一种具有仿生导流结构与可变位传感器的气体探测器制造技术

一种具有仿生导流结构与可变位传感器的气体探测器属气体成分检测技术领域，本实用新型专利技术通过外界手段将气体从前端喷入内腔中，经中心支座前端的有毒有害气体传感器探测后，经导流板组导流后与具有时空差异的各传感器接触，初步确定成分后，传动件经电机带动将相关成分传感器置于强刺激区或其他合理位置继续探测，气体接着流经支撑导流板组与最后方的广域气体传感器接触，测试是否含有其他次要成分，最后排出电子鼻。仿生导流板组与外壳相互配合，使气体的强、弱刺激区更明显，能强化探测效果，减少相互干扰造成的误差，使气体探测器对气体成分的检测更加灵敏、结果准确，且操作简便快捷，对气体浓度要求低。

A Gas Detector with Bionic Diversion Structure and Variable Position Sensor

A gas detector with bionic diversion structure and variable position sensor belongs to the field of gas composition detection technology. The utility model sprays gas from the front end into the inner chamber by external means, detects the poisonous and harmful gas sensor at the front end of the central support, contacts the sensors with space-time difference after diversion by the diversion plate group, and preliminarily determines the composition of the gas detector, and then the transmission parts pass through the motor. Drive the relevant component sensor to be placed in the strong stimulation area or other reasonable position to continue detection. The gas then flows through the supporting guide plate group and contacts with the wide-area gas sensor at the end to test whether there are other secondary components, and finally discharges the electronic nose. The bionic guide plate group cooperates with the outer shell to make the strong and weak stimulus zone of the gas more obvious, to enhance the detection effect, to reduce the error caused by mutual interference, to make the gas detector more sensitive and accurate for the detection of gas composition, and to operate simply and quickly, and to require low gas concentration.

【技术实现步骤摘要】
一种具有仿生导流结构与可变位传感器的气体探测器
本技术属未知气体成分检测
，具体涉及一种具有仿生腔体和可移动传感器的气体成分检测器。
技术介绍
