專利名稱：一種易燃氣體危險特性檢測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及危險品特性檢測儀，特別是涉及一種易燃氣體危險特性檢 測儀。
背景技術：
易燃氣體屬于國際貿易中危險品，是國際進出口強制檢驗的商品。由于其 自身所具備的危險性，在運輸中如其使用包裝不當很容易發生燃燒爆炸事故。 為了保證運輸中的安全，必須按聯合國《關于危險貨物運輸的建議書'規章范本》 對危險品進行正確的分類，包裝和標記等。以往經常發生由于危險品分類不正 確，導致錯誤選擇包裝而發生安全事故。利用試驗檢測的方法對易燃氣體的危 險性進行評估能有效地保障危險貨物的運輸安全。目前，易燃氣體危險特性檢
測多為人工操作，測量準確度低，測量效率低，安全性差；國外也尚無類似設 備。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種易燃氣體危險特性檢測儀，可以實現易燃 氣體危險特性檢測的自動化控制，準確度高，安全性好，試驗方法及評估方法 符合《GB 19521.3-2004易燃氣體危險貨物危險特性檢驗安全規范》。
本實用新型目的實現的技術方案是
微處理器分別與點火系統、第一信號調理電路、第二信號調理電路、緩存 器、蜂鳴器、電磁閥組、第一模數轉換器、第一數模轉換器、第二模數轉換器、 第二數模轉換器、顯示器、鍵盤、網口連接；點火系統連接火花塞，第一信號 調理電路連接第一熱電偶，第二信號調理電路連接第二熱電偶，緩存器分別與 第一光敏傳感器和第二光敏傳感器連接，第一模數轉換器釆集試驗氣體質量流 量控制器出氣口的氣體流量傳輸給微處理器，第二模數轉換器采集壓縮空氣質 量流量控制器出氣口的氣體流量傳輸給微處理器，微處理器將試驗氣體流量設 定值經第一數模轉換器傳輸給試驗氣體質量流量控制器，微處理器將壓縮空氣 流量設定值經第二數模轉換器傳輸給壓縮空氣質量流量控制器。
所述試驗氣體質量流量控制器的進氣口經第一氣體過濾器、第一兩位兩通 電磁閥、第一減壓閥與試驗氣體罐連接；所述壓縮空氣質量流量控制器的進氣 口經第二氣體過濾器、第二兩位兩通電磁閥、第二減壓閥與壓縮空氣罐連接；試驗氣體質量流量控制器和壓縮空氣質量流量控制器的出氣口與氣體混合器的 進氣口連接，氣體混合器的出氣口分成兩路， 一路經兩位三通電磁閥、單向閥) 后接反應管，另一路接第三兩位兩通電磁閥的進氣口，第三兩位兩通電磁閥的
出氣口為進樣氣體分析孔；反應管還分別與第四和第五兩位兩通電磁閥的進氣
口和安全閥連接，第五兩位兩通電磁閥的出氣口為排出氣體分析孔，以上氣路 及反應管罩有一防護罩。
所述反應管為石英玻璃制成的透明圓柱體，反應管從上至下依次裝有同一 高度對稱布置的第二熱電偶、第二光敏傳感器，同一高度對稱布置的第一熱電 偶、第一光敏傳感器，在第一熱電偶的下方裝有火花塞。
本實用新型具有的有益效果是
1、 測量自動化程度高自動調節試驗氣體與壓縮空氣混合比例；自動判斷 燃燒現象；實時顯示環境參數和測試結果，自動處理分析。
2、 測量準確度高實現試驗氣體與壓縮空氣混合比的連續調節；由火焰捕
捉傳感系統(包括光敏管和熱電偶)監控火焰并且快速傳輸給計算機作相應處
理；采用微處理器的內部計時器自動精確計時。
3、 安全性好由于實現了自動化測量，使得測試人員可遠離試驗區域；設 有安全罩、反應管減壓等安全保護裝置，防止爆炸對人員的傷害。
