CN102253171A

CN102253171A - 一种便携式仿生电子鼻

Info

Publication number: CN102253171A
Application number: CN2011101814592A
Authority: CN
Inventors: 谭秋林; 王红亮; 熊继军; 张文栋; 刘俊; 王福鑫; 朱思敏
Original assignee: North University of China
Current assignee: North University of China
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: CN102253171B

Abstract

本发明涉及一种电子鼻，具体为一种便携式仿生电子鼻。本发明解决了现有电子鼻因结构不合理导致携带不方便且在受到粉尘、静电等影响时无法正常工作以及气体无法与传感器阵列充分接触的问题。一种便携式仿生电子鼻，包括圆形壳体；圆形壳体的一端开有进气口，圆形壳体的另一端开有出气口；圆形壳体内设有传感器安装体，传感器安装体内安装有4-12个传感器；圆形壳体上开有两个凹槽，两个凹槽内分别放有显示模块和电路模块；圆形壳体的一端固定有手柄，手柄内设有电源。本发明设计巧妙，可广泛应用于气体检测领域。

Description

一种便携式仿生电子鼻

技术领域

本发明涉及一种电子鼻，具体为一种便携式仿生电子鼻。

背景技术

在自然界，各种各样的生物通过长期的生长进化，对生活环境具有高度的适应性。人和动物的鼻子给出了完美嗅觉系统的事例，受到这一启示，模拟人和动物嗅觉的电子鼻成为气体检测的一个越来越受到关注的发展方向，因此它作为一种新型的分析仪器得到了迅猛发展。在嗅觉原理中，人体的嗅觉存在一个最小的吸气速度，气体流速大于这个最小流速，才能产生嗅觉，由此在电子鼻中将气味分子按一定流速，引向气体传感器，激发传感器反应，形成嗅觉。增加气体的流速可以增加进入吸入的气味物质的数量，但是过高的气体流速会减少气味分子与传感器的接触时间，对形成足够的“嗅觉”的信号不利。目前的电子鼻为一方形壳体，携带极不方便。而且长期处于粉尘环境时，传感器阵列由于受到粉尘遮掩会无法正常工作；在静电干扰的环境下，传感器阵列也无法正常工作。同时鼻流道（容纳气体传感器的装置）不能使气体传感器阵列充分有效的接触样品气味，且不方便更换传感器阵列，使用存在局限性；电子鼻中气体流速过慢，使气味不能快速接触气体传感器，或者气体流速过快，使气味浓度下降。

发明内容

本发明为了解决现有电子鼻因结构不合理导致携带不方便且在受到粉尘、静电等影响时无法正常工作以及气体无法与传感器阵列充分接触的问题，提供了一种便携式仿生电子鼻。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种便携式仿生电子鼻，包括圆形壳体；圆形壳体的一端开有进气口，圆形壳体的另一端开有出气口；圆形壳体内设有传感器安装体，传感器安装体内安装有4-12个传感器；圆形壳体上开有两个凹槽，两个凹槽内分别放有显示模块和电路模块；圆形壳体的一端固定有手柄，手柄内设有电源。使用时手握手柄，便于携带使用；手柄内的电源为传感器、显示模块、以及电路模块供电，显示模块将电路模块对传感器信号处理得到的结果进行输出显示，给人最直观的信号。所述传感器安装体、显示模块、以及电路模块均可采用现有电子鼻的结构，为本领域技术人员公知的技术。

所述传感器安装体包括一端开有与圆形壳体进气口相对的进气口且另一端与大气相通的圆筒、固定于圆筒进气口处的进气通道、固定于圆筒另一端的风扇支架、以及固定于风扇支架上且位于圆筒内的传感器阵列支架；进气通道的一端固定有金属丝网，进气通道内设有空气滤芯；圆筒内固定有气体缓冲板，气体缓冲板沿圆周方向均布有使气体通过气体缓冲板的若干个凹槽，气体缓冲板的中部凸起；气体缓冲板与传感器阵列支架之间形成气室；风扇支架上开有与圆形壳体出气口相对的中心孔，风扇支架的中心孔内固定有风扇；所述传感器阵列支架包括圆柱体，圆柱体沿圆周方向均布有连通气室与风扇支架中心孔的若干个凹槽，传感器均布设于圆柱体的上表面；圆柱体的中心孔内设有气压平衡阀。

