專利名稱：快速氣流氣體濃度檢測裝置及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測裝置，具體的說，涉及了一種快速氣流氣體濃度檢測裝置及其檢測方法。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)、城市建設(shè)、居民生活等對燃?xì)獾男枨罅吭诓粩嗉哟?，尤其城市燃?xì)獾陌踩\(yùn)行日益凸顯其重要性。如何加強(qiáng)燃?xì)獍踩墓芾?，把事故防范于未然，是燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)管理的首要問題。但是，目前的燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)巡檢系統(tǒng)需要通過人工攜帶檢測儀來檢測氣體濃度，不僅巡檢工作量巨大，檢測效率較低，而且在人工巡檢過程中人體極易被有毒氣體侵害。在現(xiàn)有的技術(shù)中，F(xiàn)ID是一種對烴類氣體靈敏度高的氣體色譜檢測儀器，廣泛用于揮發(fā)性碳?xì)浠衔锘蛘叨喾N含碳化合物的檢測。傳統(tǒng)的FID內(nèi)置氣泵，需要攜帶載氣等耗材，因體積較大而需要安置在汽車上，檢測速度雖然比人工檢測儀快，但車卻不能行走至小區(qū)等道路較狹窄的地方；而且使用FID傳感器色譜檢測儀的價(jià)格高昂，難以滿足現(xiàn)場使用的需要?，F(xiàn)有的氣體檢測方法中，一般是把氣體抽入到傳感器腔室內(nèi)，供傳感器反映，然后通過出氣口將氣體排出。在快速氣流中，由于樣氣的流速較大，采樣的樣氣會被稀釋，從而造成了樣氣的污染；傳感器都有一定的響應(yīng)周期，在快速氣流中，如果傳感器信號還沒有反應(yīng)完成樣氣就已經(jīng)被更新的話，會造成檢測不準(zhǔn)的現(xiàn)象。為了解決以上類似場合存在的問題，人們一直在尋求一種理想的、反應(yīng)迅速的、價(jià)格低廉的方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種實(shí)用性強(qiáng)、功能完善、反應(yīng)迅速、價(jià)格低廉的快速氣流氣體濃度檢測裝置，本發(fā)明還提供了一種快速氣流氣體濃度檢測裝置的檢測方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種快速氣流氣體濃度檢測裝置，它包括控制電路和N路氣體信號采集通道；其中，所述控制電路包括電源模塊、邏輯控制器和時鐘信號發(fā)生器；所述氣體信號采集通道包括氣流進(jìn)氣口、一個抽氣裝置、一個傳感器腔室、一個傳感器模組、一個單向?qū)庋b置和氣流出氣口，所述抽氣裝置的進(jìn)氣口連通所述氣流進(jìn)氣口，所述抽氣裝置的出氣口連通所述傳感器腔室的進(jìn)口，所述傳感器腔室的出口連通所述單向?qū)庋b置的進(jìn)口，所述單向?qū)庋b置的出口連通所述氣流出氣口，所述傳感器模組設(shè)置在所述傳感器腔室內(nèi)；所述邏輯控制器分別連接N路氣體信號采集通道的抽氣裝置，用于控制所述抽氣裝置的工作狀態(tài)；所述邏輯控制器分別連接N路氣體信號采集通道的傳感器模組，用于獲取所述傳感器模組采集的樣氣濃度信號；所述時鐘信號發(fā)生器連接所述邏輯控制器，用于提供時鐘基準(zhǔn)信號；所述電源模塊分別連接所述邏輯控制器、所述時鐘信號發(fā)生器、以及N路氣體信號采集通道的抽氣裝置和傳感器模組，用于提供工作電壓；N是大于1的自然數(shù)。該裝置在抽氣裝置和單向?qū)庋b置的相互作用下，樣氣的氣路前后封閉，在傳感器腔室內(nèi)形成一個靜態(tài)密閉氣室，不會出現(xiàn)因樣氣快速流動而造成的樣氣被中和的現(xiàn)象， 在氣體流速較快或者檢測儀器快速移動的情況下，優(yōu)勢就特別明顯，其具有體積小、實(shí)用性強(qiáng)和功能完善的優(yōu)點(diǎn)。