[实用新型]可连续工作的气体检测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体检测仪，尤其涉及一种可连续工作的气体检测仪。 

背景技术

气体检测仪是人们工作生活中经常用到的检测仪器，根据其内部设置的气敏传感器的类型，可以用于测量各种气体，如酒精、一氧化碳或硫化氢等有毒气体。多数气体检测仪在工作原理上大致相同，因此其结构也大致相同，主要包括气敏传感器、微型气泵、信号处理模块、电源模块、控制电路、显示电路及外壳等组成。 

气体检测仪根据有无微型气泵可以分为两类，一类是扩散式气体检测仪，另一类是抽吸式气体检测仪。相应地，传感器也分为扩散式气敏传感器及抽吸式气敏传感器。气敏传感器根据检测原理的不同，可以分为半导体式、电化学式及红外光学式等；其中，检测有毒气体的气体检测仪多采用电化学气敏传感器。 

如图1所示，其为扩散式气敏传感器的结构示意图。环境中的气体通过扩散式气敏传感器5上面的小孔51扩散进入到传感器内部，通过铂丝52的催化，与扩散式气敏传感器5内的敏感元件55进行电化学反应，在敏感元件55表面产生电流反应信号，信号处理电路通过阳极54及阴极53得到电流反应信号，该电流的大小与参与反应的气体浓度成比例，因此通过测量电流的大小可以知道气体的浓度。但有时待测量的气体位于管道内，气体检测仪不能直接进入以与待测气体接触，因此，人们设计了泵吸式扩散式气体检测仪；如图2所示，其为泵吸式扩散式气敏传感器的结构示意图，泵吸式扩散式气体检测仪所采用的泵吸式扩散式气敏传感器6位于一个密闭的外壳66内，该外壳66一般是仪器外壳的一部分；在该外壳66的前面接有细长的吸 管61，该吸管61可以进入到待测管道内；在该外壳66的后部留有气泵接口65，通过气泵的吸引，管道内的气体63能够进入到该外壳66内，当气体63经过泵吸式扩散式气敏传感器6前面的扩散孔62时，气体扩散进入到泵吸式扩散式气敏传感器6内部进行反应，反应后产生的电流信号通过电极64引出到信号处理电路中进行分析。 

如图3所示，其为抽吸式气敏传感器的结构示意图；抽吸式气敏传感器1的表面没有扩散孔，因此，在出气口13处必须接有取样气泵；这样，气泵工作时，一定量的气体通过进气口11被抽吸到抽吸式气敏传感器1内部的反应室15内，与敏感元件14接触后起电化学反应，产生的电流信号通过电极12引出到信号处理电路中。采用抽吸式气敏传感器的气体检测仪中的气泵的取样精度会直接影响到测量精度，因此，抽吸式气体检测仪中一般采用活塞式电磁微型气泵(简称活塞式气泵)，该类气泵一般只单次工作，每次抽气后活塞必须复位，并需要等待一段时间直到残留在传感器或气泵内的气体完全消耗完后才进行下次工作，这样，抽吸式气体检测仪测量精度比扩散式要高，但检测效率比较低。而泵吸式扩散式气体检测仪中的气泵一般可以连续工作，因此，对于该类气泵基本上没有取样精度的要求；但扩散式气敏传感器工作时，从气体进入传感器到得到稳定的输出信号，即响应时间(T90)，一般要几十秒时间。因此，扩散式检测仪的检测效率也不高。 

以常见的酒精检测仪为例，其为一种通过对人体呼出气体进行取样然后分析出其中的酒精含量的设备；酒精检测仪主要包括吹气管道、酒精传感器、微型气泵、信号处理模块、电源模块、控制电路、气体压力传感器及显示电路等，通过取样人体呼出气体中酒精气体的含量实现对被测人员酒后驾驶情况的检测。 

酒精检测仪所采用的传感器分类也有扩散式与抽吸式两类。扩散式多用于个人检测用，抽吸式多用于警察执法用，并以燃料电池型电化学传感器为主。作为执法用的酒精检测仪需要进行定量分析，因此，必须采用比较精确的气泵，目前多采用活塞式气泵。该类气泵只能单次工作，一次抽气后必须复位后才能进行下次工作。图4为进行一次取样后燃料电池型酒精传感器的电化学反应信号曲线图，一个完整的反应信号曲线的持续时间取决于参与反应的酒精浓度的高低，但对于处罚范围内的酒精浓度，一次测量的时间至少 在5秒以上，因此，不管采用何种类型的气泵，如果警用酒精检测仪采用电化学传感器，这类仪器只能进行单次取样及分析。显然，这类酒精检测仪的检测效率不高；交警上路进行酒后驾驶检测时造成道路堵塞的情况已经时有发生，现有的酒精检测仪已经不满足快速酒精检测的需要。 

同时，从统计数据来看，酒后驾驶的人员在所有被检测的驾驶员中的所占比例并不高，也就是，大部分驾驶员并不需要进行很高精度的测量，因此，有必要开发一种可以进行快速筛查的仪器。 

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