本發(fā)明涉及一種用于瓦斯泄漏的報(bào)警器。
背景技術(shù)：
：瓦斯是多種可燃可爆炸氣體的總稱。瓦斯的主要成分是甲烷，甲烷對(duì)空氣的密度為0.559，當(dāng)甲烷發(fā)生聚集時(shí)，其燃點(diǎn)只有60～63℃，且其一旦遇到明火就會(huì)瞬間發(fā)生爆炸。尤其在煤礦井下采掘時(shí)，會(huì)發(fā)生瓦斯突然噴涌而出的情況，對(duì)礦井和相關(guān)工作人員造成不可挽回的危害，嚴(yán)重的危害了煤礦的安全生產(chǎn)。隨著我國(guó)對(duì)煤礦開采的重視和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)目前大多數(shù)正在使用的礦井基本上都安裝有瓦斯?jié)舛葯z測(cè)設(shè)備，在一定程度上保障了井下生產(chǎn)人員的安全。然而，相關(guān)技術(shù)中采用的設(shè)備存在報(bào)警不及時(shí)的問(wèn)題。存在潛在的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述的不足，本發(fā)明旨在提供一種用于瓦斯泄漏的報(bào)警器，其能夠準(zhǔn)確及時(shí)地檢測(cè)環(huán)境中的瓦斯氣體的濃度，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：一種用于瓦斯泄漏的報(bào)警器，包括第一通信模塊、第二通信模塊、報(bào)警模塊和檢測(cè)模塊；所述第一通信模塊與報(bào)警模塊并聯(lián)，所述第一通信模塊、報(bào)警模塊與第二通信模塊并聯(lián)，所述第一通模塊、報(bào)警模塊、第二通信模塊與檢測(cè)模塊串聯(lián)；檢測(cè)模塊包括供電模塊、氣敏模塊、控制單元和穩(wěn)壓模塊；所述穩(wěn)壓模塊的輸入端與供電模塊連接，輸出端分別連接至氣敏模塊和控制單元；所述氣敏模塊的輸出端與控制單元連接；其中，氣敏模塊采集環(huán)境中可燃性氣體的濃度，將濃度數(shù)據(jù)傳輸至控制單元，控制單元接受信息分析處理，將信息發(fā)送給報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警輸出，所述供電模塊提供的工作電源被穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓處理后提供給氣敏模塊和控制單元。進(jìn)一步地，所述氣敏模塊包括氣體敏感件、測(cè)量氣室、氣體限制室和氣體分散道；氣體敏感件設(shè)置于氣體測(cè)量室內(nèi)，氣體測(cè)量室通過(guò)氣體分散道與氣體限制室相連，氣體分散道通過(guò)置于中部的氣體分散膜分成兩個(gè)氣體分散通道；氣體限制室外側(cè)設(shè)置有兩個(gè)氣體入口；氣體測(cè)量室的一側(cè)設(shè)置有氣體出口，檢測(cè)完的氣體通過(guò)氣體出口排出。進(jìn)一步地，所述氣體敏感件內(nèi)盤旋設(shè)置有兩層鉑絲線圈，鉑絲線圈上涂覆有氣敏材料層。進(jìn)一步地，所述鉑絲線圈上涂覆的氣敏材料層的制備方法如下：一、配制前驅(qū)液：稱取5～15g氯化亞錫和10～20g乙烯基吡咯烷酮，放入錐形瓶中，然后加入20～50ml無(wú)水乙醇和20～50mln,n-二甲基甲酰胺(dmf)，在磁力攪拌器上攪拌4～8h，得到澄清的溶液，前驅(qū)液配制完畢；二、配制高分子混合液：稱取5～10g聚丙烯腈加入到50～100mln,n-二甲基甲酰胺中，在60～75℃條件下攪拌至溶液完全澄清，加入20～35ml無(wú)水乙醇，20～30℃超聲30～60min，冷卻后置于室溫待用，其中，聚丙烯腈的mw＝102700；三、配制二氧化鈦-氯化銀混合液：將1.0～3.0g氯化銀和2.0～2.5g二氧化鈦加入到步驟二配制好的高分子混合液中，置于通風(fēng)廚中20～25℃條件下使用集熱式磁力攪拌器攪拌2～2.5h，攪拌轉(zhuǎn)速為1000～1200rpm；四、靜電紡絲：將經(jīng)步驟三配制好的混合液放入靜電紡絲設(shè)備的不銹鋼噴絲管中，不銹鋼噴絲管的內(nèi)噴管的直徑為0.5mm，外噴管的直徑為1.0mm，內(nèi)噴管和外噴管的距離為20～30mm，用鋁箔紙包裹金屬板，作為收集板；內(nèi)噴管和外噴管與收集板之間的距離為20cm，施加10kv直流電進(jìn)行電紡