圖l是本實用新型的處理電路結構框圖。 圖2是本實用新型的氣路結構示意圖。
圖中1.試驗氣體罐，2.壓縮空氣罐，3.第一減壓閥，3'.第二減壓閥，4. 第一兩位兩通電磁閥，4'.第二兩位兩通電磁閥，5.第一氣體過濾器，5'.第 二氣體過濾器，6.試驗氣體質量流量控制器，7.壓縮空氣質量流量控制器，8. 通氣孔，9.第四兩位兩通電磁閥B， IO.安全閥，ll.反應管，12.單向閥，13.第五 兩位兩通電磁閥，14.兩位三通電磁閥，15.排氣口， 16.排出氣體分析孔，17.第 三兩位兩通電磁閥，18.進樣氣體分析孔，19.氣體混合器，20.防護罩。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
如圖1所示，本實用新型的微處理器分別與點火系統、第一信號調理電路、 第二信號調理電路、緩存器、蜂鳴器、電磁閥組、第一模數轉換器、第一數模 轉換器、第二模數轉換器、第二數模轉換器、顯示器、鍵盤、網口連接；點火 系統連接火花塞，第一信號調理電路連接第一熱電偶，第二信號調理電路連接第二熱電偶，緩存器分別與第一光敏傳感器和第二光敏傳感器連接，第一模數 轉換器采集試驗氣體質量流量控制器出氣口的氣體流量傳輸給微處理器，第二 模數轉換器采集壓縮空氣質量流量控制器出氣口的氣體流量傳輸給微處理器， 微處理器將試驗氣體流量設定值經第一數模轉換器傳輸給試驗氣體質量流量控 制器，微處理器將壓縮空氣流量設定值經第二數模轉換器傳輸給壓縮空氣質量 流量控制器。
所述的易燃氣體危險特性檢測儀是以微處理器為控制系統內核的全自動檢 測儀，試驗過程中各電磁閥的開啟/關閉、質量流量控制器的流量、點火均由微 處理器自動控制，熱電偶和光敏傳感器檢測燃燒狀態數據送微處理器處理和分 析，并可鍵盤控制、顯示器顯示燃燒過程的實時動畫及試驗結果，通過網口與 上位機進行遠程通信及控制。檢測儀實現了對所有環節的全自動控制，試驗方
法及評估方法符合GB 19521.3-2004。
如圖2所示，所述試驗氣體質量流量控制器6的進氣口經第一氣體過濾器5、 第一兩位兩通電磁閥4、第一減壓閥3與試驗氣體罐1連接；所述壓縮空氣質量 流量控制器7的進氣口經第二氣體過濾器5'、第二兩位兩通電磁閥4'、第二 減壓閥3'與壓縮空氣罐連接2;試驗氣體質量流量控制器6和壓縮空氣質量流 量控制器7的出氣口與氣體混合器19的進氣口連接，氣體混合器19的出氣口 分成兩路， 一路經兩位三通電磁閥14、單向閥12后接反應管11，另一路接第 三兩位兩通電磁閥17的進氣口，第三兩位兩通電磁閥17的出氣口為進樣氣體 分析孔18;反應管11還分別與第四和第五兩位兩通電磁閥9、 13的進氣口和安 全閥10連接，第五兩位兩通電磁閥13的出氣口為排出氣體分析孔16，以上氣 路及反應管罩有一防護罩20，防護罩可承受巨大沖擊力。工作時，將所有氣路 及反應管與外部隔絕，避免了儀器內部可能產生的爆炸對外界的危害。
其中氣體過濾器5、 5'可以防止氣體中的雜質堵塞質量流量控制器的毛細 氣管；電磁閥4、 4'克服了質量流量控制器不能實現全關閉的問題，同時可以 防止開啟氣源時氣壓突升損壞質量流量控制器；單向閥12可防止燃燒反應產生 的巨大氣體回流損壞質量流量控制器。
