專利名稱：高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭及應(yīng)用該探頭的檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種傳感探頭及應(yīng)用該探頭的檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤礦熱風(fēng)爐主要用于礦井冬季的送風(fēng)、取暖，它是通過煤爐將空氣加熱到80°C以 上由風(fēng)機送入礦井及巷道，然而，換熱管在燃煤的高溫燃燒過程中極易產(chǎn)生裂縫或爆管，導(dǎo) 致熱風(fēng)中甲烷氣體含量濃度超標(biāo)，危及礦井下工作人員生命安全，所以及早發(fā)現(xiàn)換熱管的 滲漏，而不致由于甲烷氣體濃度超標(biāo)而發(fā)生爆管和危及礦井下工作人員的生命安全的安全 事故，在熱風(fēng)口安裝高溫快速檢測甲烷氣體的傳感器具有重要的社會、經(jīng)濟效益。在工業(yè)領(lǐng)域檢測甲烷氣體通常采用常溫工作的甲烷氣體檢測傳感器，其最大的缺 點是不能工作在40°C以上的環(huán)境中，不能實現(xiàn)在高溫環(huán)境下對甲烷氣體進行檢測。

實用新型內(nèi)容本實用新型為了解決現(xiàn)有甲烷氣體檢測傳感器無法實現(xiàn)在高溫環(huán)境下對甲烷氣 體進行檢測的問題，而提出的高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭及應(yīng)用該探頭的檢測系 統(tǒng)。高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭，包括耐高溫保護外殼、不銹鋼粉末冶金罩、 檢測氣室基座、檢測氣室通氣孔、擴散氣室殼體、擴散氣室基座和擴散氣室排氣孔；所述耐 高溫保護殼體為一端帶有球形底的空心圓柱體形殼體，耐高溫保護殼體的球形體端均勻設(shè) 置有多個進氣孔；擴散氣室基座固定裝設(shè)在耐高溫保護殼體的非球形底的一端，所述不銹 鋼粉末冶金罩、檢測氣室基座和擴散氣室殼體均裝設(shè)在耐高溫保護殼體的內(nèi)部；它還包括 檢測組件；所述檢測組件由兩個電極柱、敏感檢測體和一根加熱絲組成；所述檢測組件設(shè) 置在不銹鋼粉末冶金罩內(nèi)部，不銹鋼粉末冶金罩扣裝在檢測氣室基座的上表面上，所述不 銹鋼粉末冶金罩的內(nèi)部空腔構(gòu)成檢測氣室；所述兩個電極柱和一根加熱絲構(gòu)成一組加熱組 件；所述加熱絲貫穿嵌裝在敏感檢測體上，所述加熱絲的兩端分別與一根電極柱的一端相 連，所述兩根電極柱固定裝設(shè)在檢測氣室基座的上表面上，所述兩根電極柱的另一端通過 導(dǎo)線分別與電源的正極和負極相連；所述擴散氣室殼體為一空心圓柱體形殼體，擴散氣室 殼體的一端固定裝設(shè)在檢測氣室基座的下表面的邊緣處；擴散氣室殼體的另一端固定裝設(shè) 在擴散氣室基座上，所述擴散氣室殼體的內(nèi)部空腔構(gòu)成擴散氣室，所述檢測氣室通過設(shè)置 在檢測氣室基座上的檢測氣室通氣孔與擴散氣室內(nèi)部聯(lián)通，擴散氣室通過設(shè)置在擴散氣室 基座上的擴散氣室排氣孔與外部空氣聯(lián)通。應(yīng)用所述高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統(tǒng)，它包括控制模塊、定 時加熱控制電路模塊、裝設(shè)有高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊、信號采集 模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出模塊；控制模塊的控制信號輸出端與定時加熱控制電路模塊的控制信 號輸入端相連，定時加熱控制電路模塊的控制信號輸出端與裝設(shè)有高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊的控制信號輸入端相連，控制模塊的采樣控制信號輸出端與信號 采集模塊的采樣控制信號輸入端相連，信號采集模塊的采樣數(shù)據(jù)輸入端與裝設(shè)有高溫環(huán)境 下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊的采樣數(shù)據(jù)輸出端相連，信號采集模塊的采樣數(shù)據(jù) 輸出端與控制模塊的采樣數(shù)據(jù)輸入端相連，控制模塊的數(shù)據(jù)信號輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出模 塊的數(shù)據(jù)信號輸入端相連。本實用新型可以實現(xiàn)在高溫環(huán)境下對甲烷氣體進行檢測。它具有結(jié)構(gòu)簡單、檢測 精度高、不受工作環(huán)境溫度的限制的優(yōu)點。本實用新型不僅適用于煤礦熱風(fēng)爐等高溫工作 環(huán)境中檢測甲烷氣體，還可廣泛適用于各種需要實時檢測甲烷氣體的場合。