絲，在收集板上收集聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維膜；五、制備聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維膜：將經(jīng)由步驟四制備而得的聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維膜置于真空干燥器中，真空度為30～50kpa，真空干燥器底部放入20ml濃硫酸和0.5g硫化鈉的混合物，于通風(fēng)廚中靜置過(guò)夜后取出聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維膜，超純水清洗干凈；六、馬弗爐中進(jìn)行煅燒，調(diào)節(jié)馬弗爐的升溫速率為1℃/min，升溫至600℃，恒溫3小時(shí)，冷卻；從而得到聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維材料；將聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維材料使用放射線co射線照射，輻照強(qiáng)度為2.5～3.0kgy/h，輻照處理時(shí)間為4～10h；七、碳納米管/聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維氣敏材料：稱取3.0g碳納米管置于50ml燒杯中，加入10ml的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和10ml的n,n-二甲基甲酰胺，超聲分散均勻后，加入聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維膜；水浴加熱至100℃，機(jī)械攪拌回流24h～36h，得到的混合液轉(zhuǎn)移至50ml燒杯中，用無(wú)水乙醇清洗反應(yīng)多于的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，用0.22μm的微孔過(guò)濾膜真空抽濾，置于75℃真空干燥箱中烘干；重復(fù)步驟六的操作，得到碳納米管/聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維基氣敏材料。八、涂覆：將碳納米管/聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維基氣敏材料和適量的無(wú)水乙醇和聚乙二醇混合成為糊狀，然后將糊狀物均勻涂抹于氣體傳感器的鉑絲線圈表面，置于通風(fēng)廚中風(fēng)干即可，然后經(jīng)過(guò)200～250℃退火處理6h即可。進(jìn)一步地，所述鉑絲線圈上涂覆的氣敏材料層的厚度為10～100nm。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果：(1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，報(bào)警器對(duì)甲烷的反應(yīng)時(shí)間非?？欤苓_(dá)到2～25s，在一些測(cè)試結(jié)果中，一般穩(wěn)定在5～10s范圍內(nèi)，其穩(wěn)定性非常高，提高了報(bào)警的精度和可靠性，一旦發(fā)生泄漏，氣敏模塊能夠采集環(huán)境中的甲烷氣體并將氣體濃度數(shù)據(jù)傳輸給控制單元，控制單元經(jīng)過(guò)將信息分析處理后，發(fā)送給報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警輸出，進(jìn)而可迅速發(fā)出警報(bào)，避免發(fā)生潛在的風(fēng)險(xiǎn)，保障了使用者的人身安全。(2)該報(bào)警器還可以用于報(bào)警對(duì)易燃易爆的氫氣以及包括二氧化硫、一氧化碳、硫化氫和苯系物氣體在內(nèi)的有毒危險(xiǎn)氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一種設(shè)備可以具備多種氣體監(jiān)測(cè)的性能，能夠在第一時(shí)間對(duì)瓦斯氣體進(jìn)行處理，而且還適用于家庭燃?xì)鉄崴鞯谋O(jiān)測(cè)使用；因此具有大范圍推廣應(yīng)用的潛能。