1、油页岩在世界范围内被公认为常规油气的首选替代能源，成为世界各国在能源战略平衡发展中必须考虑的重要后备能源。在油页岩地层中，烃类气体含量较高，通过对钻井过程中产生气体的烃类气体浓度检测可以实现对油页岩地层的精确定位与含量分析。2、电子鼻即气体探测器是仿照哺乳动物嗅觉器官开发的一种气体检测仪器，由于电子鼻检测具有高可靠性、高实用性以及短识别周期的特点，在食品饮料生产行业、环境检测、医药和农业等领域应用广泛。但传统的电子鼻多利用人为提高气体浓度、优化后期计算等方法优化探测结果，这直接限制了电子鼻的应用范围与应用环境，且一定程度上影响了检测结果的准确性。通过对电子鼻腔体内部进行合理设计，利用生物的生物学特性与仿生学结合来优化传感器接收的气体信号，具有操作简单、适用环境广、探测成分多、运算结果更理想的优点，且目前并无专门利用腔体结构优化从而优化探测结果的电子鼻。3、鼠类鼻腔内气体“之”字型流动轨迹与鼠鼻腔内的空间结构使得鼠类拥有灵敏的嗅觉。在鼠鼻腔的背侧隐窝区与前区，气体流速较快，分布有更多的嗅觉细胞与纤毛。中区与后区气体流速依次递减，嗅觉细胞密度降低。将鼠类鼻腔这种现象与对应结构应用于电子鼻腔体内，改善现阶段电子鼻只能利用单一算法优化的现状。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于油页岩嗅探的仿生电子鼻且解决目前电子鼻只能优化后期算法导致优化效果不明显的问题。该电子鼻根据鼠类鼻腔内部嗅觉细胞与嗅纤毛分布与鼠类鼻腔内气体流速的相关性设计仿生电子鼻，使其具有良好的导流能力与测量精度，同时在电子鼻中设计可移动的传感器组，实现多个传感器在空间中的差异性分布，利用不同传感器接收信号的时间差异性与空间差异性提升电子鼻嗅探能力。本技术由外壳A、中心支座B、可变位传感器组C、尾部支座D、尾部环片E、电机F、螺纹杆G和回转销H组成，其中可变位传感器组C的五个可变位传感器装配在中心支座B的滑轨组5的五个滑轨中，且五个传感器的底座14与滑轨组5的滑轨滑动连接；一个时间段内，五个传感器中只有一个传感器的底座14底部与螺纹杆G啮合。尾部支座D中导流支撑板组11的六个导流支撑板的顶端与外壳A上三段Ⅲ的凹槽1固接。中心支座B中支脚组6的六个支脚与尾部支座D上的盲孔Ⅰ10固接。中心支座B上支撑板组4外端与外壳A中前段Ⅰ和二段Ⅱ近左部的内壁相切，且在必要时能进行拆装。螺纹杆G穿过尾部支座D的通孔9、中心支座B中滑轨组5的五个滑轨所围中心，螺纹杆G的左端盲孔Ⅱ15与回转销H的柱销Ⅱ18活动连接，回转销H的柱销Ⅰ17与中心支座B的盲孔Ⅲm固接。螺纹杆G的纵轴线与外壳A的纵轴线平行，不重合。电机H的输出轴与螺纹杆G右端固接。所述尾部环片E采用胶合方式与尾部支座D固接,尾部环片的内轨16与螺纹杆G右部的环形槽n活动连接。所述外壳A、中心支座B、可变位传感器组C、尾部支座D、尾部环片E和回转销H的柱销Ⅰ17轴线重合，螺纹杆G和回转销H的柱销Ⅱ18轴线重合，两轴线相互平行，距离为1-3mm。所述的外壳A由前段Ⅰ、二段Ⅱ、三段Ⅲ和四段Ⅳ顺序连接而成，外壳A的总长L1为100-150mm，外壳A的厚度h2均为6-12mm。其中二段Ⅱ、三段Ⅲ和四段Ⅳ均为圆管，二段Ⅱ的长度L4为40-75mm，直径d3为46-56mm。三段Ⅲ的长度L3为40-55mm，直径d2为60-68mm,三段Ⅲ内壁设有沿圆周均布的凹槽组1的六个凹槽，凹槽宽度h2为3-5mm。四段Ⅳ的长度L2为40-55mm，直径d1为60-80mm。前段Ⅰ的左端的直径d4为4-8mm，前段3的外围轮廓由a-b曲线沿外壳A的纵轴线旋转一周所得，a-b曲线的数学表达式为：当取b点为原点，以过b点且与外壳A纵轴线平行的直线为x轴，向右为x轴正方向，过b点且垂直于x轴为y轴，向上为y轴正方向建立坐标系时，表达式为：y＝1.7×10-3x3—7.3×10-2x2+6.3×10-2x—0.207。所述的中心支座B由支脚组6、滑轨组5和导流板组3组成，其中导流板组3、滑轨组5、独立传感器8和支脚组6自左至右顺序排列，滑轨组5的五个滑轨右端固接支脚组6的六个支脚，滑轨组5的六个滑轨左端与导流板组3的右端固接，导流板组3的外圆周上均布支撑板组4的三个支撑板，导流板组3的左端中心设有传感器安放孔2。所述独立传感器8固接于滑轨组5的宽导轨上表面中心线，独立传感器8左端与导流板组3右端的距离L7为5-9mm，独立传感器8圆管尺寸与可变位传感器组C的圆管13尺寸相同，内径为9-12mm，宽5-10mm。