[实用新型]一种电子鼻气体室的仿生减振装置

说明书

技术领域

本实用新型属于机械工程领域，具体涉及一种电子鼻气体室的仿生减振装置。

背景技术

电子鼻是一种能够感知和识别气味，对气味进行检测的智能系统，在电子鼻中，传感器阵列和气体室内气流的流动方式对对电子鼻的灵敏度有十分显著的影响。然而，电子鼻的工作环境并不总是理想的，它难免要面临各种复杂的工况，复杂的振动环境就是其中之一。作为灵敏电子元器件的传感器阵列，振动可以对其检测效果产生影响；另外，电子鼻气体室内的气流流动方式也会因为振动而发生相应的改变，导致既定的传感器阵列的排布方式并不能有效地捕捉到气味分子。直接导致电子鼻的检测精度下降。

生物界中，啄木鸟觅食过程中要以20Hz的频率敲击树木，牛科动物（野牛、山羊、羚羊等）的雄性个体在争夺配偶和领地的过程中要以角的撞击来决出胜负，在如此剧烈的振动环境下，它们的大脑均未因此而受到影响，可见它们的脑部结构有极好的减振效果，通过对啄木鸟和牛科动物（野牛、山羊、羚羊等）的雄性个体的脑部结构的研究，发现了它们脑部结构的减振原理，将该原理应用到电子鼻的防振上，设计出一种电子鼻气体室的仿生减振装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电子鼻气体室的仿生减振装置，本实用新型可以减小外界振动对装有传感器阵列的电子鼻气体室内传感器阵列以及气流流动方式的影响，从而使电子鼻气体室处于较为理想的工况之下，提高检测精度。

本实用新型是由外端盖、内端盖、顶部有孔橡胶塞、弹簧、内壳体、外橡胶垫圈、内橡胶垫圈、多孔材料减振板、上端气垫、多孔材料减振筒、环形气垫、装有传感器阵列的电子鼻气体室、下端气垫、外壳体、橡胶阻尼垫、弹簧套筒、侧壁有孔橡胶塞构成，外端盖和外壳体通过螺栓连接，外端盖和外壳体之间垫有外橡胶垫圈，外端盖上开有通孔，该通孔中装有顶部有孔橡胶塞，外壳体侧壁开有通孔，该通孔中装有侧壁有孔橡胶塞，内端盖、内壳体、多孔材料减振板、多孔材料减振筒、上端气垫和下端气垫上都开有圆孔，装有传感器阵列的电子鼻气体室中的气流和电信号通过导气管路和导线穿过该圆孔与外界相通。

内端盖和内壳体通过螺栓连接，内端盖和内壳体之间垫有内橡胶垫圈，内端盖顶部焊接有三个弹簧套筒，相邻二个弹簧套筒之间成120°均匀分布，内壳体侧壁焊接有八个弹簧套筒，每两个弹簧套筒为一组上下布置，共四组，相邻两组弹簧套筒成90°分布，内壳体底部焊接有三个弹簧套筒，相邻二个弹簧套筒之间成120°均匀分布，每个弹簧套筒中均装有弹簧，弹簧底部放置橡胶阻尼垫。本实用新型在内壳体的上下、前后、左右每个方向上以弹簧都模仿了啄木鸟喙根部的肌肉组织以及牛科动物（野牛、山羊、羚羊等）的雄性个体的角根部的肌肉组织，有较好的减振吸能效果。

内壳体内上、下端和周边分别设置上端气垫、下端气垫和环形气垫，内壳体与上端气垫、下端气垫之间设置多孔材料减振板，内壳体与环形气垫之间设置多孔材料减振筒，内壳体内的空间为装有传感器阵列的电子鼻气体室。

内壳体内部的多孔材料减振板和多孔材料减振筒模仿了啄木鸟头部的海绵状软骨以及牛科动物（野牛、山羊、羚羊等）的雄性个体的颅骨内的疏松多孔结构，起到良好的减振吸能作用。

上端气垫、环形气垫和下端气垫的厚度为装有传感器阵列的电子鼻气体室与多孔材料减振板和多孔材料减振筒之间的间隙层，其厚度为2mm，这种结构模仿了啄木鸟的颅腔内壁和大脑之间的极薄的间隙层。

本实用新型的工作过程和原理：

本实用新型在复杂的振动环境下工作时，首先由弹簧、橡胶阻尼垫组成的阻尼系统完成第一层级的减振吸能，此处模仿了啄木鸟喙根部的肌肉组织以及牛科动物（野牛、山羊、羚羊等）的雄性个体的角根部的肌肉组织的减振吸能原理；然后由多孔材料减振板和多孔材料减振筒完成第二层级的减振吸能，这种多孔结构的孔隙能够有效地减小振动、冲击带来的高频激励，从而起到良好的减振效果，此处模仿了啄木鸟头部的海绵状软骨以及牛科动物（野牛、山羊、羚羊等）的雄性个体的颅骨内的疏松多孔结构的减振吸能原理；最后，由上端气垫、环形气垫和下端气垫完成第三层级的减振吸能，充满空气的气垫相当于空气弹簧，使来自外界的大幅度减弱的振动得到进一步衰减，此处模仿了啄木鸟的颅腔内壁和大脑之间的极薄的间隙层的减振吸能原理。

本实用新型的有益效果是：

经过如上所述三个层级的减振吸能后，装有传感器阵列的电子鼻气体室受到的振动得到了极大程度的阻隔，减小外界振动对装有传感器阵列的电子鼻气体室内传感器阵列以及气流流动方式的影响，从而使装有传感器阵列的电子鼻气体室处于较为理想的工况之下，提高检测精度。

附图说明