通用氣體檢測器的制造方法
【專利摘要】一種通用氣體檢測器，其提供用于檢測可燃性氣體的紅外或催化珠傳感器或用于有毒環(huán)境的電化學(xué)或金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)傳感器。
【專利說明】通用氣體檢測器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]通用氣體檢測器提供用于可燃性和有毒氣體檢測兩者的統(tǒng)一用戶界面和通用氣體檢測平臺。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]Wobschall的公開于2005年12月22日的美國專利申請N0.2005/0280408、Filippi等的于1989年10月17日授權(quán)的美國專利N0.4875031、Llic等的于2002年8月6日授權(quán)的美國專利N0.6428665、Wareham等的公開于2006年6月15日的美國專利申請N0.2006/0123931、Gaudet的于2001年5月8日授權(quán)的美國專利N0.6229469以及Muroguchi等的公開于2009年10月I日的美國專利申請N0.2009/0242427都公開了化學(xué)氣體檢測器的若干方面。
[0004]實用新型內(nèi)容
[0005]商業(yè)上稱為Meridian的通用氣體檢測器提供用于可燃性和有毒氣體檢測兩者的統(tǒng)一用戶界面和通用氣體檢測平臺，其具有如本文中所描述的功能，本文包括所提供的附圖。
[0006]本實用新型提供一種通用氣體檢測器，其特征在于，不同的氣體傳感器可在單一的傳感器頭部中替換，這種傳感器頭部選自:催化劑頭部、紅外和金屬氧化物半導(dǎo)體，其中，氣體傳感器選自:催化劑頭部傳感器、紅外氣體傳感器和金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器，并且其中，氣體傳感器通過插針接口附接到傳感器頭部。
[0007]本實用新型至少解決了其中一個涉及的技術(shù)問題并取得相應(yīng)的技術(shù)效果。
[0008]【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1顯示所述通用氣體檢測器；
[0010]圖2顯示容易附接到傳感器外殼以將校正氣體輸送到檢測器頭部的校正適配器；
[0011]圖3顯示允許將氣體樣本帶到傳感器的流動池；
[0012]圖4顯示保護(hù)所述傳感器免受大雨和廠房清洗日常工作影響的防雨罩；
[0013]圖5顯示允許將傳感器遠(yuǎn)程安裝到通風(fēng)管上以驗證排出或入口空氣不含有毒或可燃性氣體的管道安裝套件；
[0014]圖6顯示傳感器模擬器，其是可現(xiàn)場模擬觸發(fā)檢測器產(chǎn)生響應(yīng)的氣體濃度的有用調(diào)試和檢修工具，其用于驗證警報設(shè)置點、繼電器啟動、通信和其它檢修任務(wù)；
[0015]圖7是圖1所顯示的通用氣體檢測器的另一圖示。
[0016]圖8顯示通過單手安裝和附接觸覺確認(rèn)可容易安裝并維持傳感器搭扣裝配到檢測器中。
[0017]圖9顯示用于傳感器保護(hù)的端蓋和防雨罩；
[0018]圖10顯示通用氣體檢測器的另一個實施方案；
[0019]圖11顯示通用氣體檢測器的另一個實施方案；
[0020]圖12是所述通用氣體檢測器的另一圖示；
[0021]附圖標(biāo)記解釋:[0022]1:統(tǒng)一的用戶界面
[0023]2:支持催化燃燒/紅外/電化學(xué)/半導(dǎo)體所有傳感器類型的傳感器頭部
[0024]3:所有類型的傳感器均采用標(biāo)準(zhǔn)插針接口，易于安裝
[0025]4:末端防雨罩
[0026]圖13是所述通用氣體檢測器的前視圖和側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0027]用于全部應(yīng)用的單檢測器頭部
