本實(shí)用新型涉及石油管道應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種石油管道氣體檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

原油、成品油、天然氣及常溫狀態(tài)下為流體性質(zhì)的各類化工產(chǎn)品的運(yùn)輸主要都是依靠管道運(yùn)輸方式來實(shí)現(xiàn)。利用管道把石油及其產(chǎn)品和各種氣體從產(chǎn)地輸送到煉廠或用戶所在地已逐漸成為安全、經(jīng)濟(jì)和對(duì)環(huán)境危害小的運(yùn)輸方式。管道運(yùn)輸還具有不用轉(zhuǎn)運(yùn)、損耗極低、發(fā)生泄漏危險(xiǎn)小、對(duì)環(huán)境污染小、能長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行、受惡劣氣候影響小、建設(shè)費(fèi)用低、施工期短、設(shè)備維修量小、便于管理易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控等優(yōu)勢(shì)。

而在目前的運(yùn)輸過程中，由于還沒有一些普遍適用的合理手段對(duì)石油管道中的有毒氣體進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)量，所以在處理一些管道問題或者需要人工石油管道作業(yè)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)忽視整個(gè)管道中的有毒有害氣體對(duì)施工人員的身體產(chǎn)生的潛在危害。甚至在有些情況下，石油蒸汽在與空氣混合的時(shí)候還會(huì)產(chǎn)生巨大的火災(zāi)隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本實(shí)用新型提供一種石油管道氣體檢測(cè)裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)不能對(duì)石油管道中的有毒氣體進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)量，容易對(duì)施工人員身體產(chǎn)生危害以及存在火災(zāi)隱患的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種石油管道氣體檢測(cè)裝置，包括支路管道和安裝于所述支路管道上的傳感器組件，所述支路管道的進(jìn)口端和出口端分別連接石油管道，所述支路管道的進(jìn)口端和出口端分別設(shè)有支路管道閥門，所述傳感器組件采用酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺氣敏材料傳感器。

其中，所述傳感器組件包括傳感器基座和兩個(gè)電極，所述傳感器基座的底面涂覆酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺納米薄膜，所述酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺納米薄膜連接所述電極。

其中，所述傳感器組件與所述支路管道之間設(shè)有密封墊。

其中，所述電極對(duì)稱的襯于所述傳感器基座的底面。

其中，所述傳感器組件還包括設(shè)置在所述傳感器基座外的外殼。

其中，所述傳感器基座設(shè)置為網(wǎng)格狀平面結(jié)構(gòu)。

其中，所述酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺納米薄膜通過真空鍍膜技術(shù)涂覆在所述傳感器基座的底面。

其中，所述傳感器組件連接信號(hào)接收分析儀。

(三)有益效果

本實(shí)用新型提供的石油管道氣體檢測(cè)裝置，相比于現(xiàn)有技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型提供的石油管道氣體檢測(cè)裝置，通過支路管道和安裝于支路管道上的傳感器組件，能夠?qū)κ凸艿乐械挠卸練怏w進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)量，避免石油管道中的有害氣體對(duì)施工人員身體產(chǎn)生危害，避免石油蒸汽與空氣混合的火災(zāi)隱患；測(cè)量過程較為簡(jiǎn)單，靈敏度較高，制作成本低，適于各種石油管道的要求；

2、本實(shí)用新型提供的石油管道氣體檢測(cè)裝置，采用酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺氣敏材料傳感器，可以將氣敏材料直接與管道中的氣體接觸，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)管道中有害氣體的濃度；

3、本實(shí)用新型的氣敏材料傳感器，采用酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺納米薄膜，納米薄膜比表面積大,有利于提高其靈敏度,大大降低使用溫度；

4、本實(shí)用新型的氣敏材料傳感器，由于不需要加熱電極，傳感器基底可以制成網(wǎng)格狀平面結(jié)構(gòu)，能夠增大整個(gè)涂層和支路管道中氣體的接觸面積，提高整個(gè)傳感器的靈敏度。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的石油管道氣體檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1：酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺納米薄膜；2：電極；3：傳感器基座；4：石油管道；5：支路管道閥門；6：外殼；7：支路管道；8：密封墊。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式。以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

本實(shí)用新型提供一種石油管道氣體檢測(cè)裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)不能對(duì)石油管道中的有毒氣體進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)量，容易對(duì)施工人員身體產(chǎn)生危害以及存在火災(zāi)隱患的問題。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中提供一種石油管道氣體檢測(cè)裝置，包括支路管道7和安裝于支路管道7上的傳感器組件，支路管道7的進(jìn)口端和出口端分別連接石油管道4，支路管道7的進(jìn)口端和出口端分別設(shè)有支路管道閥門5，傳感器組件采用酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺氣敏材料傳感器。本實(shí)用新型提供的石油管道氣體檢測(cè)裝置，通過在石油管道4上連接支路管道7，并在支路管道7上安裝酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺氣敏材料傳感器，能夠?qū)⑹凸艿乐械臍怏w引入支路管道7中，需要對(duì)石油管道中氣體進(jìn)行檢測(cè)過程時(shí)，關(guān)閉支路管道閥門5，通過支路管道7上的傳感器對(duì)管道中的有毒氣體進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)量，能夠避免石油管道中的有害氣體對(duì)施工人員身體產(chǎn)生危害，避免石油蒸汽與空氣混合的火災(zāi)隱患；通過氣敏材料酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺傳感器的探頭直接與管道中的氣體接觸，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)管道中有害氣體的濃度；本實(shí)用新型提供的石油管道氣體檢測(cè)裝置測(cè)量過程較為簡(jiǎn)單，靈敏度較高，制作成本低，適于各種石油管道的要求；此外，通過控制酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺中酞菁鈀和聚苯胺的比例，還可以分別對(duì)各類氣體進(jìn)行單獨(dú)監(jiān)控。