一種所述快速氣流氣體濃度檢測裝置的檢測方法，在某一時刻，所述邏輯控制器開啟第一路氣體信號采集通道的抽氣裝置，更新第一路氣體信號采集通道內(nèi)的樣氣，同時， 所述邏輯控制器獲取第二路氣體信號采集通道內(nèi)的樣氣濃度信號；相隔時間T/N后，所述邏輯控制器關(guān)閉第一路氣體信號采集通道的抽氣裝置，并打開第二路氣體信號采集通道的抽氣裝置，更新第二路氣體信號采集通道內(nèi)的樣氣，同時，所述邏輯控制器獲取第三路氣體信號采集通道內(nèi)的樣氣濃度信號；依此循環(huán)，直至所述邏輯控制器關(guān)閉第(N-I)路氣體信號采集通道的抽氣裝置，并打開第N路氣體信號采集通道的抽氣裝置，更新第N路氣體信號采集通道內(nèi)的樣氣，同時，所述邏輯控制器獲取第一路氣體信號采集通道內(nèi)的樣氣濃度信號；此時，所述快速氣流氣體濃度檢測裝置完成一個采樣周期；其中，N是大于1的自然數(shù)， T是所述傳感器模組的傳感器反應(yīng)時間。該檢測方法采用了分時采樣的工作原理，將普通傳感器的反應(yīng)時間進(jìn)行分割，然后通過所述邏輯控制器控制所述抽氣裝置按一定的次序進(jìn)行換氣工作和周期性獲取所述傳感器模組采集的樣氣濃度信號，不僅解決了在快速氣流中因傳感器反應(yīng)時間慢而造成的氣體濃度檢測不準(zhǔn)確的問題，同時因?yàn)槔闷胀ǖ膫鞲衅鲗?shí)現(xiàn)了高速傳感器的功能，降低了檢測的成本。


圖1是所述快速氣流氣體濃度檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，一種快速氣流氣體濃度檢測裝置，它包括控制電路和3路氣體信號采集通道；其中，所述控制電路包括電源模塊、邏輯控制器和時鐘信號發(fā)生器；所述氣體信號采集通道包括氣流進(jìn)氣口、一個抽氣裝置、一個傳感器腔室、一個傳感器模組、一個單向?qū)庋b置和氣流出氣口，所述抽氣裝置的進(jìn)氣口連通所述氣流進(jìn)氣口，所述抽氣裝置的出氣口連通所述傳感器腔室的進(jìn)口，所述傳感器腔室的出口連通所述單向?qū)庋b置的進(jìn)口，所述單向?qū)庋b置的出口連通所述氣流出氣口，如此，形成一個可控的封閉氣流通路；所述傳感器模組設(shè)置在所述傳感器腔室內(nèi)，不僅確保了傳感器模組接觸樣氣的空間，并且還有固定傳感器模組的作用；所述邏輯控制器分別連接3路氣體信號采集通道的抽氣裝置Ml、抽氣裝置M2和抽氣裝置M3，用于控制所述抽氣裝置的工作狀態(tài)；所述邏輯控制器分別連接3 路氣體信號采集通道的傳感器模組Si、傳感器模組S2和傳感器模組S3，用于獲取所述傳感器模組采集的樣氣濃度信號；所述時鐘信號發(fā)生器連接所述邏輯控制器，用于提供時鐘基準(zhǔn)信號；所述電源模塊分別連接所述邏輯控制器、所述時鐘信號發(fā)生器、以及3路氣體信號采集通道的抽氣裝置和傳感器模組，用于提供工作電壓。所述氣體信號采集通道的工作方式是在某時刻，其中一路抽氣裝置開始工作，此時樣氣從所述氣流進(jìn)氣口被抽入到所述抽氣裝置，然后經(jīng)過所述抽氣裝置到達(dá)所述傳感器腔室以供所述傳感器模組反應(yīng)，在所述抽氣裝置的作用下，樣氣流經(jīng)所述單向?qū)庋b置，并經(jīng)所述氣流出氣口排出；在下一時刻，該路抽氣裝置停止工作，此時，因?yàn)樗龀闅庋b置的存在，樣氣不會經(jīng)過所述氣流進(jìn)氣口進(jìn)入到所述傳感器腔室內(nèi)，因?yàn)樗鰡蜗驅(qū)庋b置的存在，樣氣不會經(jīng)過所述氣流出氣口回流到所述傳感器腔室，因此所述傳感器腔室內(nèi)的樣氣被穩(wěn)定封存，而不會出現(xiàn)因樣氣快速流動而造成的樣氣被中和的現(xiàn)象?？刂齐娐房刂圃撗b置進(jìn)行氣體濃度檢測，檢測的方法為以3路氣體信號采集通道為例，其中，T是所述傳感器模組的傳感器反應(yīng)時間；在某一時刻，所述邏輯控制器開啟第一路氣體信號采集通道的抽氣裝置M1，關(guān)閉第二路氣體信號采集通道的抽氣裝置M2和第三路氣體信號采集通道的抽氣裝置M3，更新第一路氣體信號采集通道的傳感器腔室內(nèi)的樣氣，同時，所述邏輯控制器獲取第二路氣體信號采集通道的傳感器模組S2采集的樣氣濃度信號；相隔時間T/3后，所述邏輯控制器關(guān)閉第一路氣體信號采集通道的抽氣裝置M1，并打開第二路氣體信號采集通道的抽氣裝置M2，更新第二路氣體信號采集通道的傳感器腔室內(nèi)的樣氣，同時，所述邏輯控制器獲取第三路氣體信號采集通道的傳感器模組S3采集的樣氣濃度信號；相隔時間T/3后，所述邏輯控制器關(guān)閉第二路氣體信號采集通道的抽氣裝置 M2，并打開第三路氣體信號采集通道的抽氣裝置M3，更新第三路氣體信號采集通道的傳感器腔室內(nèi)的樣氣，同時，所述邏輯控制器獲取第一路氣體信號采集通道的傳感器模組Sl采集的樣氣濃度信號，自此，所述快速氣流氣體濃度檢測裝置完成一個采樣周期，繼而進(jìn)行下一個周期性循環(huán)；所述邏輯控制器所獲取的樣氣濃度信號，將被發(fā)送到其它數(shù)據(jù)處理模塊， 等待進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理和操作。