[0028]所述通用氣體檢測器提供檢測可燃性氣體的紅外或催化珠傳感器或用于有毒環(huán)境的電化學(xué)或金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)傳感器。所述通用氣體檢測器使用單檢測器頭部以容易接受全部傳感器類型。在氣體檢測器或不同檢測器頭部中不需要不同專屬儀表板來實現(xiàn)作為可燃性或有毒氣體檢測器的儀器功能。所述氣體檢測器通過將特殊有毒或可燃性傳感器簡單附接到通用檢測器頭部而在一個檢測器中接受全部傳感器類型且Meridian氣體檢測器將自動確定待檢測的氣體類型。傳感器的安裝是簡單的即插即用動作。所述氣體檢測平臺被設(shè)計成允許合并新的傳感技術(shù)。
[0029]單套附件
[0030]所述氣體檢測器具有滿足大部分應(yīng)用需求，尤其是可用于通用氣體檢測平臺的單套附件。用于氣體檢測器的全部附件是針對所述通用檢測器頭部而設(shè)計且不需要購買用于有毒和可燃性應(yīng)用的不同附件。
[0031]通過所述氣體檢測器，將一種新金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器技術(shù)用于解決在電化學(xué)傳感器性能受極端溫度和相對濕度限制的極端氣候中準(zhǔn)確檢測H2S的需求。金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器設(shè)計符合ISA-92.0.01，部分1-1998，性能需求規(guī)范。
[0032]無需解密區(qū)域的傳感器更換
[0033]所述氣體檢測器的本質(zhì)安全、即插即用傳感器設(shè)計允許操作人員實施傳感器更換而不需要使儀器斷電。操作人員不再需要在傳感器更換期間解密區(qū)域。這允許操作人員維持廠房生產(chǎn)正常運行和同時為工作人員維持安全工作環(huán)境。
[0034]有毒傳感器提供范圍不變校正
[0035]傳感器校正十分必要，其是極其具挑戰(zhàn)性且耗時的活動。為了降低操作危險和維護(hù)費用，設(shè)計了全線性且范圍不可知的有毒傳感器技術(shù)。所述氣體檢測器可將有毒傳感器校正至特定氣體水平和隨后調(diào)整所述范圍而不再需要將傳感器校正至新范圍。例如，為了使維護(hù)工作量最優(yōu)化，在實驗室中分批校正傳感器并將其設(shè)置到默認(rèn)范圍。一旦安裝，便可針對特殊場合的要求調(diào)整傳感器上的范圍。最終用戶可在任何時間將傳感器上的范圍調(diào)整到預(yù)定范圍設(shè)置。這種傳感器設(shè)計還提供在無法評估或無法獲得特殊氣體范圍的情況下容易校正傳感器的靈活性?？赏ㄟ^可利用的替代氣體范圍容易校正傳感器并隨后將傳感器范圍重新調(diào)整到該傳感器可利用的預(yù)定范圍設(shè)置。
[0036]自動傳感器電壓檢測和調(diào)整
[0037]為了將安裝和調(diào)試時間減至最少，所述氣體檢測器自動檢測電壓并調(diào)整催化珠傳感器的所需電壓而無需安裝人員干預(yù)。這降低了安裝時間和傳感器安裝所需的工具作業(yè)專業(yè)知識的要求。[0038]所述氣體檢測器可檢測以下氣體:
[0039]可燃性氣體:
[0040].乙醛.二乙醚.異戊烷
[0041].丙酮.乙燒.異丙醇.八甲基二硅氧烷
[0042].乙炔.乙醇.甲烷
[0043].氨.乙酸乙酯.甲醇.戊烷
[0044]?苯?乙基苯 ?一氯甲烷?丙烷
[0045]?丁二烯 ?乙烯 ?二氯甲烷?丙烯
[0046]?丁烷?環(huán)氧乙烷?環(huán)氧丙烷
[0047].丁醇.庚烷.甲基乙基酮(MEK).苯乙烯
[0048].乙酸丁酯.己烷.四氫呋哺
[0049]?氯苯?氫氣?辛烷?甲苯
[0050]?環(huán)己烷 ?異丁烷 ?氯乙烯
[0051]?癸烷 ?異丁烯 ?二甲苯
[0052]有毒氣體:
[0053].氨氣.溴氣.二氧化氯.氫氣
[0054].砷化氫.二氧化碳.溴化氫
