一种检测受限空间气体分布特性的装置

摘要

本发明公开了一种检测受限空间气体分布特性的装置，涉及检测受限空间气体分布的技术领域，包括筒体和气体测量设备，筒体的上端口设置有顶盖，筒体上设有标尺，顶盖开设有圆形操作孔，筒体的侧壁上沿竖向等距分布有多个测量孔；气体测量设备包括气体测量仪、固定夹、滑轨、遥控电机、线轴和尼龙线，滑轨设置在筒体内部，气体测量仪安装在固定夹上，固定夹可滑动连接于滑轨上，遥控电机安装在顶盖上，线轴安装于遥控电机的电机轴上，尼龙线的两端分别于线轴和固定夹连接。本发明制作成本低，不受时间、场地、设备等因素影响，能够让学员对受限空间的气体分布特性有了直观认识，提高学员的培训效率，具有三种测量方式，可适用于不同的气体测量仪。

说明书

技术领域

本发明涉及检测受限空间气体分布的技术领域，尤其涉及一种检测受限空间气体分布特性的装置。

背景技术

不同气体有不同的特性，很多安全规范对受限空间的氧气含量进行了规定，人们对缺氧的危险性已经有了一定的了解，对于受限空间中气体的分布情况依然了解不足，也缺乏专门针对空间中不同部位气体浓度的快速检测系统。因缺乏对受限空间中不同部位不同气体的浓度的检测装置，受限空间安全性的研究受到了很大的限制。

发明内容

针对上述产生的问题，本发明的目的在于提供一种检测受限空间气体分布特性的装置，解决了现在培训学员在了解受限空间气体分布特性时，没有办法直观的观察气体分布特性的技术问题，既能够满足学员培训需求、保证学员安全、提高培训效率，又能够让检测并让学员直观地观察受限空间气体分布特性的试验装置。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种检测受限空间气体分布特性的装置，包括筒体和气体测量设备，所述筒体的上端口设置有顶盖，所述筒体和所述顶盖围成密闭腔体，其中，所述筒体上设有指示高度的标尺，所述顶盖的一侧开设有圆形操作孔，所述圆形操作孔处设有操作孔盖，所述筒体的侧壁上沿竖向等距分布有多个测量孔，多个所述测量孔内均设有螺旋塞，所述圆形操作孔和多个所述测量孔内均能够插入软管，所述气体测量设备包括气体测量仪、固定夹、滑轨、遥控电机、线轴和尼龙线，所述滑轨沿竖向设置在所述筒体内部，所述气体测量仪安装在所述固定夹上，所述固定夹可滑动连接于所述滑轨上，所述遥控电机安装在所述顶盖的上表面，所述线轴安装于所述遥控电机的电机轴上，所述尼龙线贯穿顶盖，所述尼龙线的上端与所述线轴连接，所述尼龙线的下端与所述固定夹连接。

上述的一种检测受限空间气体分布特性的装置，其中，所述气体测量仪包括：

传感检测单元，所述传感检测单元用于检测气体媒质，所述传感检测单元检测到所述气体媒质后将其转为成微弱的电信号；

电信号放大及滤波单元，所述电信号放大及滤波单元用于将所述电信号放大，再进行滤波处理，并提取模拟量信息；

采样及模数转换单元，所述采样及模数转换单元用于将所述模拟量信息离散量化并转换成相应的数字信号；

参数设定及复位单元，所述参数设定及复位单元设定有报警阈值；

微处理器单元，所述参数设定及复位单元向所述微处理器单元发送所述报警阈值，所述微处理器单元用于判断所述数字信号与所述报警阈值之间的关系，当所述数字信号超过所述报警阈值时，所述微处理器单元驱动声光报警单元报警，所述微处理器单元驱动屏显单元显示报警信息；

通讯接口单元，所述微处理器单元通过所述通讯接口单元与上位机通讯连接，所述微处理器向所述上位机发送所述报警信息或接受指令消除警报；

所述传感检测单元、所述电信号放大及滤波单元、所述采样及模数转换单元和所述微处理器单元依次信号连接，所述参数设定及复位单元、所述声光报警单元报警、所述屏显单元、所述通讯接口单元均与所述微处理器单元信号连接。