圖1為高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中A-A部的剖視圖3為應(yīng)用所述高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意
圖4為定時加熱控制電路模塊M2的電路原理圖； 圖5為控制模塊Ml的電路原理圖； 圖6為信號采集模塊M4的電路原理圖。
具體實施方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1、圖2說明本實施方式，本實施方式包括耐高溫保護外 殼1、不銹鋼粉末冶金罩3、檢測氣室基座4、檢測氣室通氣孔5、擴散氣室殼體8、擴散氣室 基座9和擴散氣室排氣孔11 ；所述耐高溫保護殼體1為一端帶有球形底的空心圓柱體形殼 體，耐高溫保護殼體1的球形體端均勻設(shè)置有多個進氣孔；擴散氣室基座9固定裝設(shè)在耐高 溫保護殼體1的非球形底的一端，所述不銹鋼粉末冶金罩3、檢測氣室基座4和擴散氣室殼 體8均裝設(shè)在耐高溫保護殼體1的內(nèi)部；它還包括檢測組件；所述檢測組件由兩個電極柱 6、敏感檢測體7和一根加熱絲組成；所述檢測組件設(shè)置在不銹鋼粉末冶金罩3內(nèi)部，不銹鋼 粉末冶金罩3扣裝在檢測氣室基座4的上表面上，所述不銹鋼粉末冶金罩3的內(nèi)部空腔構(gòu) 成檢測氣室；所述兩個電極柱6和一根加熱絲構(gòu)成一組加熱組件；所述加熱絲貫穿嵌裝在 敏感檢測體7上，所述加熱絲的兩端分別與一根電極柱6的一端相連，所述兩根電極柱6固 定裝設(shè)在檢測氣室基座4的上表面上，所述兩根電極柱6的另一端通過導(dǎo)線分別與電源的 正極和負極相連；所述擴散氣室殼體8為一空心圓柱體形殼體，擴散氣室殼體8的一端固定 裝設(shè)在檢測氣室基座4的下表面的邊緣處；擴散氣室殼體8的另一端固定裝設(shè)在擴散氣室 基座9上，所述擴散氣室殼體8的內(nèi)部空腔構(gòu)成擴散氣室，所述檢測氣室通過設(shè)置在檢測氣 室基座4上的檢測氣室通氣孔5與擴散氣室內(nèi)部聯(lián)通，擴散氣室通過設(shè)置在擴散氣室基座 9上的擴散氣室排氣孔11與外部空氣聯(lián)通。本實施方式所述不銹鋼粉末冶金罩3 —方面保證了良好的透氣性，另一方面還不 受高速氣流沖擊的影響。
具體實施方式
二 結(jié)合圖1、圖2說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一 不同點在于它還增加了透氣防塵濾網(wǎng)2，所述透氣防塵濾網(wǎng)2套裝在裝設(shè)有不銹鋼粉末冶金罩3的檢測氣室基座4的外表面上。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖1、圖2說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一 或二不同點在于它還增加了排氣扇10，所述排氣扇10通過支架固定裝設(shè)在擴散氣室基座9 上，所述排氣扇10位于擴散氣室內(nèi)部。其它組成和連接方式與具體實施方式
一或二相同。 增加排氣扇10的目的在于加快高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭內(nèi)部的空氣流動，使 外部空氣盡快地進入檢測氣室進行檢測，極大地提高了所述傳感探頭的檢測實時性，防止 空氣中的甲烷氣體濃度超限。
具體實施方式
四結(jié)合圖1、圖2說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
三 不同點在于它還增加了導(dǎo)線引線柱12，所述導(dǎo)線引線柱12為一個空心圓柱形導(dǎo)管，導(dǎo)線引 線柱12固定裝設(shè)在擴散氣室基座9上，所述導(dǎo)線引線柱12的兩端分別貫穿鑲嵌在檢測氣 室基座4和擴散氣室基座9上，所述每根電極柱6的導(dǎo)線穿過導(dǎo)線引線柱12。其它組成和 連接方式與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一或四不同點在于它還增加了多組 加熱組件。其它組成和連接方式與具體實施方式
一或四相同。
具體實施方式
六結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式為應(yīng)用高溫環(huán)境下檢測 甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統(tǒng)，它包括控制模塊Ml、定時加熱控制電路模塊M2、裝設(shè)有 高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊M3、信號采集模塊M4和數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出模 塊M5 ；控制模塊Ml的控制信號輸出端與定時加熱控制電路模塊M2的控制信號輸入端相 