本實(shí)施例中，傳感器組件包括傳感器基座3和兩個(gè)電極2，傳感器基座3的底面涂覆酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺納米薄膜1，酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺納米薄膜1直接連接兩個(gè)電極2。本實(shí)用新型提供的石油管道氣體檢測(cè)裝置，酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺(PdPc-PANI)能夠?qū)τ泻怏w如H₂S，NO₂，SO₂等還原性氣體進(jìn)行吸附和脫附，從而能夠?qū)崟r(shí)靈敏地改變自身的載流子濃度，因此導(dǎo)電性能會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變，從而在電路中能夠產(chǎn)生一個(gè)不斷變化的電信號(hào)，故通過信號(hào)分析儀就能實(shí)時(shí)監(jiān)控管道中的有害氣體的含量。

該傳感器組件在傳統(tǒng)氣敏傳感器的基礎(chǔ)上去除加熱電極，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，并能夠降低大規(guī)模生產(chǎn)的成本，易于器件集成化；采用酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺納米薄膜1，納米薄膜比表面積大，有利于提高其靈敏度，大大降低使用溫度。

有機(jī)半導(dǎo)體π電子躍遷能很小，整個(gè)分子具有低電容能和高極化能，使它很容易和缺電子的氧化性氣體發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，在材料表面產(chǎn)生空穴，導(dǎo)致電導(dǎo)增加。當(dāng)吸附氧化性氣體時(shí)，被吸附的氣體分子接受酞菁環(huán)上的π電子并在其上形成空穴，由于空穴濃度的增加而使電導(dǎo)增加，當(dāng)吸附還原性氣體時(shí)則相反，電導(dǎo)減小。

聚苯胺(PANI)最典型的特性是其經(jīng)質(zhì)子酸摻雜或氧化摻雜后具有較高的電導(dǎo)率。聚苯胺的電導(dǎo)不僅與聚苯胺質(zhì)子化程度和氧化還原程度有關(guān)，還與薄膜的成膜方式、環(huán)境氣氛以及溫度等多種因素有關(guān)。為了提高聚苯胺的導(dǎo)電性，不僅可以采取質(zhì)子化摻雜而且還可采取氧化摻雜的方法。利用環(huán)境氣體(如NO₂、NH₃等)對(duì)聚苯胺可進(jìn)行摻雜而改變其電導(dǎo)率的原理，可將它用于氣體傳感器，從而來檢測(cè)各種氣體及濃度大小。以NO₂為例，由于NO₂是一種氧化性氣體，當(dāng)聚苯胺膜置于其中時(shí)，這種氧化性氣體與聚苯胺中的π電子體系接觸，電子可能發(fā)生從聚苯胺向NO₂氣體中的轉(zhuǎn)移，相當(dāng)于對(duì)聚苯胺注入空穴，聚苯胺將帶正電荷，增加了作為P型半導(dǎo)體的聚苯胺中的空穴濃度，導(dǎo)電性提高，因而在與氣體剛接觸時(shí)，電導(dǎo)率增加很快。但是隨著氧化時(shí)間的增長(zhǎng)，氧化摻雜程度也將極大地增加，這便會(huì)改變聚苯胺原先半氧化半還原的狀態(tài)，使之成為更高的氧化態(tài)，此時(shí)的導(dǎo)電性反而會(huì)降低，由此也說明當(dāng)聚苯胺處于半氧化半還原的摻雜狀態(tài)時(shí)電導(dǎo)率最高，氧化和還原程度的過度增加都將使電導(dǎo)率下降。

本實(shí)施例中，傳感器組件還包括設(shè)置在傳感器基座3外的外殼6，傳感器組件通過密封墊8安裝于支路管道7上，具體的，支路管道7上設(shè)有傳感器安裝孔，傳感器組件安裝在傳感器安裝孔內(nèi)，傳感器組件的外殼6和支路管道之間設(shè)置密封墊8，用以保持安裝組件的密封。

本實(shí)施例中，由于不需要加熱電極，傳感器基底3可以制成網(wǎng)格狀平面結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格狀平面結(jié)構(gòu)，能夠增大整個(gè)涂層和支路管道中氣體的接觸面積，提高整個(gè)傳感器組件的靈敏度。

本實(shí)施例中，酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺納米薄膜1通過真空鍍膜技術(shù)涂覆在所述傳感器基座上，利用真空鍍膜可以將氣敏材料酞菁鈀-導(dǎo)電型聚苯胺在網(wǎng)格狀基底上鍍成約10nm厚的納米薄膜涂層，這樣能夠增大整個(gè)涂層和支路管道中氣體的接觸面積，提高整個(gè)傳感器的靈敏度。

本實(shí)施例中，傳感器組件連接信號(hào)接收分析儀(圖中未示出)。具體的，電極2連接信號(hào)接收分析儀，信號(hào)接收分析儀接收電路中產(chǎn)生的不斷變化的電信號(hào)，通過信號(hào)分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)控管道中的有害氣體的含量。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。