2的濃度。
5、儀器工作穩(wěn)定，靈敏度長年不變，壽命長達(dá)幾十年不壞。
6、體積小，重量輕，操作方便。
7、它對(duì)氣體采取吸收式采樣，可以檢測炮眼、裂縫內(nèi)的甲烷濃度，這是催化式無法實(shí)現(xiàn)的。
8、熱導(dǎo)式傳感器不消耗待測氣體，采樣后可以保持一定的時(shí)間。
9、它不受氣壓的影響。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。


圖1是本實(shí)用新型的外形圖。
圖2是氣體傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型原理框圖。
圖4是恒流源的電原理圖。
圖5是電壓比較器的電原理圖。
圖6是欠壓指示電路的電原理圖。
它是由恒流源、傳感器、電壓比較器、A／D轉(zhuǎn)換器、數(shù)碼管顯示器和欠壓指示器組成，下面分別敘述各部分的組成(1)、傳感器參見圖2，氣室5中裝有一對(duì)微珠型半導(dǎo)體熱敏電阻7，它們用三維對(duì)稱金屬殼6支撐，其中一個(gè)為全封閉，另一個(gè)帶有通氣孔8，氣室上有進(jìn)氣管3和出氣管4，作為待測氣體采樣的通道。
(2)、恒流源參見圖4，分別由比較器IC1、三極管V2、電阻R4和比較器IC2、三極管V3、電阻R5組成兩組共軛的恒流源，該恒流源給傳感器中的熱敏電阻RT1、RT2供電，由V2、V3集電極輸出一組與待測氣濃度成正比的共軛電壓給電壓比較器。
(3)、電壓比較器參見圖5，運(yùn)放IC3、R6、R5和運(yùn)放IC4、R7、R5組成兩個(gè)放大器，共軛輸入組成電壓比較器，在電位器W1兩端輸出與待測氣體濃度成一定比例關(guān)系的信號(hào)電壓，W1作為靈敏標(biāo)準(zhǔn)的微調(diào)，從滑動(dòng)輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并由數(shù)字顯示器顯示。
(4)、欠壓指示器參見圖6，由四個(gè)電阻R8－R11組成的兩個(gè)分壓器，它們的輸出端作為運(yùn)放IC6的的輸入端，電源經(jīng)IC5穩(wěn)壓，由R10、R11分壓提供給IC6一個(gè)參考電壓，電源經(jīng)R8、R9分壓提供一個(gè)與電源電壓有關(guān)的比較電信號(hào)，當(dāng)電源電壓低到規(guī)定值時(shí)，IC6輸出一個(gè)信號(hào)，使LED點(diǎn)亮，提醒操作人員，儀器只能工作一個(gè)小時(shí)，需要充電了。
參見圖1，1是數(shù)碼管顯示器，2是吸氣球。
權(quán)利要求1.一種熱式氣體檢測儀，包括A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字顯示器，其特征是它還包括恒流源、傳感器、電壓比較器，(1)、傳感器氣室中裝有一對(duì)微珠型半導(dǎo)體熱敏電阻RT1、RT2，RT1、RT2用三維對(duì)稱金屬殼支撐，其中一個(gè)為全封閉，另一個(gè)帶有通氣孔，氣室上有兩個(gè)進(jìn)出氣管，作為待測氣體采樣的通道。(2)、恒流源分別由比較器IC1、三極管V2、電阻R4和比較器IC2、三極管V3、電阻R5組成兩組共軛的恒流源，該恒流源給傳感器中的熱敏電阻RT1、RT2供電，由V2、V3集電極輸出一組與待測氣濃度成正比的共軛電壓給電壓比較器。(3)、電壓比較器運(yùn)放IC3、R6、R5和運(yùn)放IC4、R7、R5組成兩放大器，共軛輸入組成電壓比較器，在電位器W1兩端輸出與待測氣體濃度成一定比例關(guān)系的信號(hào)電壓，W1作為靈敏標(biāo)準(zhǔn)的微調(diào)，從滑動(dòng)輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并由數(shù)字顯示器顯示。
2.按照權(quán)利要求1所述的檢測儀，其特征是它還有欠壓指示器由四個(gè)電阻R8－R11組成的兩個(gè)分壓器，它們的輸出端作為IC6的輸入端，電源經(jīng)IC5穩(wěn)壓，由R10、R11分壓提供給IC6一個(gè)參考電壓，電源經(jīng)R8、R9分壓提供一個(gè)與電源電壓有關(guān)的比較電信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種熱導(dǎo)式氣體檢測儀，其技術(shù)要點(diǎn)是它是由恒流源、傳感器、電壓比較器、A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字顯示器組成。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)測量值由數(shù)字顯示；量程大；是本安型；拓寬了測量范圍；儀器工作穩(wěn)定；體積小，重量輕，操作方便。熱導(dǎo)式傳感器不消耗待測氣體，它不受氣壓的影響。它可廣泛應(yīng)用在煤礦井下、天然氣站等需要檢測有害氣體的場所。
文檔編號(hào)G01N27/14GK2205553SQ9422884
公開日1995年8月16日 申請(qǐng)日期1994年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月9日
發(fā)明者劉秉政, 王鎧 申請(qǐng)人:沈陽三才電子技術(shù)開發(fā)公司