連，定時加熱控制電路模塊M2的控制信號輸出端與裝設(shè)有高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳 感探頭的檢測模塊M3的控制信號輸入端相連，控制模塊Ml的采樣控制信號輸出端與信號 采集模塊M4的采樣控制信號輸入端相連，信號采集模塊M4的采樣數(shù)據(jù)輸入端與裝設(shè)有高 溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊M3的采樣數(shù)據(jù)輸出端相連，信號采集模塊 M4的采樣數(shù)據(jù)輸出端與控制模塊Ml的采樣數(shù)據(jù)輸入端相連，控制模塊Ml的數(shù)據(jù)信號輸出 端與數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出模塊M5的數(shù)據(jù)信號輸入端相連。
具體實施方式
七結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
六不同 點在于它還增加了程序校準(zhǔn)模塊M6，程序校準(zhǔn)模塊M6的校準(zhǔn)控制信號輸出端與控制模塊 Ml的校準(zhǔn)控制信號輸入端相連。其它組成和連接方式與具體實施方式
五相同。本實施方式的工作原理控制模塊Ml通過控制信號輸出端控制定時加熱控制電路模塊M2進行工作或清 洗，當(dāng)控制模塊Ml發(fā)送工作信號時，定時加熱控制電路模塊M2通過控制端控制裝設(shè)有高溫 環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊M3進行甲烷氣體檢測，同時控制模塊Ml向信 號采集模塊M4發(fā)送信號采集信號，信號采集模塊M4將裝設(shè)有高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的 傳感探頭的檢測模塊M3檢測到的信號通過數(shù)據(jù)端發(fā)送給控制模塊M1，控制模塊Ml進行判 斷是否存在超限的甲烷氣體；程序校準(zhǔn)模塊M6可以針對控制模塊Ml檢測甲烷氣體濃度的 標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)定及校準(zhǔn)。
具體實施方式
八結(jié)合圖5說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
六不同 點在于控制模塊1由第五芯片U5、第六芯片U6、第三三極管Q3至第五三極管Q5、第三十二 電容C32至第四十電容C40、第三十二電阻R32至第四十電阻R40、第四十二電阻R42至第 四十三電阻R43、第四接插件J4、第六接插件J6至第八接插件J8、第一晶振XI、第一發(fā)光二極管LED1、第二發(fā)光二極管LED2和第一按鈕ANl至第三按鈕AN3組成；第五芯片TO采用 型號為ADUC812的芯片，第六芯片U6采用型號為X2504的芯片；第五芯片U5的管腳Pl. 0/ ADC0/T2與第六接插件J6的一個輸入端相連，第六接插件J6的另一個輸入端與地線相連， 第五芯片U5的管腳PL 1/ADC1/T2EX同時與第五芯片U5的管腳PL 2/ADC2、第五芯片U5的 管腳PL 3/ADC3、第五芯片U5的管腳PI. 4/ADC4、第五芯片U5的管腳PI. 5/ADC5/SS、第五芯 片U5的管腳PL 6/ADC6、第五芯片U5的管腳PL 7/ADC7、第三十九電容C39的一端、第四十 電容C40的一端和地線相連；第四十電容C40的另一端與第五芯片U5的管腳Cref相連， 第三十九電容C39的另一端與第五芯片U5的管腳Vref相連，第五芯片U5的管腳ADCO與 第三十三電阻R33的一端相連，第三十三電阻R33的另一端同時與第三十二電阻R32的一 端和第三十二電容C32的一端相連，第三十二電阻R32的另一端與第七接插件J7的一個輸 入端相連，第三十二電容C32的另一端同時與第七接插件J7的一個輸入端和地線相連，第 五芯片U5的管腳P0. 0/ADC0與第三十六電阻R36的一端相連，第三十六電阻R36的另一端 同時與第三十五電阻R35的一端和第三三極管Q3的基極相連，第三三極管Q3的集電極同 時與第三十四電阻R34的一端和第四接插件J4的一個輸入端相連，第三十四電阻R34的另 一端與電源DVdd相連，第三三極管Q3的發(fā)射極同時與第四接插件J4的另一個輸入端、第 三十五電阻R35的另一端、第五芯片TO的管腳P0. 1/AD1、第五芯片TO的管腳P0. 2/AD2、第 五芯片U5的管腳P0. 3/AD3、第五芯片U5的管腳P0. 4/AD4、第五芯片U5的管腳P0. 5/AD5、 第五芯片U5的管腳P0. 6/AD6、第五芯片U5的管腳P0. 