本发明专利技术公开了一种用于多通道气体的检测装置和检测方法，包括进气管，其一端放置于检测场地，用于吸入待检气体；气体检测传感器，包括进气孔、出气孔和气体探头，进气孔密封连接进气管另一端，气体探头检测待检气体的成分和含量，检测完的气体从出气孔排出；其中，多个气体检测传感器相互并联；流量控制阀，其数量与气体检测传感器相同，并与气体检测传感器出气孔一一对应连接，用于控制进入气体检测传感器的待检气体的进入量；气泵，包括进气口和出气口，进气口连接流量控制阀，出气口放置于检测室外，气泵用于抽动气体进入气体检测传感器，并将检测完气体排出检测室外。本发明专利技术的检测装置和方法大大提高气体检测传感器的准确度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油井场有毒有害气体及易燃易爆气体的检测领域。更具体地说，本专利技术涉及一种用于多通道气体的检测装置和检测方法。
技术介绍
石油勘探钻井现场为了安全的需要必须在人员经常走动工作和气体易于聚集和气体流动的场所装气体传感器检测有害气体和易燃易爆气体。常规的井场气体检测传感器是用导线从室内连接室外井场的传感器，人们在使用中发现一下不利因素：信号电源线(从室内到传感器)价格较高；室外的传感器必须经过防爆认证且价格高；室外的传感器受外部环境影响易损坏；标定传感器时需要各个点单独标定，费气样，不及时，工作人员在往返标定的过程中存在劳动强度大和安全隐患的问题，特别是当井下出现异常时发现室外的传感器出现故障，此刻将会漏测且传感器不能及时更换和维修，而地面发现有毒有害气体时人员尽量远离现场，此时传感器出现故障且需要修理或更换，为此出现人员安全和必须维修传感器的对立矛盾；安装在井场的传感器维修时必须关闭传感器的电源而传感器在标定时必须要打开传感器的防爆接线盒，为此产生防爆区不许带电打开接线盒，而标定时必须打开接线盒的对立矛盾。感器安装在室外要克服环境温度的影响，井场温度变化，如塔克拉玛干沙漠环境温度变化-30摄氏度到50摄氏度。温度变化给传感器造成温漂，使传感器的零位随温度变化迁移，造成不正确的数值出现。另外，目前的常规井场气体检测传感器的信号电源线(从室内到传感器)价格较高、室外的传感器必须经过防爆认证且价格高且易受外部环境影响而损坏。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种用于多通道气体的检测装置，多个气体检测传感器相互并联，并用流量控制阀配合气泵控制气体检测传感器的进气量，能够准确控制进气量。本专利技术还有一个目的是将气体检测传感器设置在室内并用一定长度的进气管吸取待测区域的气体，保证气体检测传感器的测量精度。本专利技术还有一个目的是提供一种多通道气体的检测方法，通过模糊PID控制法调控流量控制阀的开度，使气体检测传感器内待测气体的停留时间与响应时间，保证测量的准确度。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种用于多通道气体的检测装置，包括：进气管，其一端放置于检测场地，用于吸入待检气体；气体检测传感器，包括进气孔、出气孔和气体探头，所述进气孔密封连接进气管另一端，所述气体探头检测待检气体的成分和含量，检测完的气体从出气孔排出；其中，多个气体检测传感器相互并联；流量控制阀，其数量与气体检测传感器相同，并与所述气体检测传感器出气孔一一对应连接，用于控制进入气体检测传感器的待检气体的进入量；气泵，包括进气口和出气口，所述进气口连接流量控制阀，出气口放置于检测室外，所述气泵用于抽动气体进入气体检测传感器，并将检测完气体排出检测室外。优选的是，所述进气管长度为20-80米。优选的是，所述检测装置放置于检测室内。优选的是，还包括气体检测箱，其包括：检测架，用于放置气体检测传感器和气体流量控制阀；主板，其通过变送器连接所述气体检测传感器，用于接收气体检测传感器的待测气体成分和含量信号。优选的是，所述变送器为插板式变送器。优选的是，所述气体检测传感器还包括：检测腔，其内为密封空间，一端开设进气孔，另一端开设出气孔，所述内密封空间用于放置气体探头。优选的是，所述检测腔开设进气孔的一端上开设支撑台阶，所述支撑台阶用于连接气体探头的底部，所述气体探头的侧壁和与其靠近的检测腔内壁之间设置密封圈。所述进气孔、出气孔、密封圈、检测腔和支撑台阶形成待测气体的流通通道。优选的是，其特征在于，所述多个气体检测传感器通过气管相互串联，其进气端连接标准气瓶，其出气端通过流量控制阀连接气泵。本专利技术的目的还通过一种多通道气体的检测方法来实现，包括以下步骤：步骤1、主板内模糊PID控制器调控第i个流量阀的开度K，保证气体检测传感器内待测气体的停留时间t1>响应时间t；其中，Li为第i个进气管的长度；w为气泵的功率；D为第i个进气管的直径；g为重力加速度；λ为校验系数；步骤2、n个气体检测传感器检测待测气体的成分和含量，并将信号通过变送器传输至主板，主板对气体成分和含量数据与标准值进行比较；步骤3、当检测到第i个气体检测传感器检测的气体含量超过标准值，报警器进行示警。优选的是，所述步骤1为：模糊控制器和PID控制器串联；模糊控制器输入气泵功率w和第i个进气管长度Li，输出PID的比例系数、比例积分系数和微分系数；PID控制器对第i个流量控制阀的开度进行误差补偿控制；其中，气泵功率w的论域为[150，390]，对应的定量化因子为1；第i个进气管长度Li的论域为[20，80]，对应的定量化因子为1；输出比例系数的论域为[-1,1]，对应的定量化因子为0.048；比例积分系数的论域为[-1,1]，对应的定量化因子为0.01；微分系数论域为[-1,1]，对应的定量化因子为0.00036。