气体检测传感器装置制造方法及图纸

一种气体检测传感器装置，包括：内阻根据气体浓度变化的至少一个气体传感器、测定部分、计算部分和输入输出部分，其中：测定部分测定气体传感器的输出，计算部分基于测定部分的测定值，根据气体浓度算出检测结果，输入输出部分将检测结果显示和/或输出到外部终端。本发明专利技术能够快速检测气体浓度变化。

Gas Detection Sensor Device

【技术实现步骤摘要】
气体检测传感器装置
本专利技术涉及的是一种环境监测领域的技术，具体是一种气体检测传感器装置。
技术介绍
气体检测传感器装置广泛用于家用丙烷气体检测器和汽车等领域，能够检测大气中所含的特定气体(化学物质)。近年来，由于对大气污染和化学物质过敏症的担心，空气净化器和空调设备等也内置了相同的功能。半导体式气体传感器是气体传感器的一种，内置在气体检测传感器装置之中，能够检测气体浓度。半导体式气体传感器能够通过改变半导体元件的成分等支持各种各样的气体，而且成本低，因此被广泛使用。图1中的数据展示了半导体式气体传感器的灵敏度特性。首先测定待测大气中半导体气体式传感器的内阻RS，将其与参考大气中的传感器的内阻值RO之比RS/RO。正如图1所示，能够根据RS/RO的比值检测特定气体的浓度。但是，如果使用半导体式气体传感器内置的气体检测传感器装置检测气体浓度，则部分使用环境下检测值无法保持稳定，并有可能因为产品的不同而产生差异(机器差异)。半导体式气体传感器的灵敏度特性不仅取决于气体的浓度，温度和湿度、大气的流动等因素也会使其产生变化。另外半导体式气体传感器的内阻在一般情况下会根据多种特定气体(例如图1所示产品案例中的一氧化碳、氢气、乙醇、甲烷等)的浓度变化而产生波动，因此在混合了多种气体时，如果无法确定各种气体的混合比例，则即使测定了大气中的电阻值RS，气体浓度也会产生检测误差。如果使用其他方式的气体传感器，并在混合了多种特定气体的环境下运用气相色谱法等算出各种气体的混合比例，则可以一定程度地解决所述的问题。但是，同时也会产生诸如成本的增加、装置的大型化、测定时间和劳力的增加、操作难度的加大等各种缺点。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的所述的不足，提出一种气体检测传感器装置，通过小型化、低成本和简便的结构实现气体浓度变化的快速检测。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术包括：依次相连的气体传感器、测定部分、计算部分和输入输出部分，其中：测定部分测定根据气体浓度变化的气体传感器的内阻，计算部分根据测定部分的测定值换算得到监测数据并由输入输出部分显示。所述的输入输出部分优选将监测数据进一步输出到外部终端。所述的气体检测传感器装置进一步设有能够在初始测定模式和通常测定模式之间切换的切换开关，该切换开关以初始测定模式时的测定值为初始值，当切换至通常测定模式时，计算部分将计算当前测定值与初始值之间的比值。在实际测定时，首先在初始测定模式下测定气体传感器的输出并作为初始值进行保存。然后改变气体检测传感器装置的安置场所或在同一场所减少特定的气体，以便在希望的测定环境下切换为通常测定模式，以气体传感器的输出作为当前值，并通过计算部分将当前值与初始值的比值作为气体浓度对应的检测结果算出。通过上述检测结果能够掌握从初始值到当前值的变化情况。这并非将当前的气体传感器输出与参考大气中的气体传感器输出比较，而是与开始测定时的气体传感器输出(初始值)比较，由此能够更加稳定地掌握气体浓度的变化。技术效果与现有技术相比，本专利技术在简单检测气体浓度变化即可的用途方面具有实用性(也可以不作为参考大气中的绝对值为目的检测气体浓度)。例如在大气污染严重的低于或大量放出总挥发性有机化合物(TVOC：TotalVolatileOrganicCompounds)的新建和翻新物业室内使用了具有减少大气中化学物质效果的建筑材料等时，为了确认其减少效果，如果能够使用成本低、操作简便、小型化的半导体式气体传感器，并稳定地检测作为源头物质的气体浓度变化，则极为便利。建筑材料的施工承包商能够在施工前后示范TVOC的气体浓度降低效果，建筑的买家和居民也可以通过测定数据确认TVOC的降低效果。附图说明图1为半导体式气体传感器的灵敏度特性示例图；图2为本专利技术相关气体检测传感器装置实施形态整体配置的示意图；图3为图2所示电压分压电路实施形态图；图4为输出到图2所示外部终端显示部分的画面显示图；图中：100气体检测传感器装置、110气体传感器、120测定部分(电压分压电路)、130计算部分、140切换开关、150显示部分、170温湿度传感器、180控制部分、190存储部分、200通信传输、300外部终端。