工作时，风扇将外界气体吸入，气体经固定于进气通道一端的金属丝网、进气通道内的空气滤芯从圆筒一端的进气口进入圆筒内，由于进气通道的内径小于圆筒的内径，吸进的气体为层流气体；在经过固定于圆筒内气体缓冲板的中部凸起时将层流气体打乱成为紊流气体，然后经气体缓冲板沿圆周方向的凹槽进入气室，与圆柱体上表面的传感器充分接触，然后经圆柱体沿圆周方向的若干个凹槽、风扇支架中心孔排出。进气通道一端的金属丝网可防止静电干扰，使得电子鼻在静电干扰时可以正常工作；进气通道内的空气滤芯可过滤掉空气中的粉尘，使得电子鼻即使长期处于粉尘环境时，也可以正常工作。同时当圆筒内的气压大于外界环境的气压时，会造成空气成分浓度升高，这时位于圆柱形传感器阵列支架中心孔内的气压平衡阀开始移动，可使得内外气压一致。

进一步地，所述风扇支架上开有出线孔；这样可方便传感器的电线伸出圆筒外与电源、电路模块连接。

本发明设计巧妙，解决了现有电子鼻因结构不合理导致携带不方便且在受到粉尘、静电等影响时无法正常工作以及气体无法与传感器阵列充分接触的问题，可广泛应用于气体检测领域。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是传感器安装体的结构示意图。

图3是图2中圆柱体的立体图。

图4是图2中气体缓冲板的结构示意图。

图5是传感器阵列支架的结构示意图。

图6是图5中A-A的剖面图。

图中：1-圆形壳体；2-显示模块；3-电路模块；4-手柄；5-电源；6-圆筒；7-进气通道；8-风扇支架；9-圆柱体；10-传感器；11-金属丝网；12-空气滤芯；13-气体缓冲板；14-气室；15-风扇；16-气压平衡阀；17-圆柱形支架；18-出线孔；19-支架；20-进气口；21-径向通道；22-定位圈；23-出气口。

具体实施方式

一种便携式仿生电子鼻，包括圆形壳体1；圆形壳体1的一端开有进气口，圆形壳体1的另一端开有出气口；圆形壳体1内设有传感器安装体，传感器安装体内安装有4-12个传感器10；圆形壳体1上开有两个凹槽，两个凹槽内分别放有显示模块2和电路模块3；圆形壳体1的一端固定有手柄4，手柄4内设有电源5。

所述传感器安装体包括一端开有与圆形壳体1进气口相对的进气口且另一端与大气相通的圆筒6、固定于圆筒6进气口处的进气通道7、固定于圆筒6另一端的风扇支架8、以及固定于风扇支架8上且位于圆筒6内的传感器阵列支架；进气通道7的一端固定有金属丝网11，进气通道7内设有空气滤芯12；圆筒6内固定有气体缓冲板13，气体缓冲板13沿圆周方向均布有使气体通过气体缓冲板13的若干个凹槽，气体缓冲板13的中部凸起；气体缓冲板13与传感器阵列支架之间形成气室14；风扇支架8上开有与圆形壳体1出气口相对的中心孔，风扇支架8的中心孔内固定有风扇15；所述传感器阵列支架包括圆柱体9，圆柱体9沿圆周方向均布有连通气室14与风扇支架8中心孔的若干个凹槽，传感器10均布设于圆柱体9的上表面；圆柱体9上开有中心孔，圆柱体9的中心孔内设有气压平衡阀16。所述风扇支架8上开有出线孔18。

具体实施时，如图5所示，传感器安装体还可以采用如下结构：所述传感器安装体包括一端开有与圆形壳体1进气口相对的进气口且另一端与大气相通的圆筒6、固定于圆筒6进气口处的进气通道7、固定于圆筒6另一端的风扇支架8、以及固定于风扇支架8上且位于圆筒6内的传感器阵列支架；进气通道7的一端固定有金属丝网11，进气通道7内设有空气滤芯12；圆筒6内固定有气体缓冲板13，气体缓冲板13沿圆周方向均布有使气体通过气体缓冲板13的若干个凹槽，气体缓冲板13的中部凸起；气体缓冲板13与传感器阵列支架之间形成气室14；风扇支架8上开有与圆形壳体1出气口相对的中心孔，风扇支架8的中心孔内固定有风扇15；所述传感器阵列支架包括一端与大气连通的圆柱形支架17、以及固定于圆柱形支架17内且底部与圆柱形支架17底部留有间隙的支架19；支架19的前部与圆柱形支架17的内壁相互接触而支架19的后部与圆柱形支架17的内壁之间留有间隙；支架19的顶部开有进气口20；支架19的后部设有两端分别与进气口20和支架19外部相通且与传感器10数量相同的径向通道21；圆柱形支架17的内壁上固定有定位圈22，传感器10固定在定位圈22上且与径向通道21的端部相对；圆柱形支架17的底部开有与风扇支架8中心孔相对的出气口23。这样气体经支架19顶部的进气口20进入各个径向通道21内，然后与径向通道21端部相对的固定于定位圈22上的传感器10充分接触，提高了传感器的测量精度。

