(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123246197.1 (22)申请日 2021.12.2 2 (73)专利权人 河南省日立信股份有限公司 地址 450001 河南省郑州市高新区玉 兰街 101号 (72)发明人 汪献忠　赫树开　许雪锋　王三霞　 曾晓哲　 (74)专利代理 机构 郑州豫开专利代理事务所 (普通合伙) 41131 专利代理师 朱俊峰 (51)Int.Cl. G01N 33/00(2006.01) (54)实用新型名称 适用于高温易爆环境的氢气检测装置 (57)摘要 适用于高温易爆环 境的氢气检测装置， 包括 加热型传感器和检测装置显示、 变送单元； 加热 型传感器分模块设计为加热 （或高功耗） 单元和 检测单元， 且两者均满足本安防爆设计要求； 检 测装置显示、 变送单元设为防爆型， 且为加热型 传感器的两个模块加热单元和检测单元及后者 的信号调理电路提供相对应的防护电路， 即传感 器加热部分本安防护电路和传感器检测部分本 安防护电路， 还包括电源转换及电源分配电路、 模数转换电路、 加热控制电路和数字信号处理、 显示及控制电路， 实现信号的调理、 转换、 输出、 显示等功能。 本实用新型 实现了加热 （高功耗） 型 传感器的本安化处理， 使其应用于高温爆炸性环 境中， 相比隔爆型设计具有体积小、 壳体轻、 安装 方便的优点。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 217278158 U 2022.08.23 CN 217278158 U 1.适用于高温易爆环境的氢气检测装置， 其特征在于： 包括加热型传感器(S101)和检 测装置显示、 变送单 元(S111)； 加热型传感器(S101)包括加热 单元 (S102)和检测单 元(S103)； 检测装置显示、 变送单元(S111)包括隔爆外壳和设在其内的传感器加热部分本安防护 电路(S104)和传感器检测部分本安防护电路(S108)， 信号调理电路(S105)以及电源转换及 电源分配电路(S110)， 传感器加热部分本安防护电路(S104)的输出通过线缆连接加热型传 感器(S101)的加热单元(S102)的输入， 传感器检测部分本安防护电路(S108)的输出通过线 缆连接信号调理电路(S105)的输入， 再通过信号调理电路(S105)的输出连接检测单元 (S103)输入， 电源转换及电源分配电路(S110)分别通过线缆连接传感器加热部分本安防护 电路(S104)和传感器检测部分本安防护电路(S108)的输入， 分别为两者提供适配电源电 压； 检测装置显示、 变送单元(S111)的隔爆外壳内还设有模数转换电路(S106)、 加热控制 电路(S109)和数字信号处理、 显示及控制电路(S107)， 实现信号的调理、 转换、 输出、 显示常 用功能。 2.根据权利要求1所述的适用于高温易爆环境的氢气检测装置， 其特征在于： 加热型传 感器(S101)分模块设计为加热单元(S102)和检测单元(S103)， 且两者均满足本安防爆设计 要求。 3.根据权利要求1所述的适用于高温易爆环境的氢气检测装置， 其特征在于： 传感器加 热部分本安防护电路(S104)和传感器检测部 分本安防护电路(S108)， 采用本安电路设计且 电路模块结构相同， 均包括三个稳压二极管(D1~D3)、 保险丝(F1)和电阻(R1)， 三个稳压二 极管 (D1~D3)并列连接在电源输入电压(Vin)和地之间， 三个稳压二极管(D1~D3)的阴极均 连接电源输入电压(Vin)， 保险丝(F1)和电阻(R1)串联连接， 保险丝(F1)的另一端也连接电 源输入电压Vi n， 电阻(R 1)的另一端为电压 输出端(Vout)。 4.