上述的一种检测受限空间气体分布特性的装置，其中，所述气体测量设备还包括遥控器，所述遥控器用于遥控控制所述遥控电机。

上述的一种检测受限空间气体分布特性的装置，其中，所述顶盖的上表面固定有小滑轮，所述尼龙线绕设所述小滑轮上。

上述的一种检测受限空间气体分布特性的装置，其中，所述筒体的外壁上设置有第一把手，所述顶盖的上表面设置有第二把手。

上述的一种检测受限空间气体分布特性的装置，其中，所述筒体的材质为亚克力。

本发明由于采用上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)本发明的检测受限空间气体分布特性的装置制作成本低，易操作，不受时间、场地、设备等因素影响，能够经济、省时、灵活、精确地让学员对受限空间的气体分布特性有了直观的认识，提高了学员的培训效率及培训效果。

(2)本发明的气体测量仪换气速度较快，使测量更加准确、直观，具有三种测量方式，可适用于不同的气体测量仪，解决了该装置对气体测量仪的限制，更加全面且可反复测量。

(3)本发明的检测受限空间气体分布特性的装置的测量过程可远程遥控，学员测量得到的数据可从屏显单元上直接读取，可以对测量数据进行统计分析、保证测量结果的客观性和准确性。

附图说明

图1是本发明的一种检测受限空间气体分布特性的装置的示意图。

图2是本发明的气体测量仪的结构图。

附图标记：1、筒体；11、顶盖；12、标尺；13、操作孔盖；14、第一把手；15、第二把手；2、软管；31、气体测量仪；32、固定夹；33、滑轨；34、遥控电机；35、线轴；36、尼龙线；37、遥控器；38、小滑轮；41、第一测量孔；42、第二测量孔；43、第三测量孔；44、第四测量孔；45、第五测量孔。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图和具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要指出的是，本文提及的方位词“上”和“下”、“内”和“外”是以本发明的附图中零部件的相对位置为基准定义的，只是为了描述技术方案的清楚及方便，应当理解，此方位词的应用对本申请的保护范围不构成限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本发明实施例提供的一种检测受限空间气体分布特性的装置，请参阅图1所示，包括筒体1和气体测量设备，筒体1为上端开口的圆柱体结构，筒体1的上端口设置有顶盖11，顶盖11能够打开，当顶盖11盖设在筒体1上端口时，筒体1和顶盖11之间围成了密闭腔体，形成检测气体分布特性的受限空间，为了便于移动筒体1和顶盖11，在筒体1的外壁上设置有第一把手14，顶盖11的上表面设置有第二把手15。

其中，筒体1的材质为亚克力，透明的筒体1能够观测到其内部的状况，筒体1上设有指示高度的标尺12，顶盖11的一侧开设有圆形操作孔，圆形操作孔处设有操作孔盖13，操作孔盖13能够打开或闭合，筒体1的侧壁上沿竖向等距分布有多个测量孔，多个测量孔内均设有螺旋塞，圆形操作孔和多个测量孔内均能够插入软管2，软管2与外部的气体测量仪31连接，以测量筒体1内的气体分布特性。

气体测量设备包括气体测量仪31、固定夹32、滑轨33、遥控电机34、线轴35和尼龙线36，滑轨33沿竖向设置在筒体1内部，气体测量仪31安装在固定夹32上，固定夹32可滑动连接于滑轨33上，遥控电机34安装在顶盖11的上表面，线轴35安装于遥控电机34的电机轴上，尼龙线36贯穿顶盖11，尼龙线36的上端与线轴35连接，尼龙线36的下端与固定夹32连接。

本发明的检测受限空间气体分布特性的装置包括三种测量方式，可以根据筒体1内气体种类选择相应类型的气体测量仪31，同时可以选择多种测量仪进行比较，通过对比验证保证测量结果的准确性。

第一种测量方式：使用气体测量设备，气体测量仪31通过固定夹32安装于滑轨33上，遥控电机34的电机轴带动线轴35转动，尼龙线36拉动固定夹32沿滑轨33上下移动，以调节气体测量仪31的高度，可以安全有效地测量圆柱筒体1内不同高度的气体浓度；采用第一种测量方式具有以下优点，(1)实验者远离实验装置，增加了测量过程的安全性；(2)可以参照气体测量仪31的位置和筒体1侧壁上的标尺12，确定当下测量的具体位置，测量更加精确；(3)滑轨33沿竖向贯穿整个筒体1内部，气体测量仪31通过固定夹32可以在滑轨33上自由移动，因此可以测量筒体1内任意高度的气体浓度。