7/AD7、第五芯片U5的管腳DGND、第 三十三電容C33的一端和地線相連；第三十三電容C33的另一端同時與第五芯片TO的管腳 DVDD和電源DVdd相連，第五芯片U5的管腳DVDD同時與電源DVdd和第三十四電容C34的 一端相連，第三十四電容C34的另一端同時與第五芯片U5的管腳DGND和地線連接；第五 芯片U5的管腳AVDD同時與第三十七電容C37的一端和電源AVdd相連，第三十七電容C37 的另一端同時與第五芯片U5的管腳AGND和地線相連；第五芯片U5的管腳DGND同時與第 三十八電容C38的一端、第三十九電阻R39的一端、第四十電阻R40的一端和地線相連、第 五芯片U5的管腳DGND通過非門與第五芯片U5的管腳EA相連，第三十八電容C38的另一 端同時與第四十電阻R40的另一端、第五芯片U5的管腳DVDD和電源DVdd相連，第三十九 電阻R39的另一端通過非門與第五芯片U5的管腳PSEN相連，第五芯片U5的管腳XTALl同 時與第一晶振Xl的一端和第三十六電容C36的一端相連，第五芯片TO的管腳XTAL2同時與 第三十五電容C35的一端和第一晶振Xl的另一端相連，第三十五電容C35的另一端同時與 第三十六電容C36的另一端和地線相連；第五芯片U5的管腳P2. 0/A8與第三十八電阻R38 的一端相連，第三十八電阻R38的另一端與第六芯片TO的管腳SO相連，第六芯片U6的管 腳CS通過非門與第五芯片TO的管腳T1/C0NVST/P305相連，第六芯片TO的管腳WP與電源 DVdd相連，第六芯片U6的管腳VSS與地線相連，第六芯片U6的管腳SI與第五芯片U5的 管腳P2. 1/A9相連，第六芯片U6的管腳SCK與第五芯片U5的管腳P2. 2/A10相連，第六芯 片U6的管腳RESET與第三十七電阻R37的一端相連，第三十七電阻R37的另一端同時與第 六芯片U6的管腳VCC和電源DVdd相連，第五芯片U5的管腳P2. 5/Α13、Ρ2· 6/Α14和Ρ2. 7/ Α15分別與第一按鈕ANl的一端、第二按鈕ΑΝ2的一端和第三按鈕ΑΝ3的一端相連，第一按 鈕ANl的另一端同時與第二按鈕ΑΝ2的另一端、第三按鈕ΑΝ3的另一端、第一發(fā)光二極管 LEDl的陰極、第二發(fā)光二極管LED2的陰極和地線相連，第一發(fā)光二極管LEDl的陽極與第五三極管Q5的集電極相連，第五三極管Q5的發(fā)射極同時與第四三極管Q4的發(fā)射極和電源 DVdd相連，第五三極管Q5的基極與第四十三電阻R43的一端相連，第四十三電阻R43的另 一端與第五芯片U5的管腳P2. 4/A12相連，第二發(fā)光二極管LED2的陽極與第四三極管Q4的 集電極相連，第四三極管Q4的基極與第四十二電阻R42的一端相連，第四十二電阻R42的 另一端與第五芯片U5的管腳P2. 3/A11相連；第八接插件J8的兩個輸入端分別與第五芯片 U5的管腳TxD/P3. 1和管腳RxD/P3. 0相連。其它組成和連接方式與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
九結(jié)合圖4說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
六不同 點在于定時加熱控制電路模塊M2由第一芯片U1、第二芯片U2、第三芯片U3、第三十一芯片 U31、第二i^一芯片U21、第二十二芯片U22、第一三極管Q1、第二三極管Q2、第一電容Cl、 第二電容C2、第i^一電容C11、第二i^一電容C21、第一電阻Rl至第八電阻R8、第i^一電阻 R11、第二i^一電阻R21、第三i^一電阻R31、第四i^一電阻R41、第五i^一電阻R51、第六i^一 電阻R61、第七十一電阻R71、第八十一電阻R81、第六三極管Q6、第七三極管Q7、第三發(fā)光二 極管LED3、第四發(fā)光二極管LED4和第一接插件Jl至第四接插件J4組成；第一芯片Ul的 管腳Vin同時與第六電阻R6的一端、第一電容Cl的一端和第一接插件Jl的一個接線端相 連，第一電容Cl的另一端同時與第二芯片U2的陰極、第二芯片U2的參考極、第一接插件Jl 的一個接線端、第三接插件J3的一個接線端和地線相連；第二芯片U2的陽極同時與第八 電阻R8的一端、第三電阻R3的一端、第二電容C2的一端和第一三極管Ql的發(fā)射極相連， 第八電阻R8的另一端與第一接插件Jl的一個接線端相連，第三電阻R3的另一端與第二電 阻R2的一端相連，第二電阻R2的另一端同時與第一芯片Ul的管腳ADJ、第二電容C2的另 一端、第四電阻R4的一端和第一電阻Rl的一端相連，第四電阻R4的另一端與第五電阻R5 的一端相連，第五電阻R5的另一端與第一三極管Ql的集電極相連，第一三極管Ql的基極 與第三芯片U3中的第六三極管Q6的發(fā)射極相連，第三芯片U3中的第六三極管Q6的集電 極與第六電阻R6的另一端相連；第四接插件J4的一個接線端同時與第七電阻R7的一端 和第七十一電阻R71的一端相連，第七電阻R7的另一端與第三芯片U3中的第三發(fā)光二極 管LED3的陽極相連，第三芯片U3中的第三發(fā)光二極管LED3的陰極同時與第四接插件J4 的一個接線端、第三十一芯片U31中第四發(fā)光二極管LED4的陰極和地線相連，第三十一芯 片U31的第四發(fā)光二極管LED4的陽極與第七十一電阻R71的另一端相連；第十一芯片Ull 的管腳Vout同時與第十一電阻Rll的一端和第三接插件J3的一個接線端相連，第十一電 