检测低浓度含水气体的电子鼻及方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种检测低浓度含水气体的电子鼻及方法。其中，电子鼻包括：采样器、亲疏水复合气体流通室、抽气设备、图像传感器和处理器；所述亲疏水复合气体流通室的进气口连接所述采样器，所述亲疏水复合气体流通室的出气口连接所述抽气设备；所述亲疏水复合气体流通室的第一侧面用亲水性的玻璃片制成，所述亲疏水复合气体流通室的第二侧面放置有用疏水性基底制成的气体检测试纸；所述图像传感器用于实时采集所述第一侧面的图像并传输至所述处理器，所述处理器根据所述第一侧面的图像进行气体检测。本实施例降低了水蒸气对有效气体检测的干扰，提高待测气体的信噪比。提高待测气体的信噪比。提高待测气体的信噪比。

【技术实现步骤摘要】
检测低浓度含水气体的电子鼻及方法


[0001]本专利技术实施例涉及气体检测技术，尤其涉及一种检测低浓度含水气体的电子鼻及方法。

技术介绍

[0002]电子鼻是利用气体检测试纸的响应图案进行气体检测的电子系统。在检测过程中，首先使待测气体与气体检测试纸接触反应，产生试纸颜色变化，然后读取颜色变化数据，进行待测气体种类及浓度的定性定量分析。
[0003]现有技术中，采用上述原理对混合有水蒸气的待测气体进行检测时，如果有效气体的含量太少，会导致颜色变化数据中的有效信号很弱，其强度与水蒸气产生的干扰信号相当，致使检测信号的信噪比下降，无法满足待测气体定性定量分析的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种检测低浓度含水气体的电子鼻及方法，采用亲疏水材料构建亲疏水复合气体流通室，分离待测气体中的水蒸气和有效气体，减轻水蒸气对有效气体检测的干扰。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种检测低浓度含水气体的电子鼻，包括：采样器、亲疏水复合气体流通室、抽气设备、图像传感器和处理器；
[0006]所述亲疏水复合气体流通室的进气口连接所述采样器，所述亲疏水复合气体流通室的出气口连接所述抽气设备；所述抽气设备用于将混合有水蒸气的待测气体经所述采样器抽至所述亲疏水复合气体流通室；
[0007]所述亲疏水复合气体流通室的第一侧面用亲水性的玻璃片制成，所述亲疏水复合气体流通室的第二侧面放置有用疏水性基底制成的气体检测试纸，所述玻璃片与所述气体检测试纸不接触，所述第一侧面与第二侧面相对；
[0008]所述玻璃片用于冷凝所述待测气体中的水蒸气；所述抽气设备还用于将冷凝再蒸发后的水蒸气抽离所述亲疏水复合气体流通室；
[0009]所述图像传感器用于实时采集所述第一侧面的图像并传输至所述处理器，所述处理器根据所述第一侧面的图像进行气体检测。
[0010]第二方面，本专利技术实施例提供了一种检测低浓度含水气体的方法，使用上述实施例所述的电子鼻对混合有水蒸气的待测气体进行检测，包括：
[0011]所述处理器从每张第一侧面的图像中提取颜色信号，根据所述颜色信号的变化量和图像采集时间绘制反应时程曲线；
[0012]所述处理器根据所述反应时程曲线的第一个驼峰确定水蒸气的信号，根据所述反应时程曲线的第二个驼峰确定待测气体中有效气体的信号。
[0013]本专利技术实施例采用亲水性玻璃片和疏水性气体检测试纸构成了亲疏水复合气体流通室，通过亲水性玻璃片使待测气体中的水蒸气冷凝，而有效气体与疏水性气体检测试
纸反应，实现了水蒸气和有效气体的分离；同时在反应过程中利用靠近玻璃片的抽气设备持续抽气，使冷凝再蒸发后的水蒸气也被抽离亲疏水复合气体流通室，进一步降低了水蒸气对有效气体检测的干扰，提高待测气体的信噪比。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本专利技术实施例提供的一种电子鼻的结构示意图；
[0016]图2是图1中亲疏水复合气体流通室沿AA
’
的剖面图；
[0017]图3是本专利技术实施例提供的另一种电子鼻的结构示意图；
[0018]图4是本专利技术实施例提供的一种检测低浓度含水气体的方法的流程图；
[0019]图5是本专利技术实施例提供的一种反应时程曲线的示意图。
[0020]图中：
[0021]1‑
采样器；11
‑
采样器的进气口；12
‑
采样器的出口气；
[0022]2‑
