通用氣體檢測(cè)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種通用氣體檢測(cè)器，其提供用于檢測(cè)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(zhuān)利說(shuō)明】通用氣體檢測(cè)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]通用氣體檢測(cè)器提供用于可燃性和有毒氣體檢測(cè)兩者的統(tǒng)一用戶界面和通用氣體檢測(cè)平臺(tái)。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]Wobschall的公開(kāi)于2005年12月22日的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.2005/0280408、Filippi等的于1989年10月17日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利N0.4875031、Llic等的于2002年8月6日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利N0.6428665、Wareham等的公開(kāi)于2006年6月15日的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.2006/0123931、Gaudet的于2001年5月8日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利N0.6229469以及Muroguchi等的公開(kāi)于2009年10月I日的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.2009/0242427都公開(kāi)了化學(xué)氣體檢測(cè)器的若干方面。
[0004]實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]商業(yè)上稱(chēng)為Meridian的通用氣體檢測(cè)器提供用于可燃性和有毒氣體檢測(cè)兩者的統(tǒng)一用戶界面和通用氣體檢測(cè)平臺(tái)，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(shí)用新型提供一種通用氣體檢測(cè)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(guò)插針接口附接到傳感器頭部。
[0007]本實(shí)用新型至少解決了其中一個(gè)涉及的技術(shù)問(wèn)題并取得相應(yīng)的技術(shù)效果。
[0008]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1顯示所述通用氣體檢測(cè)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(cè)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(dòng)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(yàn)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(chǎng)模擬觸發(fā)檢測(cè)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(yàn)證警報(bào)設(shè)置點(diǎn)、繼電器啟動(dòng)、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(cè)器的另一圖示。
[0016]圖8顯示通過(guò)單手安裝和附接觸覺(jué)確認(rèn)可容易安裝并維持傳感器搭扣裝配到檢測(cè)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(cè)器的另一個(gè)實(shí)施方案；
[0019]圖11顯示通用氣體檢測(cè)器的另一個(gè)實(shí)施方案；
[0020]圖12是所述通用氣體檢測(cè)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(lèi)型的傳感器頭部
[0024]3:所有類(lèi)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(cè)器的前視圖和側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]用于全部應(yīng)用的單檢測(cè)器頭部
[0028]所述通用氣體檢測(cè)器提供檢測(cè)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(cè)器使用單檢測(cè)器頭部以容易接受全部傳感器類(lèi)型。在氣體檢測(cè)器或不同檢測(cè)器頭部中不需要不同專(zhuān)屬儀表板來(lái)實(shí)現(xiàn)作為可燃性或有毒氣體檢測(cè)器的儀器功能。所述氣體檢測(cè)器通過(guò)將特殊有毒或可燃性傳感器簡(jiǎn)單附接到通用檢測(cè)器頭部而在一個(gè)檢測(cè)器中接受全部傳感器類(lèi)型且Meridian氣體檢測(cè)器將自動(dòng)確定待檢測(cè)的氣體類(lèi)型。傳感器的安裝是簡(jiǎn)單的即插即用動(dòng)作。所述氣體檢測(cè)平臺(tái)被設(shè)計(jì)成允許合并新的傳感技術(shù)。
[0029]單套附件
[0030]所述氣體檢測(cè)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(cè)平臺(tái)的單套附件。用于氣體檢測(cè)器的全部附件是針對(duì)所述通用檢測(cè)器頭部而設(shè)計(jì)且不需要購(gòu)買(mǎi)用于有毒和可燃性應(yīng)用的不同附件。
[0031]通過(guò)所述氣體檢測(cè)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(duì)濕度限制的極端氣候中準(zhǔn)確檢測(cè)H2S的需求。金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器設(shè)計(jì)符合ISA-92.0.01，部分1-1998，性能需求規(guī)范。
[0032]無(wú)需解密區(qū)域的傳感器更換
[0033]所述氣體檢測(cè)器的本質(zhì)安全、即插即用傳感器設(shè)計(jì)允許操作人員實(shí)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(yùn)行和同時(shí)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(shí)的活動(dòng)。為了降低操作危險(xiǎn)和維護(hù)費(fèi)用，設(shè)計(jì)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(cè)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(shí)驗(yàn)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(duì)特殊場(chǎng)合的要求調(diào)整傳感器上的范圍。最終用戶可在任何時(shí)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(jì)還提供在無(wú)法評(píng)估或無(wú)法獲得特殊氣體范圍的情況下容易校正傳感器的靈活性。可通過(guò)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(dòng)傳感器電壓檢測(cè)和調(diào)整