第二种测量方式：在船舶测量气体浓度时，最实用的方法是在顶盖11上的圆形操作孔放入软管2，软管2连接气体测量仪31，人员在筒体1外部直接读取气体测量仪31中的气体浓度即可，在不测量时可旋紧圆形操作孔的操作孔盖13，保证装置的气密性。

第三种测量方式：通过筒体1侧壁上的多个测量孔可测量对应高度筒体1内侧壁处的气体浓度，在不测量时可旋紧螺旋塞，多个测量孔还可以作为气体的导入孔，同时被测气体也可通过顶盖11的圆形操作孔导入筒体1内部。

请参阅图2所示，气体测量仪31包括：传感检测单元，传感检测单元用于检测气体媒质，传感检测单元检测到气体媒质后将其转为成微弱的电信号；电信号放大及滤波单元，电信号放大及滤波单元用于将电信号放大，再进行滤波处理，并提取模拟量信息；采样及模数转换单元，采样及模数转换单元用于将模拟量信息离散量化并转换成相应的数字信号；参数设定及复位单元，参数设定及复位单元设定有报警阈值；微处理器单元，参数设定及复位单元向微处理器单元发送报警阈值，微处理器单元用于判断数字信号与报警阈值之间的关系，当数字信号超过报警阈值时，微处理器单元驱动声光报警单元报警，微处理器单元驱动屏显单元上显示报警信息；通讯接口单元，微处理器单元通过通讯接口单元与上位机通讯连接，可以通过无线或有线通讯，微处理器向上位机发送报警信息或接受指令消除警报。

进一步优化上述实施例，传感检测单元的器件型号为MQ系列，电信号放大及滤波单元的器件型号为AD8002，采样及模数转换单元的器件型号为TLC1543，微处理器单元的器件型号为ATMega16，参数设定及复位单元的器件型号为intel 8279，声光报警单元的器件型号为max7219，屏显单元的器件型号为LCD12864，通讯接口单元的器件型号为：USB、RS232和WLAN。

进一步地，传感检测单元、电信号放大及滤波单元、采样及模数转换单元和微处理器单元依次信号连接，参数设定及复位单元、声光报警单元报警、屏显单元、通讯接口单元均与微处理器单元信号连接。

另外，气体测量设备还包括遥控器37，遥控器37用于遥控控制遥控电机34，能够控制遥控电机34的正转、反转或停止。遥控器37上设有按键，按压按键时会触发参数设定单元及复位单元，由参数设定单元及复位单元向微处理器单元发送复位信息，微处理器单元控制声光报警单元消除警报。

还有，顶盖11的上表面固定有小滑轮38，尼龙线36绕设小滑轮38上，从筒体1内拉出的尼龙线36通过小滑轮38改变走向并与线轴35相连接。

进一步优化上述实施例，筒体1的侧壁上沿竖向等距分布有五个测量孔，分别为第一测量孔41、第二测量孔42、第三测量孔43、第四测量孔44和第五测量孔45，筒体1能够通过五个测量孔与筒体1外的气体测量仪31连接，以测量气体分布特性。

在本实施例中，筒体1内底部设有凸出的O型槽，顶盖11的下表面凸出有O型槽，滑轨33的上下两端分别设置在两O型槽内，滑轨33结构稳定，滑轨33上具有滑槽，固定夹32上设有滑块，滑块卡设在滑槽内，滑块能够在滑槽内上下滑动。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

进一步的，请参阅图1所示，示出了一种较佳实施例的检测受限空间气体分布特性的装置的使用方法，以测量受限空间中的氧气分布为例，以下说明本使用方法：

Si：打开第一测量孔41、第二测量孔42、第三测量孔43、第四测量孔44和第五测量孔45并导入一定量的二氧化碳气体，然后盖上螺旋塞，静置一段时间；

Sii：打开气体测量仪31，在新鲜空气中静置一段时间，打开顶盖11，使气体测量仪31固定在固定夹32上，闭合顶盖11，通过操作遥控电机34，使气体测量仪31和固定夹32在滑轨33上移动；

Siii：参考筒体1上的标尺12，以一定的间隔作为测量点，记录测量的数据，再与五个测量孔一样高度的作为测量点，记录测量的数据，测量结束后取出气体测量仪31，关闭气体测量仪31；

Siv：打开气体测量仪31，在新鲜空气中静置一段时间，分别打开第一测量孔41、第二测量孔42、第三测量孔43、第四测量孔44和第五测量孔45，分别测量各处的数据；

Sv：综合步骤Siii和步骤Siv的测量数据，分析受限空间中的氧气分布的特性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此本发明将不会限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。