阻Rll的另一端同時與第十一芯片Ull的管腳ADJ、第四十一電阻R41的一端、第二十一電 容C21的一端和第二十一電阻R21的一端相連；第四十一電阻R41的另一端與第五十一電 阻R51的一端相連；第五十一電阻R51的另一端與第二三極管Q2的集電極相連，第二三極 管Q2的發(fā)射極同時與第二十一電容C21的另一端、第三十一電阻R31的一端、第二十一芯 片U21的陽極和第八十一電阻R81的一端相連；第三十一電阻R31的另一端與第二十一電 阻R21的另一端相連，第八十一電阻R81的另一端與第二接插件J2的一個接線端相連；第 二三極管Q2的基極與第三十一芯片U31中的第七三極管Q7的發(fā)射極相連，第三十一芯片 U31中的第七三極管Q7的集電極與第六十一電阻R61的一端相連，第六十一電阻R61的另 一端與第十一電容Cll的一端相連，第十一電容Cll的另一端同時與第二十一芯片U21的 陰極、第二十一芯片U21的參考極、第二接插件J2的一個接線端、第三接插件J3的一個接 線端和地線相連；第一接插件Jl的出線端和第二接插件J2的出線端分別與+5V電源相連，
10第三接插件J3的出線端即為定時加熱控制電路模塊M2的控制信號輸出端，第四接插件J4 的出線端即為定時加熱控制電路模塊M2控制信號輸入端。其它組成和連接方式與具體實 施方式五相同。
具體實施方式
十結(jié)合圖6說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
六不同 點在于信號采集模塊M4由第四芯片U4、第三電容C3至第五電容C5、第九電阻R9、第十電 阻R10、第十二電阻R12、第三接插件J3、第五接插件J5和第六接插件J6組成；第五接插件 J5的兩個接線端分別與+12V電源的兩極相連，第五接插件J5的一個出線端同時與第四芯 片U4的管腳Vin和第三電容C3的一端相連，第五接插件J5的另一個出線端同時與第三電 容C3的另一端、第十電阻RlO的一端、第四電容C4的一端、第十二電阻R12的一端、第五電 容C5的一端和第六接插件J6的一個接線端相連，第十電阻RlO的另一端同時與第四芯片 U4的管腳ADJ、第四電容C4的另一端和第九電阻R9的一端相連，第九電阻R9的另一端同 時與第四芯片U4的管腳Vout、第三接插件J3的接線端和地線相連；第十二電阻R12的另 一端同時與第五電容C5的另一端、第六接插件J6的接線端、第三接插件J3的接線端和地 線相連，第六接插件J6的出線端即為信號采集模塊M4的采樣數(shù)據(jù)輸出端。其它組成和連 接方式與具體實施方式
五相同。
權(quán)利要求1.高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭，其特征在于它包括耐高溫保護外殼(1)、不 銹鋼粉末冶金罩( 、檢測氣室基座(4)、檢測氣室通氣孔( 、擴散氣室殼體(8)、擴散氣室 基座(9)和擴散氣室排氣孔(11)；所述耐高溫保護殼體(1)為一端帶有球形底的空心圓柱 體形殼體，耐高溫保護殼體(1)的球形體端均勻設(shè)置有多個進氣孔；擴散氣室基座(9)固定 裝設(shè)在耐高溫保護殼體(1)的非球形底的一端，所述不銹鋼粉末冶金罩(3)、檢測氣室基座 (4)和擴散氣室殼體(8)均裝設(shè)在耐高溫保護殼體(1)的內(nèi)部；它還包括檢測組件；所述檢 測組件由兩個電極柱(6)、敏感檢測體(7)和一根加熱絲組成；所述檢測組件設(shè)置在不銹鋼 粉末冶金罩(3)內(nèi)部，不銹鋼粉末冶金罩(3)扣裝在檢測氣室基座(4)的上表面上，所述不 銹鋼粉末冶金罩(3)的內(nèi)部空腔構(gòu)成檢測氣室；所述兩個電極柱(6)和一根加熱絲構(gòu)成一 組加熱組件；所述加熱絲貫穿嵌裝在敏感檢測體(7)上，所述加熱絲的兩端分別與一根電 極柱(6)的一端相連，所述兩根電極柱(6)固定裝設(shè)在檢測氣室基座(4)的上表面上，所述 兩根電極柱(6)的另一端通過導(dǎo)線分別與電源的正極和負極相連；所述擴散氣室殼體(8) 為一空心圓柱體形殼體，擴散氣室殼體(8)的一端固定裝設(shè)在檢測氣室基座的下表面 的邊緣處；擴散氣室殼體(8)的另一端固定裝設(shè)在擴散氣室基座(9)上，所述擴散氣室殼體 (8)的內(nèi)部空腔構(gòu)成擴散氣室，所述檢測氣室通過設(shè)置在檢測氣室基座(4)上的檢測氣室 通氣孔( 與擴散氣室內(nèi)部聯(lián)通，擴散氣室通過設(shè)置在擴散氣室基座(9)上的擴散氣室排 氣孔(11)與外部空氣聯(lián)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭，其特征在于它還包括 透氣防塵濾網(wǎng)O)，所述透氣防塵濾網(wǎng)( 套裝在裝設(shè)有不銹鋼粉末冶金罩C3)的檢測氣室 基座的外表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭，其特征在于它還 包括排氣扇(10)，所述排氣扇(10)通過支架固定裝設(shè)在擴散氣室基座(9)上，所述排氣扇 (10)位于擴散氣室內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭，其特征在于它還包括 導(dǎo)線引線柱(12)，所述導(dǎo)線引線柱(12)為一個空心圓柱形導(dǎo)管，導(dǎo)線引線柱(12)固定裝設(shè) 在擴散氣室基座(9)上，所述導(dǎo)線引線柱(1 的兩端分別貫穿鑲嵌在檢測氣室基座(4)和 擴散氣室基座(9)上，所述每根電極柱(6)的導(dǎo)線穿過導(dǎo)線引線柱(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭，其特征在于它還 包括多組加熱組件。