本专利技术至少包括以下有益效果：1、不需要防爆认证；2、从室内的机箱里连接气管线到被测点处，由抽气泵将气体吸进机箱内的探头处进行检测，不需要向室外布置信号线和电源线；3、检测系统是在室内的常温下工作，不受环境影响；4、标定简单，省时省气样减少污染，准确标定。3、利用模糊PID控制器智能控制流量控制阀的开度，使气体流量传感器内待测气体的停留时间大于响应时间，保证测量的精准。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1是本专利技术的多通道气体的检测装置在检测状态下的连接示意图。图2是本专利技术的多通道气体的检测装置在标定状态下的连接示意图。图3是本专利技术的气体检测传感器的内部结构示意图。图4为本专利技术的模糊PID控制器的输入气泵功率的隶属度函数图。图5为本专利技术的模糊PID控制器的输入第i个进气管长度Li的隶属度函数图。图6为本专利技术的模糊PID控制器的输出比例系数Kp的隶属度函数图。图7为本专利技术的模糊PID控制器的输出比例积分系数Ki的隶属度函数图。图8为本专利技术的模糊PID控制器的输出微分系数Kd的隶属度函数图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。图1示出了根据本专利技术的一种用于多通道气体的检测装置的实现形式，包括：检测室1、进气管2、气体检测传感器3、流量控制阀4、气泵5，为保证检测装置的检测精度，将气体检测传感器3、流量控制阀4和气泵5设置在检测室1内部。与气体检测传感器3连接的进气管2一端放置于检测场地，在石油勘探钻井现场，检测场地为：人员经常走动工作和气体易于聚集和气体流动的场所，将进气管2的一端分别设置在这些地方，用于吸入检测场地的待检气体，检测有害气体和易燃易爆气体的成分和含量。气体检测传感器3包括进气孔31、出气孔32和气体探头33，所述进气孔31密封连接进气管2的另一端，所述气体探头33检测待检气体的成分和含量，检测完的气体从出气孔32排出，待检气体从气体检测传感器3的进气孔31进入并充分接触气体探头33，气体探头33检测有害气体和易燃易爆气体的成分和含量，检测完的待检气体从出气孔32排出气体检测传感器3。如图1所示，多个气本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于多通道气体的检测装置，其特征在于，包括：进气管，其一端放置于检测场地，用于吸入待检气体；气体检测传感器，包括进气孔、出气孔和气体探头，所述进气孔密封连接进气管另一端，所述气体探头检测待检气体的成分和含量，检测完的气体从出气孔排出；其中，多个气体检测传感器相互并联；流量控制阀，其数量与气体检测传感器相同，并与所述气体检测传感器出气孔一一对应连接，用于控制进入气体检测传感器的待检气体的进入量；气泵，包括进气口和出气口，所述进气口连接流量控制阀，出气口放置于检测室外，所述气泵用于抽动气体进入气体检测传感器，并将检测完气体排出检测室外。
【技术特征摘要】
1.一种用于多通道气体的检测装置，其特征在于，包括：进气管，其一端放置于检测场地，用于吸入待检气体；气体检测传感器，包括进气孔、出气孔和气体探头，所述进气孔密封连接进气管另一端，所述气体探头检测待检气体的成分和含量，检测完的气体从出气孔排出；其中，多个气体检测传感器相互并联；流量控制阀，其数量与气体检测传感器相同，并与所述气体检测传感器出气孔一一对应连接，用于控制进入气体检测传感器的待检气体的进入量；气泵，包括进气口和出气口，所述进气口连接流量控制阀，出气口放置于检测室外，所述气泵用于抽动气体进入气体检测传感器，并将检测完气体排出检测室外。2.如权利要求1所述的用于多通道气体的检测装置，其特征在于，所述进气管长度为20-80米。3.如权利要求2所述的用于多通道气体的检测装置，其特征在于，所述检测装置放置于检测室内。4.如权利要求3所述的用于多通道气体的检测装置，其特征在于，还包括气体检测箱，其包括：检测架，用于放置气体检测传感器和气体流量控制阀；主板，其通过变送器连接所述气体检测传感器，用于接收气体检测传感器的待测气体成分和含量信号。5.如权利要求4所述的用于多通道气体的检测装置，其特征在于，所述变送器为插板式变送器。6.如权利要求5所述的用于多通道气体的检测装置，其特征在于，所述气体检测传感器还包括：检测腔，其内为密封空间，一端开设进气孔，另一端开设出气孔，所述内密封空间用于放置气体探头。7.如权利要求5所述的用于多通道气体的检测装置，其特征在于，所述检测腔开设进气孔的一端上开设支撑台阶，所述支撑台阶用于连接气体探头的底部，所述气体探头的侧壁和与其靠近的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊晟，王建勇，毛敏，姬鹏雁，魏忠，倪朋勃，李洪跃，
申请(专利权)人：中法渤海地质服务有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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