[0055]?三氯化硼?一氧化碳?二硼烷
[0056].環(huán)氧乙烷.氯化氫
[0057].三氟化硼?氯氣?氟氣
[0058].鍺烷
[0059].氰化氫.甲硫醇.二氧化氮.二氧化硫
[0060]?氟化氫 ?三碘甲烷?氧氣?四乙氧基硅烷(TEOS)
[0061]?臭氧
[0062].硫化氫.甲肼(MMH).磷化氫.六氟化鎢
[0063].硅烷
[0064]?甲醇.一氧化氮.四氟化硅[0065]所述氣體檢測器具有極小漂移，即，其通過顯著減小溫度和濕度的作用而在嚴(yán)苛的現(xiàn)實環(huán)境中可靠地運行。所述氣體檢測器具有高針對性，即，其受到其它氣體的干擾遠(yuǎn)小于常規(guī)氣體傳感器，從而減小來自所存在的其它氣體的交叉干擾和降低錯誤警報的可能性。所述氣體檢測器具有數(shù)碼ID，即，當(dāng)更換傳感器時，其提供自動識別，從而降低在現(xiàn)場維護(hù)期間用戶失誤的可能性。所述氣體檢測器具有較廣有毒氣體檢測，即，各種氣體可利用幾個范圍以使在環(huán)境中的傳感器響應(yīng)最優(yōu)化。所述氣體檢測器是得到全球認(rèn)證的用于有毒和可燃性應(yīng)用的產(chǎn)品，其降低庫存費用，降低培訓(xùn)費用和簡化安裝。安裝、調(diào)試和培訓(xùn)儀器使用人員容易，從而減少啟用時間、減少初始安裝所需的勞動力和降低安裝人員失誤的風(fēng)險。所述氣體檢測器具有提供準(zhǔn)確且可靠檢測，減小環(huán)境因素的影響和改善設(shè)施安全因素的RockSolid傳感技術(shù)。高級通信協(xié)議提供詳細(xì)診斷數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)前瞻性維護(hù)和更安全環(huán)境。所述氣體檢測器通過業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議提供開發(fā)自有氣體檢測系統(tǒng)的靈活性，通過改良對關(guān)于檢測器狀態(tài)和環(huán)境的實時信息的評估而改善安全性及將SIL-2-額定裝置合并到自有設(shè)施的操作中來達(dá)成業(yè)界證實的一流性能。所述氣體檢測器提供前瞻性即插即用設(shè)計，其允許將合適的未來傳感技術(shù)容易整合到所述氣體檢測器中。所述氣體檢測器具有無縫合并新通信協(xié)議和跟進(jìn)業(yè)界趨勢，且在新業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議可用在所述氣體檢測平臺時加以利用的能力。所述氣體檢測器減少維護(hù)時間和傳感器校正的相關(guān)費用。這種開創(chuàng)性傳感器設(shè)計允許對有毒傳感器進(jìn)行試驗臺校正和范圍不變校正，從而使正在進(jìn)行的維護(hù)工作量最優(yōu)化和提供顯著成本節(jié)約。環(huán)境友好傳感器設(shè)計具有降低的成本、浪費和環(huán)境影響。所述氣體檢測器提供可以進(jìn)行簡單核心更換的再利用傳感器電子設(shè)備和外殼并承擔(dān)綠色科技創(chuàng)新和環(huán)境職責(zé)。
[0066]所述氣體傳感器優(yōu)選得到全球認(rèn)證:IECEx、cCSAus、ATEX, CE、INMETRO、GOST-R、中國Ex、A&CTick、海洋法令-船輪、ABS、SIL-2 (TUV-Rheinland的第三方認(rèn)證);區(qū)域分級為 ClassI Div.1GroupABCD> ClassIIDiv.lGroupEFG、ClassIIIEquipmentGroupI/11、201^0/20&201^1/21，11(:;-40至751:的操作溫度；5 至％%RH 濕度(無凝結(jié))；_55°C 至 