空气滤芯可采用石棉、竹炭等物质；同时根据具体过滤物及滤芯的质量，调整滤芯长度，由此对进气通道的长度进行调整，使传感器安装体的重量分布均匀。

Claims

1.一种便携式仿生电子鼻，其特征在于：包括圆形壳体（1）；圆形壳体（1）的一端开有进气口，圆形壳体（1）的另一端开有出气口；圆形壳体（1）内设有传感器安装体，传感器安装体内安装有4-12个传感器（10）；圆形壳体（1）上开有两个凹槽，两个凹槽内分别放有显示模块（2）和电路模块（3）；圆形壳体（1）的一端固定有手柄（4），手柄（4）内设有电源（5）。

2.根据权利要求1所述的一种便携式仿生电子鼻，其特征在于：所述传感器安装体包括一端开有与圆形壳体（1）一端进气口相对的进气口且另一端与大气相通的圆筒（6）、固定于圆筒（6）进气口处的进气通道（7）、固定于圆筒（6）另一端的风扇支架（8）、以及固定于风扇支架（8）上且位于圆筒（6）内的传感器阵列支架；进气通道（7）的一端固定有金属丝网（11），进气通道（7）内设有空气滤芯（12）；圆筒（6）内固定有气体缓冲板（13），气体缓冲板（13）沿圆周方向均布有使气体通过气体缓冲板（13）的若干个凹槽，气体缓冲板（13）的中部凸起；气体缓冲板（13）与传感器阵列支架之间形成气室（14）；风扇支架（8）上开有与圆形壳体（1）出气口相对的中心孔，风扇支架（8）的中心孔内固定有风扇（15）；所述传感器阵列支架包括圆柱体（9），圆柱体（9）沿圆周方向均布有连通气室（14）与风扇支架（8）中心孔的若干个凹槽，传感器（10）均布设于圆柱体（9）的上表面；圆柱体（9）上开有中心孔，圆柱体（9）的中心孔内设有气压平衡阀（16）。

3.根据权利要求1所述的一种便携式仿生电子鼻，其特征在于：所述传感器安装体包括一端开有与圆形壳体（1）一端进气口相对的进气口且另一端与大气相通的圆筒（6）、固定于圆筒（6）进气口处的进气通道（7）、固定于圆筒（6）另一端的风扇支架（8）、以及固定于风扇支架（8）上且位于圆筒（6）内的传感器阵列支架；进气通道（7）的一端固定有金属丝网（11），进气通道（7）内设有空气滤芯（12）；圆筒（6）内固定有气体缓冲板（13），气体缓冲板（13）沿圆周方向均布有使气体通过气体缓冲板（13）的若干个凹槽，气体缓冲板（13）的中部凸起；气体缓冲板（13）与传感器阵列支架之间形成气室（14）；风扇支架（8）上开有与圆形壳体（1）出气口相对的中心孔，风扇支架（8）的中心孔内固定有风扇（15）；所述传感器阵列支架包括一端与大气连通的圆柱形支架（17）、以及固定于圆柱形支架（17）内且底部与圆柱形支架（17）底部留有间隙的支架（19）；支架（19）的前部与圆柱形支架（17）的内壁之间密封而支架（19）的后部与圆柱形支架（17）的内壁之间留有间隙；支架（19）的顶部开有进气口（20）；支架（19）的后部设有两端分别与进气口（20）和支架（19）外部相通且与传感器（10）数量相同的径向通道（21）；圆柱形支架（17）的内壁上固定有定位圈（22），传感器（10）固定在定位圈（22）上且与径向通道（21）的端部相对；圆柱形支架（17）的底部开有与风扇支架（8）中心孔相对的出气口（23）。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种便携式仿生电子鼻，其特征在于：所述风扇支架（8）上开有出线孔（18）。