所述的質量流量控制器具有控制、測量氣體流量的功能，與微處理器系統 協同工作實現氣體流量的閉環控制。微處理器根據混合氣體濃度要求設定氣體 流量值，此設定值經數模轉換模塊傳輸給質量流量控制器以控制氣體流量；同 時，質量流量控制器將當前氣體流量經模數轉換模塊傳輸給微處理器以調整設 定氣體流量值，使混合氣體濃度滿足實驗要求。所述的反應管11為長300mm，內徑50mm，厚5mm的石英玻璃成的耐高 壓、防爆、耐高溫的圓柱體。反應管ll從上至下依次裝有同一高度對稱布置的 第二熱電偶、第二光敏傳感器，同一高度對稱布置的第一熱電偶、第一光敏傳 感器，在第一熱電偶的下方裝有火花塞。
在試驗開始前，按GB 19521.3-2004要求制備試驗氣體和壓縮空氣，開啟易 燃氣體危險特性檢測儀，將試驗氣體名稱、混合氣體混合濃度、氣體流量等信 息輸入系統。開啟第一減壓閥3和第二減壓閥3'，試驗氣體和壓縮空氣進入管 道。待氣源穩定出氣時，單片機(AT89C55WD)控制第一兩位兩通電磁閥4和 第二兩位兩通電磁閥4'開啟，單片機根據混合氣體濃度要求設定試驗氣體和壓 縮空氣流量值，此設定值分別經第一數模轉換器(AD5339)和第二數模轉換器
(AD5339)傳輸給試驗氣體質量流量控制器6和壓縮空氣質量流量控制器7以 控制氣體流量；同時，試驗氣體質量流量控制器6和壓縮空氣質量流量控制器7 將當前氣體流量分別經第一模數轉換器(ADS7841 )和第二模數轉換器
(ADS7841)傳輸給單片機AT89C55WD以調整設定氣體流量值，使氣體混合 器19中的混合氣體達到試驗濃度要求。兩位三通電磁閥14接通進氣氣路，混 合氣體經單向閥12進入反應管11。在點火前關閉試驗氣體罐1的減壓閥3和壓 縮空氣罐2的減壓閥3'，第四兩位兩通電磁閥9打開，使得反應管ll內氣體 經通氣孔8與外界大氣連通，使反應管ll氣體壓力等同于大氣壓力，兩位三通 電磁閥14斷開進氣氣路，當單向閥12失效時，燃燒反應氣體可經單向閥12、 兩位三通電磁闊14，由排氣口15排出。其他電磁閥均關閉。
點燃準備就緒后，蜂鳴器示警。由AT89C55WD自動控制點燃火花塞， AT89C55WD自動計時。反應管ll上部分的燃燒情況由第一熱電偶(WRNK-291) 和第一光敏傳感器(TPS806)監測，反應管ll下部分的燃燒情況由第二熱電偶
(WRNK-291)和第二光敏傳感器(TPS806)監測。WRNK-291輸出信號經信 號調理器(MAX6675)放大、濾波輸入到AT89C55WD， TPS806根據有、無光 信號輸出高低電平經緩存器(74LS245)輸入到AT89C55WD。 AT89C55WD將 測得數據處理分析并與國標對比，判定易然氣體危險特性。試驗先從較低的安 全濃度進行試驗，當上下兩檢測點都沒有燃燒時，則需在原濃度的基礎上增加 一個增量進行燃燒試驗，直至濃度增加到不能增加為止(如100%);當反應管 下部分燃燒而上部分未燃燒時，則需保持此濃度不變重復試驗5次，只要有一次 出現上下部分均燃燒的現象，可判定為易燃氣體；當反應管上下部分均燃燒時， 則即判定為易燃氣體，不需再重復試驗。當需進行進樣氣體和排出氣體成分分析時，通過AT89C55WD分別控制第三 兩位兩匣電磁閥17和第五電磁閥13開啟，氣體成分分析儀接進樣氣體分析孔18 和排出氣體分析孔16。為了避免前次實驗殘留氣體對本次實驗的影響，在每次 實驗前用空氣清洗氣路，即除試驗氣體進氣氣路上的第一兩位兩通電磁閥4關閉 外，其余電磁閥均開啟，保證所有氣路開放。
上述具體實施方式