(3)在制備氣敏模塊的過(guò)程中，采用了co射線對(duì)制成的材料進(jìn)行輻照，使制成的氣敏材料的孔徑大幅度增加，其表面的吸附氣孔變多，因此，增強(qiáng)了氣敏材料的敏感度，對(duì)氣體的瞬間吸附能力增強(qiáng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了氣敏模塊采集環(huán)境中瓦斯氣體的能力。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中采用的檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)示意框圖。圖3是圖2中的采用的氣體傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3中的采用的氣體傳感器的鉑絲線圈外面涂覆的氣敏材料層的制備方法的工藝流程圖。其中，1-報(bào)警模塊，2-第一通信模塊，3-檢測(cè)模塊，4-第二通信模塊，5-控制單元，6-穩(wěn)壓模塊，7-電源模塊，10-氣敏模塊，11、12-氣體入口，13、14-氣體限制室，15、16-氣體分散道，17-氣體分散膜，18-氣體測(cè)量室，19-氣體敏感件，20-鉑絲線圈，21-氣體出口。具體實(shí)施方式結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。一種用于瓦斯泄漏的報(bào)警器，如圖1所示，包括第一通信模塊2、第二通信模塊4、報(bào)警模塊1和檢測(cè)模塊3；所述第一通信模塊2與報(bào)警模塊1并聯(lián)，所述第一通信模塊2、報(bào)警模塊1與第二通信模塊4并聯(lián)，所述第一通模塊2、報(bào)警模塊1、第二通信模塊4與檢測(cè)模塊3串聯(lián)。檢測(cè)模塊3如圖2所示包括供電模塊、氣敏模塊10、控制單元5和穩(wěn)壓模塊6；所述穩(wěn)壓模塊6的輸入端與供電模塊7連接，輸出端分別連接至氣敏模塊10和控制單元5；所述氣敏模塊10的輸出端與控制單元5連接；其中，氣敏模塊10采集環(huán)境中可燃性氣體的濃度，將濃度數(shù)據(jù)傳輸至控制單元5，控制單元5接受信息分析處理，將信息發(fā)送給報(bào)警模塊1進(jìn)行報(bào)警輸出，所述供電模塊7提供的工作電源被穩(wěn)壓模塊6穩(wěn)壓處理后提供給氣敏模塊10和控制單元5。在本實(shí)施例中，如圖3所示的所述氣敏模塊10包括氣體敏感件19、測(cè)量氣室18、氣體限制室13、14和氣體分散道15、16；氣體敏感件19設(shè)置于氣體測(cè)量室18內(nèi)，氣體測(cè)量室18通過(guò)氣體分散道15、16與氣體限制室13、14相連，氣體分散道15、16通過(guò)置于中部的氣體分散膜17分成兩個(gè)氣體分散通道；氣體限制室13、14外側(cè)設(shè)置有兩個(gè)氣體入口11、12；氣體測(cè)量室18的一側(cè)設(shè)置有氣體出口21，檢測(cè)完的氣體通過(guò)氣體出口21排出。進(jìn)一步地，氣體敏感件19內(nèi)盤旋設(shè)置有兩層鉑絲線圈20，鉑絲線圈20上涂覆有氣敏材料層，該氣敏材料層的厚度為10～100nm，在本實(shí)施例中，氣敏材料層的厚度為20nm。進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，圖4是圖3中的氣體傳感器的鉑絲線圈外面涂覆的氣敏材料層的制備方法的工藝流程圖。參照?qǐng)D3，包括以下步驟：一、配制前驅(qū)液：稱取5g氯化亞錫和10g乙烯基吡咯烷酮(nvp)，放入錐形瓶中，然后加入20ml無(wú)水乙醇和20mln,n-二甲基甲酰胺(dmf)，在磁力攪拌器上攪拌4～5h，得到澄清的溶液，前驅(qū)液配制完畢；二、配制高分子混合液：稱取5～10g聚丙烯腈(pan，mw＝102700)加入到50～100mldmf中，在60～75℃條件下攪拌至溶液完全澄清，加入20～35ml無(wú)水乙醇，20～30℃超聲30～60min，冷卻后置于室溫待用；三、配制二氧化鈦-氯化銀混合液：將1.0～3.0g氯化銀和2.0～2.5g二氧化鈦加入到步驟二配制好的高分子混合液中，置于通風(fēng)廚中20～25℃條件下使用集熱式磁力攪拌器攪拌2～2.5h，攪拌轉(zhuǎn)速為1000～1200rpm；四、靜電紡絲：將經(jīng)步驟三配制好