6.應(yīng)用權(quán)利要求1或4所述高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統(tǒng)，其特 征在于它包括控制模塊(Ml)、定時加熱控制電路模塊(Μ》、裝設(shè)有高溫環(huán)境下檢測甲烷氣 體的傳感探頭的檢測模塊(Μ； )、信號采集模塊(M4)和數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出模塊(iK)；控制模塊 (Ml)的控制信號輸出端與定時加熱控制電路模塊(Μ》的控制信號輸入端相連，定時加熱 控制電路模塊(M》的控制信號輸出端與裝設(shè)有高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢 測模塊(Μ； )的控制信號輸入端相連，控制模塊(Ml)的采樣控制信號輸出端與信號采集模 塊(M4)的采樣控制信號輸入端相連，信號采集模塊(M4)的采樣數(shù)據(jù)輸入端與裝設(shè)有高溫 環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊(Μ； )的采樣數(shù)據(jù)輸出端相連，信號采集模塊 (M4)的采樣數(shù)據(jù)輸出端與控制模塊(Ml)的采樣數(shù)據(jù)輸入端相連，控制模塊(Ml)的數(shù)據(jù)信 號輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出模塊(MO的數(shù)據(jù)信號輸入端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統(tǒng)，其特 征在于它還包括程序校準(zhǔn)模塊(M6)，程序校準(zhǔn)模塊(M6)的校準(zhǔn)控制信號輸出端與控制模 塊(Ml)的校準(zhǔn)控制信號輸入端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統(tǒng)，其特 征在于控制模塊1由第五芯片⑴5)、第六芯片(TO)、第三三極管至第五三極管(Q5)、 第三十二電容(C3》至第四十電容(C40)、第三十二電阻(R3》至第四十電阻(R40)、第 四十二電阻￠4 至第四十三電阻(R4!3)、第四接插件(J4)、第六接插件(J6)至第八接 插件(J8)、第一晶振(XI)、第一發(fā)光二極管(LEDl)、第二發(fā)光二極管(LED》和第一按鈕 (ANl)至第三按鈕(AN3)組成；第五芯片(U5)采用型號為ADUC812的芯片，第六芯片(U6) 采用型號為X2504的芯片；第五芯片(U5)的管腳PL 0/ADC0/T2與第六接插件(J6)的一 個輸入端相連，第六接插件(J6)的另一個輸入端與地線相連，第五芯片(TO)的管腳Pl. 1/ ADC1/T2EX同時與第五芯片(U5)的管腳PI. 2/ADC2、第五芯片(U5)的管腳PL 3/ADC3、第 五芯片(U5)的管腳P1.4/ADC4、第五芯片(U5)的管腳PI. 5/ADC5/SS、第五芯片(U5)的管 腳P1.6/ADC6、第五芯片(TO)的管腳P1.7/ADC7、第三十九電容(C39)的一端、第四十電容 (C40)的一端和地線相連；第四十電容(C40)的另一端與第五芯片(TO)的管腳Cref相連， 第三十九電容(C39)的另一端與第五芯片(U5)的管腳Vref相連，第五芯片(U5)的管腳 ADCO與第三十三電阻(R33)的一端相連，第三十三電阻(R33)的另一端同時與第三十二電 阻(R32)的一端和第三十二電容(C32)的一端相連，第三十二電阻(R32)的另一端與第七 接插件(J7)的一個輸入端相連，第三十二電容(C32)的另一端同時與第七接插件(J7)的 一個輸入端和地線相連，第五芯片(U5)的管腳P0.0/ADC0與第三十六電阻(R36)的一端 相連，第三十六電阻(R36)的另一端同時與第三十五電阻(R35)的一端和第三三極管0^3) 的基極相連，第三三極管的集電極同時與第三十四電阻(R34)的一端和第四接插件 (J4)的一個輸入端相連，第三十四電阻(R34)的另一端與電源DVdd相連，第三三極管0^3) 的發(fā)射極同時與第四接插件(J4)的另一個輸入端、第三十五電阻(R35)的另一端、第五芯 片(U5)的管腳P0. 1/AD1、第五芯片(U5)的管腳P0. 2/AD2、第五芯片(U5)的管腳P0.3/ AD3、第五芯片(U5)的管腳P0.4/AD4、第五芯片(U5)的管腳P0. 