該檢測方法采用了分時采樣的工作原理，將普通傳感器的反應(yīng)時間進(jìn)行分割，然后通過所述邏輯控制器控制所述抽氣裝置按一定的次序進(jìn)行換氣工作和周期性獲取所述傳感器模組采集的樣氣濃度信號，不僅解決了在快速氣流中因傳感器反應(yīng)時間慢而造成的氣體濃度檢測不準(zhǔn)確的問題，同時因?yàn)槔闷胀ǖ膫鞲衅鲗?shí)現(xiàn)了高速傳感器的功能，降低了檢測的成本。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種快速氣流氣體濃度檢測裝置，其特征在于它包括控制電路和N路氣體信號采集通道；其中，所述控制電路包括電源模塊、邏輯控制器和時鐘信號發(fā)生器；所述氣體信號采集通道包括氣流進(jìn)氣口、一個抽氣裝置、一個傳感器腔室、一個傳感器模組、一個單向?qū)庋b置和氣流出氣口，所述抽氣裝置的進(jìn)氣口連通所述氣流進(jìn)氣口，所述抽氣裝置的出氣口連通所述傳感器腔室的進(jìn)口，所述傳感器腔室的出口連通所述單向?qū)庋b置的進(jìn)口，所述單向?qū)庋b置的出口連通所述氣流出氣口，所述傳感器模組設(shè)置在所述傳感器腔室內(nèi)； 所述邏輯控制器分別連接N路氣體信號采集通道的抽氣裝置，用于控制所述抽氣裝置的工作狀態(tài)；所述邏輯控制器分別連接N路氣體信號采集通道的傳感器模組，用于獲取所述傳感器模組采集的樣氣濃度信號；所述時鐘信號發(fā)生器連接所述邏輯控制器，用于提供時鐘基準(zhǔn)信號；所述電源模塊分別連接所述邏輯控制器、所述時鐘信號發(fā)生器、以及N路氣體信號采集通道的抽氣裝置和傳感器模組，用于提供工作電壓；N是大于1的自然數(shù)。
2.—種權(quán)利要求1所述快速氣流氣體濃度檢測裝置的檢測方法，其特征在于在某一時刻，所述邏輯控制器開啟第一路氣體信號采集通道的抽氣裝置，更新第一路氣體信號采集通道內(nèi)的樣氣，同時，所述邏輯控制器獲取第二路氣體信號采集通道內(nèi)的樣氣濃度信號； 相隔時間T/N后，所述邏輯控制器關(guān)閉第一路氣體信號采集通道的抽氣裝置，并打開第二路氣體信號采集通道的抽氣裝置，更新第二路氣體信號采集通道內(nèi)的樣氣，同時，所述邏輯控制器獲取第三路氣體信號采集通道內(nèi)的樣氣濃度信號；依此循環(huán)，直至所述邏輯控制器關(guān)閉第(N-1)路氣體信號采集通道的抽氣裝置，并打開第N路氣體信號采集通道的抽氣裝置，更新第N路氣體信號采集通道內(nèi)的樣氣，同時，所述邏輯控制器獲取第一路氣體信號采集通道內(nèi)的樣氣濃度信號；此時，所述快速氣流氣體濃度檢測裝置完成一個采樣周期； 其中，N是大于1的自然數(shù)，T是所述傳感器模組的傳感器反應(yīng)時間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種快速氣流氣體濃度檢測裝置及其檢測方法，該裝置包括控制電路和N路氣體信號采集通道；其中，所述控制電路包括電源模塊、邏輯控制器和時鐘信號發(fā)生器；所述氣體信號采集通道包括依次連通的氣流進(jìn)氣口、抽氣裝置、傳感器腔室、單向?qū)庋b置和氣流出氣口，還包括設(shè)置在所述傳感器腔室內(nèi)的傳感器模組。該裝置在抽氣裝置和單向?qū)庋b置的作用下，使樣氣的氣路前后封閉，不會出現(xiàn)樣氣被中和的現(xiàn)象，具有體積小、實(shí)用性強(qiáng)和功能完善的優(yōu)點(diǎn)。該發(fā)明方法采用分時采樣的工作原理，不僅解決了在快速氣流中因傳感器反應(yīng)時間慢而造成的氣體濃度檢測不準(zhǔn)確的問題，而且利用普通的傳感器實(shí)現(xiàn)了高速傳感器的功能，降低了檢測的成本。
文檔編號G01N33/00GK102384963SQ20111035853
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者俎偉明, 李志剛, 李明輝, 梁姬君, 陳存廣 申請人:河南漢威電子股份有限公司