的混合液放入靜電紡絲設(shè)備的不銹鋼噴絲管中，不銹鋼噴絲管的內(nèi)噴管的直徑為0.5mm，外噴管的直徑為1.0mm，內(nèi)噴管和外噴管的距離為20～30mm，用鋁箔紙包裹金屬板，作為收集板；內(nèi)噴管和外噴管與收集板之間的距離為20cm，施加10kv直流電進(jìn)行電紡絲，在收集板上收集聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維膜；五、制備聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維膜：將經(jīng)由步驟四制備而得的聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維膜置于真空干燥器中，真空度為30～50kpa，真空干燥器底部放入20ml濃硫酸和0.5g硫化鈉的混合物，于通風(fēng)廚中靜置過(guò)夜后取出聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維膜，超純水清洗干凈；六、馬弗爐中進(jìn)行煅燒，調(diào)節(jié)馬弗爐的升溫速率為1℃/min，升溫至600℃，恒溫3小時(shí)，冷卻；從而得到聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維材料；將聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維材料使用放射線co射線照射，輻照強(qiáng)度為2.5～3.0kgy/h，輻照處理時(shí)間為4～10h；七、碳納米管/聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維氣敏材料：稱取3.og碳納米管置于50ml燒杯中，加入10ml的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和10ml的n,n-二甲基甲酰胺，超聲分散均勻后，加入聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維膜；水浴加熱至100℃，機(jī)械攪拌回流24h～36h，得到的混合液轉(zhuǎn)移至50ml燒杯中，用無(wú)水乙醇清洗反應(yīng)多于的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，用0.22μm的微孔過(guò)濾膜真空抽濾，置于75℃真空干燥箱中烘干；重復(fù)步驟六的操作，得到碳納米管/聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維基氣敏材料。在制備氣體傳感器件的時(shí)候，只要將碳納米管/聚丙烯腈/二氧化鈦/氯化銀復(fù)合納米纖維基氣敏材料和適量的無(wú)水乙醇和聚乙二醇混合成為糊狀，然后將糊狀物均勻涂抹于氣體傳感器的鉑絲線圈表面，置于通風(fēng)廚中風(fēng)干即可，然后經(jīng)過(guò)200～250℃退火處理6h即可。報(bào)警器對(duì)于易燃易爆的甲烷以及一氧化碳、硫化氫和苯系物在內(nèi)的有毒危險(xiǎn)氣體靈敏度高、響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間快。測(cè)試的結(jié)果如表1所示：表1報(bào)警器性能測(cè)試結(jié)果檢測(cè)范圍(ppm)靈敏度反應(yīng)時(shí)間(s)恢復(fù)時(shí)間(s)硫化氫5～500015～3001～452～50一氧化碳7～1000025～4004～305～20甲烷2～3505～6502～258～20苯系物氣體1～900015～4002～255～60表1的數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，采用本發(fā)明提供的報(bào)警器，對(duì)常見的有毒氣體還是爆炸性氣體，其靈敏度和響應(yīng)-恢復(fù)時(shí)間都有大幅度的提高。將該報(bào)警器適用于陜西某礦山開采中礦井的使用，對(duì)礦井中的一氧化碳和甲烷的檢測(cè)非常靈敏，報(bào)警次數(shù)誤差率在0.5％以下，極大的保障了井下作業(yè)工作人員的安全。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12