一种气体检测的方法及设备技术

本发明专利技术涉及一种气体检测方法，包括B)用红外光照射待检测气体，得到所述红外光经所述待检测气体反射的红外反射光；C)将所述红外反射光转换为红外反射光的特征信号；D)所述红外反射光的特征信号与至少两个梯度的标准浓度下的标准气的标准信号进行比较，以确定所述待检测气体中是否含有所述标准气中的种类，如果所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种，则还能够确定所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度；E)可视化输出确定的所述待检测气体中的种类及其浓度。本发明专利技术还涉及一种所述检测方法的设备。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术要求2015年01月22日提交的中国专利申请号为“201510033084.3”，名称为“一种气体检测器及其使用方法”的专利申请的优先权。
本专利技术涉及一种气体检测的方法及气体检测设备，具体涉及可用于多种易燃易爆有毒气体泄漏检测的便携式红外气体检测检测方法及设备。
技术介绍
化工生产过程中所用的原料、中间产物、产品等多属于易燃、易爆和有毒有害的危险物质。为避免对人体和环境造成伤害，这些易燃、易爆和有毒有害物质一般都是在密闭容器、反应器及其它设备中实现由原料到产品的转化，此外，从一个操作单元到另外一个操作单元之间各种气、液、固原料及产品的输送通常是依靠长程密闭管道的管输来实现。但在实际生产过程中，由于设备故障、管线腐蚀、密封失效、物理损伤、甚至是自然灾害、人为破坏等原因，泄漏现象时有发生，极易造成爆炸、中毒、环境污染等恶性事故发生。尽早发现泄漏源并采取相应的应急处理措施是避免事态恶化，防止恶性事故爆发的最有效方法。一般情况下，对于液体和固体物质的泄漏，工作人员一般可以凭借肉眼观察直接发现；但对于气体物质，特别是无色无味的气体泄漏，仅凭人的感官和触觉功能很难发现，必须借助于仪器设备。为了尽早地发现泄漏源，消除安全隐患，前人专利技术了各种各样的仪器和设备用来对泄漏点和泄漏物质进行探测。但在现有技术中易燃易爆气体、有毒有害物质的检测大多是针对特定泄漏物质的某一物理或化学特性开发相应的检测传感器。比如，催化型燃烧可燃气体检测设备就是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体进入检测传感器后，在铂丝表面引起氧化反应(无焰燃烧)，其产生的热量使铂丝的温度升高，从而改变铂丝的电阻阻值，并引起电路中相应电信号的变化，该信号经放大电路放大后，即可触发检测设备报警。由于此类传感器特异性强，只适用于某种或某一类物质，对其他泄漏源则不产生响应信号，通用性较差。此外，此类传感器由于受外接供电和信号输出方式限制，一般需要固定在生产装置某一位置，但由于实际泄漏点位置的不确定，以及泄漏物质受大气流动、建筑结构、遮蔽物结构的影响和限制，其扩散的通道和扩散范围也是不确定的，因此固定安装的检测传感器很难正好处于泄漏物质的扩散范围内，所以经常会造成漏报和误报。为此有必要开发出一种能够克服上述技术问题的气体检测设备，用来辅助探测和检查，及时发现泄漏源。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺点，本专利技术提供了一种气体检测方法，其检测原理是依据不同物质只对特定波长的红外光波产生吸收峰，而对其他波长的红外光波会产生反射。因此可以根据不同物质的红外光波反射波长位置和反射峰强度进行准确的定性定量检测，从而对泄漏位置和泄漏物进行准确判断。本专利技术之一提供了一种气体检测的方法，包括：B)用红外光照射待检测气体，得到所述红外光经所述待检测气体反射的红外反射光；C)将所述红外反射光转换为红外反射光的特征信号；D)所述红外反射光的特征信号与至少两个梯度的标准浓度下的标准气的标准信号进行比较，以确定所述待检测气体中是否含有所述标准气中的种类，如果所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种，则还能够确定所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度；E)将可视化输出确定的所述待检测气体中的种类及其浓度。其中，可视化输出的内容还可以包括检测到的气体的浓度的图线、红外反射光的波长及其光强。红外反射光的特征信号可以是红外反射光转换为微电流信号后，该微电流信号再转换为的数字信号。标准气的标准信号可以是数字信号形式的标准气的特征信号。在对确定的所述待检测气体中的种类及其浓度可视化输出之前，要对例如数字信号形式的红外反射光的特征信号转换为所需要的可视化形式。该方法的优点在于：其能够用于多种气体的检测，并能够对所检测到的气体分别进行定量，克服了仅能检测特定气体浓度的局限。在实际应用中，可根据检测需求，提前将至少两个梯度的标准浓度、三个梯度的标准浓度或四个梯度的标准浓度的标准气用该气体检测设备测定，并可以对测定的数据以数字信号作为标准参数储存，当检测到能与储存的标准气参数相配时，例如，它们的红外反射光的波长等相关的信号参数相匹配时，能判断出待检测气体中含有与该标准气相同的气体，进一步根据该标准气在梯度浓度下的数字信号，可以得出待检测气体的浓度。理论上，该检测方法能实现对任何气体的检测。