[发明专利]一种便携式微量气体检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种体检测系统，特别是一种便携式微量气体检测系统。 

背景技术

气体检测设备被广泛应用于大气污染控制、食品质量评估、爆炸物报警、毒气监测、生化战剂预警、医疗诊断等领域。 

气体组分的检测一般分为下述几种方法：1)色谱仪，精度及灵敏度高，但是设备体积庞大需要纯净载气，适合实验室应用。气体组分检测通过现场取样，实验室进行离线分析的过程进行。2)光学方法，设备精度较高，需要稳定的外部环境。3)半导体及电化学方法，可以针对性地测试某些气体组分，可测试的气体对象浓度一般在几十个ppm以下，对测试环境的需求较低，恶劣工况下也能保证可靠工作。 

在越来越多的气体检测应用场合中，现场取样，而后在实验室条件下进行色谱分析的效率已经不能满足检测需要，尤其在高危场合例如毒气泄漏监测、战场生化战剂检测等情形下，更需要高检测能力、实时快速、便携轻量化的气体检测设备，实时提供危险报警信号，而光学检测方法例如光干涉法、差分吸收光谱法等难以适应这些恶劣的现场条件，难以保证稳定可靠地工作。 

发明内容

针对现有的方案的不足，本发明提出一种便携式微量气体检测系统，其适用于半导体及电化学检测方式，实现紧凑的设备结构、可靠的工作流程，高集成度的进样单元，满足工业现场便携、实时的检测需求。 

本发明是这样实现的，一种便携式微量气体检测系统，其包括： 

采样模块，其包括：富集管，其用于在预定的富集时间内进行气体样本采集与富集；及加热丝，其位于该富集管内用于加热该富集管内的气体样本，以通过升温的手段释放在该富集管内浓缩的气体样本； 

检测模块，其包括：传感腔，其入口通过第一管路与该富集管的出口相通；单向阀，其安装在该第一管路上；及 

传感器阵列，其位于该传感腔内用于在该单向阀开启时检测该富集管采样的气体样本；及 

设备主控，其用于根据该富集时间控制该加热丝的加热时间、该单向阀的开启与关闭、该传感器阵列的运行，并接收该传感器阵列的检测信号进行数据采集与处理。 

作为上述方案的进一步改进，该便携式微量气体检测系统还包括人机交换模块，该人机交换模块与该设备主控连接用于显示处理后的数据信息。 

作为上述方案的进一步改进，该便携式微量气体检测系统还包括非失忆性存储器；该非失忆性存储器与该设备主控连接用于存储处理后的数据信息。 

作为上述方案的进一步改进，该便携式微量气体检测系统还包括传感器信号测试模块；该传感器信号测试模块与该设备主控连接用于分担该设备主控的工作。 

作为上述方案的进一步改进，该传感器阵列中配置一路参比传感器通道，用于补偿温湿度、气体流速造成传感器假响应的物理量。优选地，该传感器阵列还设置传感腔加热装置及温度采样传感器，该传感腔加热装置、该温度采样传感器、该设备主控形成该传感器腔的温度闭环控制。 

作为上述方案的进一步改进，该传感腔的出口通过第二管路与该富集管的外腔的入口相通，该富集管的外腔的出口作为该便携式微量气体检测系统的气路出口。优选地，该便携式微量气体检测系统还包括泵，该泵设置在该第二管路上。再优选地，该便携式微量气体检测系统还包括两位三通电磁阀、活性炭管，该两位三通电磁阀的入口经由该泵与该传感腔的出口相通，该两位三通电 磁阀的一个出口经由该活性炭管与该传感腔的入口相通，该两位三通电磁阀的另一个出口与该富集管的外腔的入口相通。 

作为上述方案的进一步改进，该富集管设置有进样口，该进样口内设置有防尘装置。 

与现有技术相比，本发明的每个测试循环主要包括下述几个优势段： 

1)样本采集与富集，设备主控1可设定时间进行样本采样，由富集管103实现样本浓缩； 

2)样本释放，可用加热丝5升温的手段释放在富集管103内浓缩的样本，并送入传感腔104由压电或电化学传感器传感； 

3)数据采集与处理，可由传感器信号测试模块2负责测试和读取传感器阵列3的信号，送至设备主控1，设备主控1的主控芯片接收这些数据并做二次处理，具体的处理内容包括传感器信号量(频率、相位、电压、电流等)至目标组分浓度量的映射、校准、模式识别等； 

4)可根据获得的组分浓度结果判断是否需要对用户作出直观提示(比如声音报警、指示灯闪烁等)； 

5)可气路恢复，进行清洗管路、清洗传感器腔、活化富集管等后处理。 

附图说明