传感器安放孔2中轴线与气体探测器中轴线重合，且直径d2为8-12mm，长为直径的0.75倍。导流板组3的左端中心外缘设有具有梭形截面的导流环7。导流板组3长L1为15-30mm，其外层回转结构半径r2为14-22mm、中层回转结构半径r1为12-18mm，并含有中心厚度L6为2-4mm的梭形截面导流环7，其中：当取f点为原点，以f-i所在直线为x轴，向左为x轴正方向，过f点且垂直于x轴为y轴，向上为y轴正方向建立坐标系时，c-d段曲线方程为：y＝-3.3×10-2x2+0.492x+11.338j-e段曲线方程为：y＝7×10-4x3—2×10-2x2+0.236x+2.985i-k-f段曲线方程为：y＝-0.01x2+0.2xi-l-f段曲线方程为：y＝0.01x2—0.2xh-g段曲线方程为：y＝-7×10-4x3+2×10-2x2—0.236x—2.985。所述的可变位传感器组C由五个传感器组成，传感器为圆管形，圆管13的外面设有底座14；圆管13内径为9-12mm，宽5-10mm。所述的尾部支座D总长40-55mm，由六棱管、传感器组12和导流支撑板组11组成，尾部支座D的中心设有通孔9，直径6-9mm；左端管壁设有由六个盲孔组成的盲孔组10，盲孔长为5-7mm，与中心支座B的支脚组6固接；导流支撑板组11长25-32mm、宽1-3mm、高23-28mm，拥有倒角直径为1-3mm所包含的六个导流支撑板均布于六棱管左部的六个棱角，夹角α为60°，传感器组12的三个传感器均布于六棱管右部的三个棱面上，传感器圆心高10-15mm，直径8-10mm，壁厚1-2mm。所述的尾部环片E宽度为2-3mm，所含内轨16为300°的环形通孔，内轨中心线距离尾部环片E轴线距离为1-3mm。所述的回转销H的柱销Ⅰ17与柱销Ⅱ18直径为1-1.5mm，长为2-4mm；柱销Ⅰ17与柱销Ⅱ18轴线平行，距离为1-3mm。回转销总长度为4-8mm。本技术的工作过程与原理如下：传感器安放孔2、独立传感器8、可变位传感器组C和传感器组12分别安放有毒有害气体传感器a、有毒有害气体传感器b、气体有效成分传感器c-g和广域气体传感器h-j。位于电子鼻后方的抽气机工作，将待测气体吸入该电子鼻中。待测气体首先经过有毒有害气体传感器a，测定气体是否含有对人体有害的成分。如果有，则可以及时更换作业与探测地点，防止测量与开采人员中毒事件发生。待测气体随后经过导流板组3导流后与有毒有害气体传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有仿生导流结构与可变位传感器的气体探测器，其特征在于：由外壳(A)、中心支座(B)、可变位传感器组(C)、尾部支座(D)、尾部环片(E)、电机(F)、螺纹杆(G)和回转销(H)组成，其中可变位传感器组(C)的五个可变位传感器装配在中心支座(B)的滑轨组(5)的五个滑轨中，且五个传感器的底座(14)与滑轨组(5)的滑轨滑动连接；一个时间段内，五个传感器中只有一个传感器的底座(14)底部与螺纹杆(G)啮合；尾部支座(D)中导流支撑板组(11)的六个导流支撑板的顶端与外壳(A)上三段(Ⅲ)的凹槽组(1)的六个凹槽固接；中心支座(B)中支脚组(6)的六个支脚与尾部支座(D)上的盲孔组(10)的六个盲孔固接；中心支座(B)上支撑板组(4)外端与外壳(A)中前段(Ⅰ)和二段(Ⅱ)近左部的内壁相切，且能进行拆装；螺纹杆(G)穿过尾部支座(D)的通孔(9)、中心支座(B)中滑轨组(5)的五个滑轨所围中心，螺纹杆(G)的左端盲孔Ⅱ(15)与回转销(H)的柱销Ⅱ(18)活动连接，回转销(H)的柱销Ⅰ(17)与中心支座(B)的盲孔Ⅲ(m)固接；螺纹杆(G)的纵轴线与外壳(A)的纵轴线平行，不重合；电机(H)的输出轴与螺纹杆(G)右端固接；所述尾部环片(E)采用胶合方式与尾部支座(D)固接,尾部环片的内轨(16)与螺纹杆(G)右部的环形槽(n)活动连接；所述外壳(A)、中心支座(B)、可变位传感器组(C)、尾部支座(D)、尾部环片(E)和回转销(H)的柱销Ⅰ(17)轴线重合，螺纹杆(G)和回转销(H)的柱销Ⅱ(18)轴线重合，两轴线相互平行，距离为1‑3mm。...