为了能够起到提醒或警示的效果，上述方法还可以包括步骤F)根据待检测气体中是否含有标准气中的种类，以及在所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种时，对所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度与该标准气的安全阈值比较的结果，做出判断是否报警。当待检测气体中不含有标准气中的种类时，不报警；当所述待检测气体中含有标准气中的至少一种时，分为两种情况：当待检测气体中含有的与标准气中的至少一种相同的气体的浓度小于该标准气的安全阈值时，不警报；当所述待检测气体中含有的与标准气中的至少一种相同的气体的浓度大于或等于该标准气的安全阈值时，警报。待检测的气体一般为混合气体，当不对待检测的气体样品进行任何处理，就直接用于检测时，由于气体混杂，在进行检测时会产生较大的干扰，因而容易造成检测误差偏大的结果。因此，如果能够将待检测的气体进行分离和/或分层，即将同一种类的气体尽可能的聚集在一起，而尽量少的含有气体气体，那么检测效果将大大增加。因此，在一个具体实施例中，所述方法在所述步骤B)之前还包括步骤A)：将所述待检测气体依据气体的种类进行分离。进一步地，在一个具体实施例中，通过使所述待检测气体穿过选自二乙烯苯-乙基乙烯苯型高分子多孔小球的化学改性填充柱、GDX-104填充柱和CP-PoraPLOTQ填充柱中的至少一种来对待检测气体进行分离。流经所述填充物的不同待检测气体组分，由于在填充物上的吸附和脱附速率不同，因而待检测气体穿过该填充物会经不同停留时间逐一流出，进而逐步分离开来。在一个具体实施方式中，所述待检测气体处于向设定方向流动的流动状态，以实现实时监控所述待检测气体。为了更为直观的反应检测过程，在一个具体实施方式中，所述方法还包括在步骤C)和步骤D)之间的步骤CD)：将所述红外反射光的特征信号以图线的形式可视化输出。在一个具体实施方式中，所述步骤B)中的所述红外光的波长为1-25μm。在一个具体实施方式中，所述步骤B)中的所述红外光由红外激光器组件发射出，且所述红外激光器组件的温度被控制在30±5℃之间；和/或所述待检测气体的温度在25±1℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体检测的方法，包括如下步骤：B)用红外光照射待检测气体，得到所述红外光经所述待检测气体反射的红外反射光；C)将所述红外反射光转换为红外反射光的特征信号；D)所述红外反射光的特征信号与至少两个梯度的标准浓度下的标准气的标准信号进行比较，以确定所述待检测气体中是否含有所述标准气中的种类，如果所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种，则还能够确定所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度；E)可视化输出确定的所述待检测气体中的种类及其浓度。

【技术特征摘要】
2015.01.22 CN 20151003308431.一种气体检测的方法，包括如下步骤：
B)用红外光照射待检测气体，得到所述红外光经所述待检测气体反射的红外反射光；
C)将所述红外反射光转换为红外反射光的特征信号；
D)所述红外反射光的特征信号与至少两个梯度的标准浓度下的标准气的标准信号进
行比较，以确定所述待检测气体中是否含有所述标准气中的种类，如果所述待检测气体中
含有所述标准气中的至少一种，则还能够确定所述待检测气体中与标准气中相同的气体的
浓度；
E)可视化输出确定的所述待检测气体中的种类及其浓度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤F)根据待检测气
体中是否含有标准气中的种类，以及在所述待检测气体中含有所述标准气中的至少一种
时，对所述待检测气体中与标准气中相同的气体的浓度与该标准气的安全阈值比较的结
果，做出判断是否报警。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤B)之前还包括步骤A)：
将所述待检测气体依据气体的种类进行分离；优选通过使所述待检测气体穿过选自二乙烯
苯-乙基乙烯苯型高分子多孔小球的化学改性填充柱、GDX-104填充柱和CP-PoraPLOTQ
填充柱中的至少一种来对所述待检测气体进行分离。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤B)中的所述红
外光由红外激光器组件发射出，且所述红外激光器组件的温度被控制在30±5℃之间；和/
或所述待检测气体的温度在25±1℃之间。
5.一种气体检测的方法，包括如下步骤：在对所述待检测气体进行如权利要求1-4中
任意一项所述的方法检测之前，首先对所述待检测气体进行初步检测，所述初步检测包括
如下步骤：
1)对疑似泄露区的所述待检测气体进行可见光成像和/或红外光成像；
2)将步骤1)中的成像可视化输出。
6.一种气体检测设备，包括：
检测腔室，其用于接收待检测气体；
包括红外激光器组件的红外光源系统，其能够将其发射的红外光射向...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁汝军，王金秋，刘蓉，孙瀚宇，崔秉全，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11