一种瓦斯气体成分监测及报警装置

技术领域

本申请涉及电气工程技术领域，具体涉及一种瓦斯气体成分监测及报警装置。

背景技术

由于轻瓦斯时常会产生误动作，报警，这种误判是由于变压器内部因滤油、加油或冷却系统的不严密，导致空气进入变压器内，而空气聚集在瓦斯继电器内导致的液面下降，引发继电器报警并不是现有瓦斯继电器能控制的。其次瓦斯继电器的工作原理造成了瓦斯继电器并不能准确的区分气体成分，进而在变压器工作状态下直接放气也给工作人员带来了风险。最后由于瓦斯继电器只有在瓦斯气体含量达到一定量时，油面才会下降，从而瓦斯继电器发生动作，变压器内部故障在达到报警阈值到前往现场放气解除报警期间，仍然持续处于故障阶段，如果这个处理时间不及时或慢于变压器故障增长率，会使得工作人员无法更早地预判故障，导致故障进一步扩大。

因此，需要设计一种装置能够实现瓦斯气体成分定性分析、定量分析、提前报警和数据收集及分析等功能。

发明内容

本申请提供一种瓦斯气体成分监测及报警装置，能够实现瓦斯气体成分定性分析、定量分析、提前报警和数据收集及分析等功能。

本申请提供一种瓦斯气体成分监测及报警装置，包括：

取气分离模块，用于在轻瓦斯报警动作时，所述监测及报警装置自动打开三通阀，瓦斯气体进入检测管路，同时油气分离器结合电磁阀将检测管路中的油排出到排油池中，瓦斯气体经油气分离器提纯后，进入气体分析模块；

气体分析模块，当瓦斯气体通过进气电磁阀进入集气室，集气室与可燃气体传感器连接，可燃气体传感器对瓦斯气体成分进行识别并转化为电信号，所述电信号保存至气体分析模块；

远程监控模块，采集气体分析模块的所述电信号，通过分析所述电信号获得瓦斯气体成分，从而通过监控软件远程监控瓦斯继电器的工作状态，当所述瓦斯气体中有可燃气体时发出报警。

优选的，所述取气分离模块由三通管、集气盒、管路、油气分离器、电磁阀和排油池组成；

三通管，分别与取气口、集气盒，以及油气分离器连接；当三通阀上的三通阀打开后，瓦斯气体进入三通管；

集气盒，用于将瓦斯气体中的气体和油分离；分离后的所述气体和油进入管路；

管路，用于运送瓦斯气体；

油气分离器结合电磁阀，将管路中的油排出到排油池中，油气分离器对瓦斯气体进行提纯，提纯后的瓦斯气体进入气体分析模块；

排油池，用于收集管路中的油。

优选的，所述气体分析模块由进气电磁阀、集气室、可燃气体传感器、气体分析仪、排气泵、排气电磁阀和排气管路组成；

进气电磁阀，当进气电磁阀打开后，瓦斯气体进入气体分析模块；

集气室，用于收集进入气体分析模块的瓦斯气体；

可燃气体传感器，用于对瓦斯气体成分进行识别并转化为电信号上传至气体分析仪；

气体分析仪，根据可燃气体传感器发送的电信号分析瓦斯气体的成份；

排气泵，用于提高排气电磁阀的排气性能；

排气电磁阀，当气体分析模块对瓦斯气体的成份分析完成后，打开排气电磁阀，排放瓦斯气体；

排气管路，瓦斯气体通过排气管路进行排放。

优选的，所述可燃气体传感器，包括：H2传感器，甲烷传感器和乙炔传感器。

优选的，所述远程监控模块，由工作电源、报警装置、通讯模块及监控软件组成；

工作电源，用于向所述瓦斯气体成分监测及报警装置提供电源；

报警装置，用于接收监控软件发现瓦斯气体成分有可燃气体时的报警信号时，发出报警信息。

通讯系统，用于完成工作电源、报警装置和监控软件之间的通讯；

监控软件，还用于控制阀和气泵来控制所述瓦斯气体成分监测及报警装置的进气和排气功能。

本申请提供一种瓦斯气体成分监测及报警装置，通过取气模块获取待测的瓦斯气体，气体分析模块通过可燃气体传感器对瓦斯气体成分进行识别并转化为电信号，远程监控模块通过分析所述电信号获得瓦斯气体成分，从而通过监控软件远程监控瓦斯继电器的工作状态，当所述瓦斯气体中有可燃气体时发出报警，从而解决对瓦斯气体成分定性分析、定量分析、提前报警和数据收集及分析等功能的装置的需求问题。