用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限 制，在本實用新型的精神和權利要求的保護范圍內，對本實用新型作出的任何 修改和改變，都落入本實用新型的保護范圍。
權利要求1、一種易燃氣體危險特性檢測儀，其特征在于微處理器分別與點火系統、第一信號調理電路、第二信號調理電路、緩存器、蜂鳴器、電磁閥組、第一模數轉換器、第一數模轉換器、第二模數轉換器、第二數模轉換器、顯示器、鍵盤、網口連接；點火系統連接火花塞，第一信號調理電路連接第一熱電偶，第二信號調理電路連接第二熱電偶，緩存器分別與第一光敏傳感器和第二光敏傳感器連接，第一模數轉換器采集試驗氣體質量流量控制器出氣口的氣體流量傳輸給微處理器，第二模數轉換器采集壓縮空氣質量流量控制器出氣口的氣體流量傳輸給微處理器，微處理器將試驗氣體流量設定值經第一數模轉換器傳輸給試驗氣體質量流量控制器，微處理器將壓縮空氣流量設定值經第二數模轉換器傳輸給壓縮空氣質量流量控制器。
2、 根據權利要求1所述的一種易燃氣體危險特性檢測儀，其特征在于所 述試驗氣體質量流量控制器(6)的進氣口經第一氣體過濾器(5)、第一兩位兩通電 磁閥OO、第一減壓閥(3)與試驗氣體罐(1)連接；所述壓縮空氣質量流量控制器(7) 的進氣口經第二氣體過濾器(5')、第二兩位兩通電磁閥(4')、第二減壓閥(3') 與壓縮空氣罐連接(2);試驗氣體質量流量控制器(6)和壓縮空氣質量流量控制器 (7)的出氣口與氣體混合器(19)的進氣口連接，氣體混合器(19)的出氣口分成兩 路， 一路經兩位三通電磁閥(14)、單向閥(12)后接反應管(11)，另一路接第三兩 位兩通電磁閥(17)的進氣口，第三兩位兩通電磁閥(17)的出氣口為進樣氣體分析 孔(18);反應管(11)還分別與第四和第五兩位兩通電磁閥(9、 13)的進氣口和安全 閥(10)連接，第五兩位兩通電磁閥(13)的出氣口為排出氣體分析孔(16)，以上氣 路及反應管罩有一防護罩(20)。
3、 根據權利要求2所述的一種易燃氣體危險特性檢測儀，其特征在于所 述反應管(ll)為石英玻璃制成的透明圓柱體，反應管(ll)從上至下依次裝有同一 高度對稱布置的第二熱電偶、第二光敏傳感器，同一高度對稱布置的第一熱電 偶、第一光敏傳感器，在第一熱電偶的下方裝有火花塞。
專利摘要本實用新型公開了一種易燃氣體危險特性檢測儀。微處理器分別與點火系統、兩個信號調理電路、緩存器、蜂鳴器、電磁閥組、兩個模數轉換器、兩個數模轉換器、顯示器、鍵盤、網口連接；點火系統連接火花塞，兩個信號調理電路分別接各自熱電偶，緩存器分別與各自光敏傳感器連接，一個模數轉換器采集試驗氣體質量流量控制器出氣口的氣體流量，一個模數轉換器采集壓縮空氣質量流量控制器出氣口的氣體流量傳輸給微處理器，微處理器將試驗氣體流量設定值經另一數模轉換器傳輸給試驗氣體質量流量控制器，微處理器將壓縮空氣流量設定值經另一數模轉換器傳輸給壓縮空氣質量流量控制器。本實用新型測量自動化程度高，測量準確度高和安全性好。
文檔編號G01N33/22GK201340413SQ20082016896
公開日2009年11月4日 申請日期2008年12月8日 優先權日2008年12月8日
發明者葉樹亮, 楊遂軍, 林振興, 王曉娜, 陳丹超, 明 馬, 姣 黃 申請人:寧波出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心;中國計量學院