5/AD5、第五芯片(U5)的管 腳P0.6/AD6、第五芯片(U5)的管腳P0. 7/AD7、第五芯片(U5)的管腳DGND、第三十三電容 (C33)的一端和地線相連；第三十三電容(C33)的另一端同時與第五芯片(U5)的管腳DVDD 和電源DVdd相連，第五芯片(U5)的管腳DVDD同時與電源DVdd和第三十四電容(C34)的 一端相連，第三十四電容(C34)的另一端同時與第五芯片(U5)的管腳DGND和地線連接；第 五芯片(U5)的管腳AVDD同時與第三十七電容(C37)的一端和電源AVdd相連，第三十七電 容(C37)的另一端同時與第五芯片(U5)的管腳AGND和地線相連；第五芯片(U5)的管腳 DGND同時與第三十八電容(C38)的一端、第三十九電阻(R39)的一端、第四十電阻(R40)的 一端和地線相連、第五芯片(U5)的管腳DGND通過非門與第五芯片(U5)的管腳EA相連，第 三十八電容(C38)的另一端同時與第四十電阻(R40)的另一端、第五芯片(U5)的管腳DVDD 和電源DVdd相連，第三十九電阻(R39)的另一端通過非門與第五芯片(U5)的管腳PSEN相 連，第五芯片(U5)的管腳XTALl同時與第一晶振(Xl)的一端和第三十六電容(C36)的一端 相連，第五芯片(U5)的管腳XTAL2同時與第三十五電容(C35)的一端和第一晶振(Xl)的 另一端相連，第三十五電容(C35)的另一端同時與第三十六電容(C36)的另一端和地線相連；第五芯片(U5)的管腳P2. 0/A8與第三十八電阻(R38)的一端相連，第三十八電阻(R38) 的另一端與第六芯片(U6)的管腳SO相連，第六芯片(U6)的管腳CS通過非門與第五芯片 (U5)的管腳T1/C0NVST/P305相連，第六芯片(U6)的管腳WP與電源DVdd相連，第六芯片 (U6)的管腳VSS與地線相連，第六芯片(U6)的管腳SI與第五芯片(U5)的管腳P2. 1/A9相 連，第六芯片(U6)的管腳SCK與第五芯片(U5)的管腳P2.2/A10相連，第六芯片(U6)的管 腳RESET與第三十七電阻(R37)的一端相連，第三十七電阻(R37)的另一端同時與第六芯 片(U6)的管腳VCC和電源DVdd相連，第五芯片(U5)的管腳P2. 5/A13、P2.6/A14和P2. 7/ A15分別與第一按鈕(ANl)的一端、第二按鈕(A^)的一端和第三按鈕(ΑΝ； )的一端相連， 第一按鈕(ANl)的另一端同時與第二按鈕(A^)的另一端、第三按鈕(ΑΝ； )的另一端、第一 發(fā)光二極管(LEDl)的陰極、第二發(fā)光二極管(LED2)的陰極和地線相連，第一發(fā)光二極管 (LEDl)的陽極與第五三極管的集電極相連，第五三極管的發(fā)射極同時與第四三 極管0H)的發(fā)射極和電源DVdd相連，第五三極管0^5)的基極與第四十三電阻(R43)的一 端相連，第四十三電阻(R4!3)的另一端與第五芯片(TO)的管腳P2.4/A12相連，第二發(fā)光二 極管(LED》的陽極與第四三極管0H)的集電極相連，第四三極管0H)的基極與第四十二 電阻(R42)的一端相連，第四十二電阻(R42)的另一端與第五芯片(U5)的管腳P2.3/A11 相連；第八接插件(J8)的兩個輸入端分別與第五芯片(TO)的管腳TxD/P3. 1和管腳RxD/ P3. 0相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統(tǒng)，其 特征在于定時加熱控制電路模塊(M2)由第一芯片(Ul)、第二芯片(U2)、第三芯片(U3)、第 三十一芯片(U31)、第二十一芯片(U21)、第二十二芯片(U22)、第一三極管(Ql)、第二三極 管(Q2)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第i^一電容(Cll)、第二 i^一電容(C21)、第一電 阻(Rl)至第八電阻(R8)、第i^一電阻(Rll)、第二i^一電阻(R21)、第三i^一電阻(R31)、 第四十一電阻(R41)、第五十一電阻(R51)、第六十一電阻(R61)、第七十一電阻(R71)、第 八十一電阻(R81)、第六三極管(Q6)、第七三極管(Q7)、第三發(fā)光二極管(LED3)、第四發(fā)光 二極管(LED4)和第一接插件(Jl)至第四接插件(J4)組成；第一芯片(Ul)的管腳Vin同 時與第六電阻(R6)的一端、第一電容(Cl)的一端和第一接插件(Jl)的一個接線端相連， 第一電容(Cl)的另一端同時與第二芯片(U2)的陰極、第二芯片(U2)的參考極、第一接插 件(Jl)的一個接線端、第三接插件(J3)的一個接線端和地線相連；第二芯片(U2)的陽極 同時與第八電阻(R8)的一端、第三電阻(R3)的一端、第二電容(C2)的一端和第一三極管 (Ql)的發(fā)射極相連，第八電阻(R8)的另一端與第一接插件(Jl)的一個接線端相連，第三 電阻(R3)的另一端與第二電阻(R2)的一端相連，第二電阻(R2)的另一端同時與第一芯 片(Ul)的管腳ADJ、第二電容(C2)的另一端、第四電阻(R4)的一端和第一電阻(Rl)的一 