一种便携式油气浓度测定仪

　　一、引言

　　目前,在油料的收发及储存过程中,由于汽油挥发性强,必然产生大量的油蒸气。随着油气浓度的升高,其事故隐患也随之增大,轻则发生油气中毒,重则有可能导致着火、爆炸。所以及时、准确地测定出油气浓度并在其爆炸极限范围内预警,是减少意外事故发生的有效手段。

　　二、仪表简介

　　1.仪表的测定对象

　　该测定仪是以车用汽油为测定对象的。车用汽油是由脂肪族,芳香族,环烷系的饱和及不饱和碳水化合物组成的混合物,其爆炸极限范围为1% ~6%(%LEL)。

　　2.仪表的结构

　　该仪表由传感器仓、传感器、耳机插座、透明灯罩、警示灯、蜂鸣器、震动报警器、线路板、电池盒、面板、液晶屏幕、皮带扣等组成。

　　3.仪表的功能

　　本仪表可及时、精确测量并显示油气的爆炸下限百分比浓度(%LEL)值、油气的体积百分比浓度(%VOL)值、油气的爆炸下限百分比浓度峰值和电池电压,能够在达到气体的爆炸下限时实现两级声、光、震动报警,并对汽油的油气浓度超限的报警有保持,即报警解除、警报持续,可通过按任意键解除报警保持。仪表功能逻辑示意图如图1所示。

　　4.仪表的设计原理

　　仪表传感器仓中的催化燃烧式传感器接触到油气时,传感器表面由于吸附油气,而使其电导率发生改变。传感器的固有电阻R0和工作电阻RS分别为:

　　式中:RL为取样电阻;VC为工作电压;V0为洁净空气中取样电阻的端电压;VS为检测气体中取样电阻端电压。传感器的灵敏度定义为:

　　传感器的分辨力定义为:

　　式中V′S为传感器在干扰气体中取样的电阻端电压。

　　传感器把油气浓度变化转为电阻值的变化,通过惠斯通电桥,转化为电压,通过单片机的低频CPU芯片处理,将气体浓度显示在液晶屏幕上。其电路逻辑功能结构如图2所示:

　　5.仪表的特点

　　(1)采用单片机控制,液晶显示,薄膜按键,人机界面友好;

　　(2)体积小,重量轻,可实现数字调零,使用方便;

　　(3)采用高可靠、高性能传感器,反应灵敏,寿命长,抗中毒性好;

　　(4)两级声、光、震动报警,报警保持;

　　(5)可以测量%LEL、%VOL、%LEL峰值、电池电压,低电池电压提示,电压过低自动关机;

　　(6)采用高容量的充电锂电池,持续工作时间长。

　　6.仪表的技术性能指标

　　(1)环境参数

　　工作温度:-40℃~ 55℃

　　相对湿度:10% ~ 95%RH

　　保存温度:-40℃~ 85℃

　　(2)量程

　　检测范围:0 ~ 100%LEL

　　(3)灵敏度:±5%F·S