【技术特征摘要】
1.一种具有仿生导流结构与可变位传感器的气体探测器，其特征在于：由外壳(A)、中心支座(B)、可变位传感器组(C)、尾部支座(D)、尾部环片(E)、电机(F)、螺纹杆(G)和回转销(H)组成，其中可变位传感器组(C)的五个可变位传感器装配在中心支座(B)的滑轨组(5)的五个滑轨中，且五个传感器的底座(14)与滑轨组(5)的滑轨滑动连接；一个时间段内，五个传感器中只有一个传感器的底座(14)底部与螺纹杆(G)啮合；尾部支座(D)中导流支撑板组(11)的六个导流支撑板的顶端与外壳(A)上三段(Ⅲ)的凹槽组(1)的六个凹槽固接；中心支座(B)中支脚组(6)的六个支脚与尾部支座(D)上的盲孔组(10)的六个盲孔固接；中心支座(B)上支撑板组(4)外端与外壳(A)中前段(Ⅰ)和二段(Ⅱ)近左部的内壁相切，且能进行拆装；螺纹杆(G)穿过尾部支座(D)的通孔(9)、中心支座(B)中滑轨组(5)的五个滑轨所围中心，螺纹杆(G)的左端盲孔Ⅱ(15)与回转销(H)的柱销Ⅱ(18)活动连接，回转销(H)的柱销Ⅰ(17)与中心支座(B)的盲孔Ⅲ(m)固接；螺纹杆(G)的纵轴线与外壳(A)的纵轴线平行，不重合；电机(H)的输出轴与螺纹杆(G)右端固接；所述尾部环片(E)采用胶合方式与尾部支座(D)固接,尾部环片的内轨(16)与螺纹杆(G)右部的环形槽(n)活动连接；所述外壳(A)、中心支座(B)、可变位传感器组(C)、尾部支座(D)、尾部环片(E)和回转销(H)的柱销Ⅰ(17)轴线重合，螺纹杆(G)和回转销(H)的柱销Ⅱ(18)轴线重合，两轴线相互平行，距离为1-3mm。2.按权利要求1所述的具有仿生导流结构与可变位传感器的气体探测器，其特征在于：所述的外壳(A)由前段(Ⅰ)、二段(Ⅱ)、三段(Ⅲ)和四段(Ⅳ)顺序连接而成，外壳(A)的总长L1为100-150mm，外壳(A)的厚度h2均为6-12mm；其中二段(Ⅱ)、三段(Ⅲ)和四段(Ⅳ)均为圆管；二段(Ⅱ)的长度L4为40-75mm，直径d3为46-56mm；三段(Ⅲ)的长度L3为40-55mm，直径d2为60-68mm,三段(Ⅲ)内壁设有沿圆周均布的凹槽组(1)的六个凹槽，凹槽宽度h2为3-5mm；四段(Ⅳ)的长度L2为40-55mm，直径d1为60-80mm；前段(Ⅰ)的左端的直径d4为4-8mm，前段(Ⅰ)的外围轮廓由a-b曲线沿外壳(A)的纵轴线旋转一周所得，a-b曲线的数学表达式为：当取b点为原点，以过b点且与外壳A纵轴线平行的直线为x轴，向右为x轴正方向，过b点且垂直于x轴为y轴，向上为y轴正方向建立坐标系时，表达式为：y＝1.7×10-3x3—7.3×10-2x2+6.3×10-2x—0.207。3.按权利要求1所述的具有仿生导流结构与可变位传感器的气体探测器，其特征在于：所述的中心支座(B)由支脚组(6)、滑轨组(5)和导流板组(3)组成，其中导流板组(3)、滑轨组(5)、独立传感器(8)和支脚组(6)自左至右顺序排列，滑轨组...

【专利技术属性】
技术研发人员：常志勇，华晓松，张宇晨，李秀慧，翁小辉，杨润，吕建华，谢军，任丽丽，郭丽，李俊宏，陈东辉，卢国龙，刘伟，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22