端相連，第四電阻(R4)的另一端與第五電阻(R5)的一端相連，第五電阻(R5)的另一端與 第一三極管Oil)的集電極相連，第一三極管Oil)的基極與第三芯片(U； )中的第六三極 管0^6)的發(fā)射極相連，第三芯片(U3)中的第六三極管0^6)的集電極與第六電阻(R6)的 另一端相連；第四接插件(J4)的一個接線端同時與第七電阻(R7)的一端和第七十一電阻 (R71)的一端相連，第七電阻(R7)的另一端與第三芯片(U3)中的第三發(fā)光二極管(LED3) 的陽極相連，第三芯片(U3)中的第三發(fā)光二極管(LED3)的陰極同時與第四接插件(J4)的 一個接線端、第三十一芯片(U31)中第四發(fā)光二極管(LED4)的陰極和地線相連，第三十一芯片(U31)的第四發(fā)光二極管(LED4)的陽極與第七十一電阻(R71)的另一端相連；第十一 芯片(Ull)的管腳Vout同時與第十一電阻(Rll)的一端和第三接插件(J3)的一個接線 端相連，第十一電阻(Rll)的另一端同時與第十一芯片(Ull)的管腳ADJ、第四十一電阻 (R41)的一端、第二十一電容(C21)的一端和第二十一電阻(R21)的一端相連；第四十一電 阻(R41)的另一端與第五十一電阻(R51)的一端相連；第五十一電阻(R51)的另一端與第 二三極管的集電極相連，第二三極管的發(fā)射極同時與第二十一電容(C21)的另 一端、第三十一電阻(R31)的一端、第二十一芯片(U21)的陽極和第八十一電阻(R81)的 一端相連；第三十一電阻(R31)的另一端與第二十一電阻(R21)的另一端相連，第八十一 電阻(R81)的另一端與第二接插件(E)的一個接線端相連；第二三極管的基極與第 三十一芯片(U31)中的第七三極管0^7)的發(fā)射極相連，第三十一芯片(U31)中的第七三極 管0^7)的集電極與第六十一電阻(R61)的一端相連，第六十一電阻(R61)的另一端與第 十一電容(Cll)的一端相連，第十一電容(Cll)的另一端同時與第二十一芯片(U21)的陰 極、第二十一芯片(U21)的參考極、第二接插件(E)的一個接線端、第三接插件(B)的一 個接線端和地線相連；第一接插件(Jl)的出線端和第二接插件(J2)的出線端分別與+5V 電源相連，第三接插件(B)的出線端即為定時加熱控制電路模塊(M》的控制信號輸出端， 第四接插件(J4)的出線端即為定時加熱控制電路模塊(Μ》控制信號輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統(tǒng)，其 特征在于信號采集模塊(M4)由第四芯片(U4)、第三電容(C3)至第五電容(C5)、第九電阻 (R9)、第十電阻(RlO)、第十二電阻(R12)、第三接插件(J3)、第五接插件(J5)和第六接插件 (J6)組成；第五接插件(歷)的兩個接線端分別與+12V電源的兩極相連，第五接插件(J5) 的一個出線端同時與第四芯片(U4)的管腳Vin和第三電容(C3)的一端相連，第五接插件 (J5)的另一個出線端同時與第三電容(C3)的另一端、第十電阻(RlO)的一端、第四電容 (C4)的一端、第十二電阻(R12)的一端、第五電容(( )的一端和第六接插件(J6)的一個 接線端相連，第十電阻(RlO)的另一端同時與第四芯片(U4)的管腳ADJ、第四電容(C4)的 另一端和第九電阻(R9)的一端相連，第九電阻(R9)的另一端同時與第四芯片(U4)的管腳 Vout、第三接插件(J3)的接線端和地線相連；第十二電阻(R12)的另一端同時與第五電容 (C5)的另一端、第六接插件(J6)的接線端、第三接插件(J3)的接線端和地線相連，第六接 插件(J6)的出線端即為信號采集模塊(M4)的采樣數(shù)據(jù)輸出端。
專利摘要高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭及應(yīng)用該探頭的檢測系統(tǒng)，它涉及一種檢測甲烷氣體的傳感探頭及檢測系統(tǒng)。它為解決現(xiàn)有甲烷氣體傳感器無法實現(xiàn)在高溫環(huán)境下對甲烷氣體進行檢測的問題而提出。檢測組件設(shè)置在不銹鋼粉末冶金罩內(nèi)部，兩根加熱絲交叉貫穿嵌裝在敏感檢測體上，所述兩根加熱絲的每端分別與每根電極柱的一端相連，四根電極柱固定裝設(shè)在檢測氣室基座的上表面上；檢測系統(tǒng)由控制模塊、定時加熱控制電路模塊、裝設(shè)有高溫環(huán)境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊，信號采集模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出模塊組成。它可在高溫環(huán)境下對甲烷氣體進行檢測。適用于各種需要檢測甲烷氣體的場合。
文檔編號G01N27/00GK201867386SQ20102055073
公開日2011年6月15日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者權(quán)正民 申請人:哈爾濱鴻翼科技發(fā)展有限公司