[0037]為了將安裝和調(diào)試時(shí)間減至最少，所述氣體檢測(cè)器自動(dòng)檢測(cè)電壓并調(diào)整催化珠傳感器的所需電壓而無(wú)需安裝人員干預(yù)。這降低了安裝時(shí)間和傳感器安裝所需的工具作業(yè)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的要求。[0038]所述氣體檢測(cè)器可檢測(cè)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(cè)器具有極小漂移，即，其通過(guò)顯著減小溫度和濕度的作用而在嚴(yán)苛的現(xiàn)實(shí)環(huán)境中可靠地運(yùn)行。所述氣體檢測(cè)器具有高針對(duì)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(lái)自所存在的其它氣體的交叉干擾和降低錯(cuò)誤警報(bào)的可能性。所述氣體檢測(cè)器具有數(shù)碼ID，即，當(dāng)更換傳感器時(shí)，其提供自動(dòng)識(shí)別，從而降低在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)期間用戶失誤的可能性。所述氣體檢測(cè)器具有較廣有毒氣體檢測(cè)，即，各種氣體可利用幾個(gè)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(cè)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(kù)存費(fèi)用，降低培訓(xùn)費(fèi)用和簡(jiǎn)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(shí)間、減少初始安裝所需的勞動(dòng)力和降低安裝人員失誤的風(fēng)險(xiǎn)。所述氣體檢測(cè)器具有提供準(zhǔn)確且可靠檢測(cè)，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(jí)通信協(xié)議提供詳細(xì)診斷數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)前瞻性維護(hù)和更安全環(huán)境。所述氣體檢測(cè)器通過(guò)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議提供開(kāi)發(fā)自有氣體檢測(cè)系統(tǒng)的靈活性，通過(guò)改良對(duì)關(guān)于檢測(cè)器狀態(tài)和環(huán)境的實(shí)時(shí)信息的評(píng)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(lái)達(dá)成業(yè)界證實(shí)的一流性能。所述氣體檢測(cè)器提供前瞻性即插即用設(shè)計(jì)，其允許將合適的未來(lái)傳感技術(shù)容易整合到所述氣體檢測(cè)器中。所述氣體檢測(cè)器具有無(wú)縫合并新通信協(xié)議和跟進(jìn)業(yè)界趨勢(shì)，且在新業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議可用在所述氣體檢測(cè)平臺(tái)時(shí)加以利用的能力。所述氣體檢測(cè)器減少維護(hù)時(shí)間和傳感器校正的相關(guān)費(fèi)用。這種開(kāi)創(chuàng)性傳感器設(shè)計(jì)允許對(duì)有毒傳感器進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)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(jì)具有降低的成本、浪費(fèi)和環(huán)境影響。所述氣體檢測(cè)器提供可以進(jìn)行簡(jiǎn)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(guó)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(jí)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(bào)具有3個(gè)可調(diào)警報(bào)設(shè)置點(diǎn)和I個(gè)失效；繼電器為4個(gè)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(yáng)光下可見(jiàn)；語(yǔ)言包括英語(yǔ)、葡萄牙語(yǔ)、法語(yǔ)、西班牙語(yǔ)、漢語(yǔ)或俄語(yǔ)；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(cè)器的用戶界面讀取控制提供對(duì)傳感器范圍、警報(bào)設(shè)置和其它安全功能的受控訪問(wèn)；存儲(chǔ)器為非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，確保配置參數(shù)在斷電時(shí)間中得以保留；傳感器類(lèi)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(gè)檢測(cè)器支持至多2個(gè)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(cè)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(dú)立第三方代理)認(rèn)證的IEC61508標(biāo)準(zhǔn)下，所述通用氣體檢測(cè)器適合用于SIL-2和SIL-3`-額定系統(tǒng)。第三方SIL認(rèn)證證實(shí)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(shí)間和增強(qiáng)安全因素的能力。
[0068]所述氣體檢測(cè)器允許將至多三個(gè)傳感器附接到單個(gè)儀器。使用多傳感器檢測(cè)器允許操作人員從同一個(gè)檢測(cè)器監(jiān)測(cè)有毒和可燃性氣體，準(zhǔn)確檢測(cè)因來(lái)自其它氣體的交叉干擾而特別難檢測(cè)的氣體，降低每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的總費(fèi)用同時(shí)提高整體安全性，和離氣體檢測(cè)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(duì)全球使用而設(shè)計(jì)的所述通用氣體檢測(cè)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(duì)數(shù)碼協(xié)議的支持使得可利用高級(jí)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(yùn)營(yíng)成本。所述氣體檢測(cè)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(wú)線 HART 及ISA100.1lA0
【權(quán)利要求】
1.一種通用氣體檢測(cè)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(guò)插針接口附接到傳感器頭部。
【文檔編號(hào)】G01N21/00GK203479688SQ201320121112
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)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(qǐng)人:上海依格安全裝備有限公司