附图说明

图1是本申请实施例提供的瓦斯气体成分监测及报警装置的功能模块原理图；

图2是本申请实施例提供的瓦斯气体成分监测装置的样机结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

本申请提供一种瓦斯气体成分监测及报警装置，装置功能模块的原理图如图1所示，包括：取气分离模块，气体分析模块和远程监控模块。

取气分离模块，用于在轻瓦斯报警动作时，所述监测及报警装置自动打开三通阀，瓦斯气体进入检测管路，同时油气分离器结合电磁阀将检测管路中的油排出到排油池中，瓦斯气体经油气分离器提纯后，进入气体分析模块；瓦斯气体进入气体分析模块，此过程为程序自动控制。

取气分离模块由三通管、集气盒、管路、油气分离器、电磁阀和排油池组成；三通管，分别与取气口、集气盒，以及油气分离器连接；当三通阀上的三通阀打开后，瓦斯气体进入三通管；集气盒，用于将瓦斯气体中的气体和油分离；分离后的所述气体和油进入管路；管路，用于运送瓦斯气体；油气分离器结合电磁阀，将管路中的油排出到排油池中，油气分离器对瓦斯气体进行提纯，提纯后的瓦斯气体进入气体分析模块；排油池，用于收集管路中的油。

取气分离模块具体的工作流程为，在轻瓦斯报警动作时，系统自动打开三通阀，瓦斯气体进入检测管路，同时油气分离器结合电磁阀将管路中的油排出到排油池中，油气分离器提纯气体进入检测装置，瓦斯气体进入气体分析模块，此过程为程序自动控制。

气体分析模块，当瓦斯气体通过进气电磁阀进入集气室，集气室与可燃气体传感器连接，可燃气体传感器对瓦斯气体成分进行识别并转化为电信号，所述电信号保存至气体分析模块。

进气电磁阀，当进气电磁阀打开后，瓦斯气体进入气体分析模块；集气室，用于收集进入气体分析模块的瓦斯气体；可燃气体传感器，用于对瓦斯气体成分进行识别并转化为电信号上传至气体分析仪；气体分析仪，根据可燃气体传感器发送的电信号分析瓦斯气体的成份；排气泵，用于提高排气电磁阀的排气性能；排气电磁阀，当气体分析模块对瓦斯气体的成份分析完成后，打开排气电磁阀，排放瓦斯气体；排气管路，瓦斯气体通过排气管路进行排放。

取气分离模块，当气体通过进气电磁阀后进入集气室，H2传感器、甲烷传感器和乙炔传感器对气体成分进行识别并转化为电信号上传至气体分析模块，检测后排气电磁阀将检测气体排出。

远程监控模块，采集气体分析模块的所述电信号，通过分析所述电信号获得瓦斯气体成分，从而通过监控软件远程监控瓦斯继电器的工作状态，当所述瓦斯气体中有可燃气体时发出报警。工作电源，用于向所述瓦斯气体成分监测及报警装置提供电源；报警装置，用于接收监控软件发现瓦斯气体成分有可燃气体时的报警信号时，发出报警信息。通讯系统，用于完成工作电源、报警装置和监控软件之间的通讯；监控软件，还用于控制阀和气泵来控制所述瓦斯气体成分监测及报警装置的进气和排气功能。

工作人员通过监控软件界面远程监控瓦斯继电器的工作状态，可通过控制阀和气泵来控制操作系统中的进气、排气功能。数据分析模块对采集的数据进行分析：通过分析气体成分，当有可燃气体时发出报警。

图2是瓦斯气体成分监测装置的样机结构示意图，图中：阀1，阀2，阀3，阀4，气体继电器5，液位计6，气缸7，连接板8，电动推杆9，油池10，油盒11，油气分离器12，液位开关13，控制端14，甲烷传感器15，乙炔传感器16，氢气传感器17，气源18，放气阀19。

取气采用电缸作为动力元件，通过计算需要抽取得容积值，分别设定气缸取气所需行程、抽取待测样气所需要的容积值对应的行程，根据电缸所走的行程，设定限位开关，通过程序控制确保电缸每次能够到达指定的位置，实现定量排气抽气功能。

样气进入传感器之前首先要保证样气绝对的纯化，因此再测试前端安装油气分离器确保样气中混合的油蒸汽充分过滤，含有油的样气首先利用油的重力使油沉积在油气分离器的底部的油池中，得到含有油蒸汽的样气，然后再通过油气分离器进行过滤，得到纯净样气。过滤下的油油气分离器经阀3流出，实现油气分离。

完成轻瓦斯测试后，采用纯净的氮气对管路进行冲洗净化。程序控制阀4、阀3打开，控制一定量的氮气，使得纯净氮气流经阀4、三个传感器，液位开关、油气分离器和阀3，最终将该段的气路中残留的样气排出，依次关闭阀4、阀3，保证此段元器件及管路中存在纯净氮气，完成管路净化。

样机为氢气、乙炔、甲烷及其它气体的同步监测预留了接口，采用集气盒导出气体进行监测的方式，气体通过气体抽取模块，把瓦斯继电器中的气体抽取到汽缸中，之后待测气体进入传感器组进行测试。从轻瓦斯报警信号发出开始计算，可在90s中测试出结果。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。