亲疏水复合气体流通室；21
‑
亲疏水复合气体流通室的进气口；22
‑
亲疏水复合气体流通室的进气口；23
‑
玻璃片；24
‑
气体检测试纸；241
‑
气体检测试剂；25
‑
疏水性密封圈；
[0023]3‑
抽气设备；
[0024]4‑
图像传感器；
[0025]5‑
微孔滤膜。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利技术所保护的范围。
[0027]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0029]图1是本专利技术实施例提供的一种电子鼻的结构示意图，用于对混合有水蒸气的待
测气体进行检测。如图1所示，所述电子鼻包括：采样器1、亲疏水复合气体流通室2、抽气设备3、图像传感器4和处理器(图中未示出)。
[0030]所述亲疏水复合气体流通室2的进气口21连接所述采样器1，所述亲疏水复合气体流通室2的出气口22连接所述抽气设备3；所述抽气设备3用于将混合有水蒸气的待测气体经所述采样1器抽至所述亲疏水复合气体流通室2。可选地，所述抽气设备3为真空泵。
[0031]所述亲疏水复合气体流通室2的第一侧面用亲水性的玻璃片23制成，所述亲疏水复合气体流通室2的第二侧面放置有用疏水性基底制成的气体检测试纸24，所述玻璃片23与所述气体检测试纸24不接触，所述第一侧面与第二侧面相对。
[0032]所述玻璃片23用于冷凝所述待测气体中的水蒸气；所述抽气设备3还用于将冷凝再蒸发后的水蒸气抽离所述亲疏水复合气体流通室2。
[0033]具体来说，所述抽气设备3在抽气时，混合有水蒸气的待测气体经所述采样器1流到所述亲疏水复合气体流通室2。在所述亲疏水复合气体流通室2中，所述待测气体中的水蒸气冷凝在所述玻璃片23上，在水蒸气冷凝再蒸发后被抽离所述亲疏水复合气体流通室2；所述待测气体中的有效气体作用于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测低浓度含水气体的电子鼻，其特征在于，包括：采样器、亲疏水复合气体流通室、抽气设备、图像传感器和处理器；所述亲疏水复合气体流通室的进气口连接所述采样器，所述亲疏水复合气体流通室的出气口连接所述抽气设备；所述抽气设备用于将混合有水蒸气的待测气体经所述采样器抽至所述亲疏水复合气体流通室；所述亲疏水复合气体流通室的第一侧面用亲水性的玻璃片制成，所述亲疏水复合气体流通室的第二侧面放置有用疏水性基底制成的气体检测试纸，所述玻璃片与所述气体检测试纸不接触，所述第一侧面与第二侧面相对；所述玻璃片用于冷凝所述待测气体中的水蒸气；所述抽气设备还用于将冷凝再蒸发后的水蒸气抽离所述亲疏水复合气体流通室；所述图像传感器用于实时采集所述第一侧面的图像并传输至所述处理器，所述处理器根据所述第一侧面的图像进行气体检测。2.根据权利要求1所述的电子鼻，其特征在于，所述图像传感器朝向所述第一侧面，用于实时采集所述第一侧面的图像；当水蒸气冷凝在所述玻璃片上时，所述第一侧面的图像显示玻璃片上水蒸气冷凝的颜色；当水蒸气冷凝再蒸发后被抽离所述亲疏水复合气体流通室之后，待测气体中的有效气体作用于所述气体检测试纸时，所述第一侧面的图像为透过所述玻璃片显示的所述气体检测试纸的颜色。3.根据权利要求1所述的电子鼻，其特征在于，所述亲疏水复合气体流通室的第一侧面和第二侧面之间通过疏水性密封圈气密连接；所述亲疏水复合气体流通室的进气口和出气口分别开设在所述玻璃片的两端。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的电子鼻，其特征在于，还包括加热设备；所述采样器的进气口用于采集所述待测气体，出气口连接所述亲疏水复合气体流通室的进气口；所述采样器内设置有吸附填料，所述加热设备用于在所述吸附填料富集所述待测气体后对所述采样器进行加热，以使所述待测气体从所述吸附填料上热解吸出来并流到所述亲疏水复合气体流通室。5.根据权利要求4所述的电子鼻，其特征在于，所述抽气设备开启后，控制所述待测气体以100mL/min
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪峰，刘伟，王雷，崔晨，朱振宇，徐树杰，张鹏，任家宝，王超前，林锦州，
申请(专利权)人：中汽数据有限公司中汽数据天津有限公司，
类型：发明
国别省市：