根据权利要求1所述的适用于高温易爆环境的氢气检测装置， 其特征在于： 信号调理 电路(S105)将加热型传感器(S101)的检测单元(S103)检测到的微弱电信号， 经过放大处理 后传输给模数转换电路(S10 6)； 模数转换电路(S106)将信号调理电路(S105)输出的模拟信号转换成数字信号后传输 给数字信号处 理、 显示及控制电路(S107)； 数字信号处理、 显示及控制电路(S107)接收模数转换电路(S106)输出的数字信号， 并 对其进行电压变换、 校准、 修正处理， 完成校准数据的读取和存储， 并将正确的浓度数值输 出显示； 加热控制电路(S109)实现对加热型传感器(S101)的加热单元(S102)的加热控制， 控制 何时开启加热何时关闭加热， 并控制加热量的大小。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217278158 U 2适用于高 温易爆环境的氢气检测装 置 技术领域 [0001]本实用新型属于防爆技术领域， 涉及一种适用于高温爆炸性环境的氢气检测装 置。 背景技术 [0002]现有氢气检测大多为隔爆型或本安型的检测装置或设备。 隔爆型装置具有隔爆外 壳， 在内部发生爆炸时， 能将爆炸限制在 隔爆腔体内， 避免爆炸能量从隔爆腔体内部传出， 引起更大的爆 炸， 起到隔离爆 炸源作用。 即隔爆 外壳既能承受内部爆 炸性气体的爆炸压力， 也能阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性气体的传播。 [0003]本安型装置是指在规定条件下， 在正常工作或规定 的故障状态下， 通过对自身能 量的限制， 保证装置或设备不会出现过 热、 火花等均不能点燃爆炸性气体的装置 。 [0004]功耗较低的氢气传感器， 可以按照本安电路设计要求， 研制成本安型氢气检测装 置； 但是通常来说此类传感器的工作温度范围较低， 比如电化学 的氢气传感器的工作温度 范围为‑20℃~50℃， 无法应用于较高温的爆炸性环境。 [0005]功耗较大的氢气传感器， 如MEMS型、 热导型、 催化燃烧型等需要加热的传感器类 型， 虽然其工作温度范围较高， 但由于工作时传感器功耗较大， 再加上外围检测电路、 处理 电路、 数据传输电路以及显示电路等， 使 得该类传感器很难设计成本安型检测设备， 应用于 炸性环境时， 只能设计成隔爆型检测设备。 但这样增加了结构设计的技术难度， 隔爆 外壳厚 度要满足要求、 螺纹长度也有最小值的规定、 贯穿件如 线缆需要采用隔爆密封接头， 导致检 测设备外壳较为笨重， 安装施工比较困难。 [0006]若有一种适用于高温爆炸性环境的氢气检测装置， 轻便， 易安装， 那么会很好的满 足市场应用需求。 实用新型内容 [0007]为了克服现有技术的不足， 本实用新型提供一种适用于高温易爆环境的氢气检测 装置， 兼具隔爆与本安特性， 根据易爆环境的特点灵活分布各功能模块， 轻便， 易 安装。 [0008]本实用新型采用的技术方案是， 适用于高温易爆环境的氢气检测装置， 包括加热 型传感器和检测装置 显示、 变送单 元； [0009]加热型传感器包括加热 单元 （或高功耗单 元） 和检测单 元； [0010]检测装置显示、 变送单元包括 隔爆外壳和设在其内的传感器加热部分本安防护电 路和传感器检测部分本安防护电路， 信号调理电路以及电源转换及电源分配电路， 传感器 加热部分本安防护电路的输出通过线缆连接加热型传感器的加热 （或高功耗） 单元的输入， 传感器检测部 分本安防护电路的输出通过线缆连接信号调理电路的输入， 再通过信号调理 电路的输出连接检测单元输入， 电源转换及电源分配电路分别通过线缆连接传感器加热部 分本安防护电路和传感器 检测部分本安防护电路的输入， 分别为两者 提供适配电源电压； [0011]检测装置显示、 变送单元的隔爆外壳内还设有模数转换电路、 加热控制电路和数说　明　书 1/6 页 3 CN 217278158 U 3