75°C的保存溫度；2線、3線或4線功率；10至30VDC的操作電壓3/4線；15至30VDC的操作溫度；標(biāo)準(zhǔn)顯示下6W、受熱顯示下8.5W的能耗；包覆材料為無銅招、316不銹鋼；包覆入侵保護(hù)為NEMA4X、IP66;終端接線盒材料為無銅鋁；終端接線盒導(dǎo)管連接為M20和3/4英寸NPT;通信可利用4至20mAM0DBUS、任選HART、無線HART、ISA100.1IA協(xié)議；最大4至20回路負(fù)載OHMS (024VDC)為680歐姆電流源或680歐姆電流吸收器；警報具有3個可調(diào)警報設(shè)置點和I個失效；繼電器為4個FormC繼電器，在30VDC/240VAC，電阻負(fù)載下額定5安培；顯示器為圖形LCD顯示器，在強(qiáng)陽光下可見；語言包括英語、葡萄牙語、法語、西班牙語、漢語或俄語；用戶配置控制方式包括非侵入式磁性用戶界面、M0DBUS、HART手持式通信器；檢測器的用戶界面讀取控制提供對傳感器范圍、警報設(shè)置和其它安全功能的受控訪問；存儲器為非揮發(fā)性存儲器，確保配置參數(shù)在斷電時間中得以保留；傳感器類型包括可燃燒式:催化珠、紅外傳感器，電化學(xué)式:標(biāo)準(zhǔn)和Scott Rock Solid傳感器和固態(tài)式:金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器；每個檢測器支持至多2個傳感器；鋁包覆的重量:6.51bs(2kg);不銹鋼包覆的重量:Illbs (4kg);和檢測器的布線接受業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)2-線、3線或4線輸入。
[0067]在被TUV-Rheinland (獨立第三方代理)認(rèn)證的IEC61508標(biāo)準(zhǔn)下，所述通用氣體檢測器適合用于SIL-2和SIL-3`-額定系統(tǒng)。第三方SIL認(rèn)證證實所述產(chǎn)品符合關(guān)于可靠性和性能的最嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)且確認(rèn)其減少停工時間和增強(qiáng)安全因素的能力。
[0068]所述氣體檢測器允許將至多三個傳感器附接到單個儀器。使用多傳感器檢測器允許操作人員從同一個檢測器監(jiān)測有毒和可燃性氣體，準(zhǔn)確檢測因來自其它氣體的交叉干擾而特別難檢測的氣體，降低每個檢測點的總費用同時提高整體安全性，和離氣體檢測器至多100英尺地遠(yuǎn)程安裝傳感器以符合特殊應(yīng)用的要求。
[0069]針對全球使用而設(shè)計的所述通用氣體檢測器支持業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議以便整合到任何業(yè)界網(wǎng)絡(luò)中。對數(shù)碼協(xié)議的支持使得可利用高級診斷數(shù)據(jù)，從而可能采取前瞻性措施以維持安全環(huán)境和降低整體運營成本。所述氣體檢測器具有標(biāo)準(zhǔn)有線協(xié)議4至20mA，Modbus，其中任選協(xié)議為有線 HART、Foundation FieldbusSIS 和 PR0FIBUS 或無線 HART 及ISA100.1lA0
【權(quán)利要求】
1.一種通用氣體檢測器，其特征在于，不同的氣體傳感器可在單一的傳感器頭部中替換，這種傳感器頭部選自:催化劑頭部、紅外和金屬氧化物半導(dǎo)體，其中，氣體傳感器選自:催化劑頭部傳感器、紅外氣體傳感器和金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器，并且其中，氣體傳感器通過插針接口附接到傳感器頭部。
【文檔編號】G01N21/00GK203479688SQ201320121112
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月18日
【發(fā)明者】C·J·圖邁伊 申請人:上海依格安全裝備有限公司