具体实施方式如图2所示，本实施例气体检测传感器装置100包括：气体传感器110、测定部分120、计算部分130以及输入输出部分160，其中：气体传感器110的内阻根据气体浓度产生变化，测定部分120测定气体传感器的内阻，并由计算部分130基于测定部分的测定值120，根据气体浓度算出检测结果，通过输入输出部分160显示和/或输出到外部终端300。所述的输入输出部分160包括至少一个显示部分150，该显示部分150用于显示测定值或检测结果。在实施例中，所述的测定部分120中进一步设有电压分压电路，该电压分压电路逐个连接到各个气体传感器110，该气体传感器110能够根据大气中的气体浓度改变其内阻，其采用但不限于小型化、低成本的半导体式气体传感器。本实施例中优选设置三个气体浓度灵敏度特性不同的气体传感器，进一步优选为三个半导体式气体传感器，该半导体式气体传感器能够检测的气体种类取决于其构成材料金属氧化物的成分，因此可以通过设置多种气体传感器的方式检测更多种类的气体。例如在测定新建和翻新物业的室内环境时，如果分别使用三种能够检测醛类、TVOC异味(恶臭)的气体传感器，则可以分别检测身体状况恶化和恶臭的原因，即气体浓度的变化。另外如上所述，半导体式气体传感器的内阻变化取决于多种气体的浓度变化，但通过设置多种气体传感器，并比较这些传感器的检测结果，可以查明究竟主要是哪个特定气体的浓度在发生变化。本实施例中，上述气体检测传感器装置中进一步设有在初始测定模式和通常测定模式之间切换的切换开关140，其中初始测定模式是在开始测定时测定气体产气110输出的模式，通常测定模式是测定当前气体传感器110输出的模式。初始测定模式下测定气体传感器110的输出并将结果作为“初始值”对待，通常测定模式下将气体传感器110的输出作为“当前值”对待，计算部分130根据当前值相对于初始值的比值计算出对应气体浓度的检测结果。测定时，首先在初始测定模式下测定气体传感器的输出并作为初始值对待，然后在想要测定的周围环境(不同的周围环境)下切换为通常测定模式测定气体传感器的输出并作为当前值对待。其中不同的周围环境是指环境条件不同的周围环境，环境条件是引发温度、湿度、风向、气体浓度等气体传感器110输出值变化的主因。例如改变气体检测传感器装置的安装场所，或者相同的安装场所采取减少特定气体的措施并经过一段时间后，将形成不同的周围环境。所述的初始值、当前值和检测结果等显示在气体检测传感器装置100设置的显示部分150或从输入输出部分160输出到外部，经由通信传输200发送到外部终端300，进而根据需要显示在外部终端300的显示部分上或者打印、记录。所述的通信传输200不限于有线或无线。所述的外部终端300采用但不限于计算机和智能手机等各种通信设备。在实施例中，使用通信标准RS-232C的串口作为通信传输200、个人电脑作为外部终端300。如图3所示，为测定部分的电压分压电路，该电压分压电路中包括负载电阻125和电源Vcc，其中：具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体检测传感器装置，其特征在于，包括：内阻根据气体浓度变化的至少一个气体传感器、测定部分、计算部分和输入输出部分，其中：测定部分测定气体传感器的输出，计算部分基于测定部分的测定值，根据气体浓度算出检测结果，输入输出部分将检测结果显示和/或输出到外部终端；所述的气体检测传感器装置进一步包括用于在初始测定模式和通常测定模式之间切换的切换开关，该切换开关以初始测定模式时的测定值为初始值，当切换至通常测定模式时，以测定值为当前值且计算部分将当前值相对于初始值的比值作为检测结果。

【技术特征摘要】
1.一种气体检测传感器装置，其特征在于，包括：内阻根据气体浓度变化的至少一个气体传感器、测定部分、计算部分和输入输出部分，其中：测定部分测定气体传感器的输出，计算部分基于测定部分的测定值，根据气体浓度算出检测结果，输入输出部分将检测结果显示和/或输出到外部终端；所述的气体检测传感器装置进一步包括用于在初始测定模式和通常测定模式之间切换的切换开关，该切换开关以初始测定模式时的测定值为初始值，当切换至通常测定模式时，以测定值为当前值且计算部分将当前值相对于初始值的比值作为检测结果。2.根据权利要求1所述的气体检测传感器装置，其特征是，所述的气体传感器包含多个且每一个对气体浓度的灵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王必雷，山口一朗，
申请(专利权)人：上海雷誉光触媒环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31