CN104360023B - 一种仿鼢鼠鼻腔电子鼻 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿鼢鼠鼻腔电子鼻，是由滤清器、气泵和气体室构成，滤清器、气泵和气体室从前到后依次布置，彼此之间用导管联通；本发明具有仿鼢鼠鼻腔机构，通过调节气体室出气口的大小，传感器的位置，气体腔的结构，能够使传感器处于适于信号采集的最佳气流状态；各传感器在气体腔中均匀分布，保证了各传感器处气味状态的一致性，这些特点提高了电子鼻的检测精度和灵敏度。通过除尘和干燥设备等的设计应用，很好地解决了地下气体检测的问题。

Description

一种仿鼢鼠鼻腔电子鼻
技术领域
本发明涉及一种仿鼢鼠鼻腔电子鼻，特别适用于地下气体检测，属于机械工程领域。
背景技术
鼢鼠，又名地羊，塞隆，体形像普通老鼠，头大而扁，视觉极不发达，栖息在土壤潮湿、疏松的洞中，喜黑暗，怕阳光，视力差，挖洞采食，可以靠气味寻找和识别食物，具有很强的嗅觉能力。
嗅觉的形成与气流形式有密切关系，鼻腔的结构特征决定了其内部气体流动的流体力学特性，嗅区和流道结构改变会强烈影响内部流动和气味在嗅区的传输。因此，在进行电子鼻气体室的设计时，为了进一步提高电子鼻的嗅觉灵敏度，必须充分考虑气体室结构、采气方式和具体嗅觉区域几何结构对检测精度的影响。
发明内容
本发明采用仿鼢鼠鼻腔结构，提供一种仿鼢鼠鼻腔电子鼻，本发明通过仿生设计提高了电子鼻的检测精度和灵敏度。特别适用于地下气体检测。
本发明是由滤清器、气泵和气体室构成，滤清器、气泵和气体室从前到后依次布置，彼此之间用导管联通；
所述的滤清器是由集气盖、圆柱形滤清器杯、长导管、软木塞、砾石、干燥剂和气阀构成，集气室盖套设在滤清器外周，集气室盖侧壁下边缘开有刃口，便于其切入土壤，与地下的集气空间配合形成一个密闭的集气室，软木塞塞入盖在圆柱形滤清器杯上形成封闭的空间，该封闭的空间为滤清器腔体，在滤清器腔体的下部填入砾石，在其上部填入干燥剂，实现对待检测气体的除尘和干燥。长导管依次通过软木塞上的小孔、滤清器腔体底部插入集气室底部，长导管的进气口安装有气阀；气阀在集气时关闭，在气泵抽气检测时开启。在滤清器杯的底部具有透气板，透气板呈环形均匀分布有直径相同的孔，该孔作为滤清器腔体的气体进口，软木塞开设有通孔作为过滤后气体的出口。
所述气泵的进气口通过导管与滤清器出气口相连，气泵的出气口与气体室进气口相连，气泵为整个装置的气体流动提供动力。
所述的气体室是由圆柱形壳体、下导流面、上导流面、传感器、圆柱形顶盖、螺杆、螺纹孔，内螺纹和外螺纹构成，下导流面安装于圆柱形壳体的底部，上导流面同轴安装于下导流面的上部，其中上导流面的下表面、下导流面的上表面、上导流面与下导流面之间的圆柱形壳体侧壁构成气体腔，该气体腔具有仿鼢鼠鼻流道结构，构成气体腔的圆柱形壳体侧壁上均匀分布有第一透气孔，这种结构用以仿鼢鼠的鼻甲结构，该第一透气孔也是气体腔的出气口。在上导流面的水平面均匀分布有传感器，在圆柱形顶盖中央通过螺纹孔结构连接有螺杆，螺杆下端与上导流面中心固结，通过旋转螺杆可以改变气体腔的结构及传感器的上下位置，圆柱形顶盖侧壁上均匀分布有第二透气孔，第二透气孔的孔型及分布与圆柱形壳体上的第一透气孔相同。圆柱形壳体与圆柱形顶盖通过内螺纹和外螺纹连接。气体腔的进气口在圆柱形壳体的底部中央位置。
本发明的工作过程和原理：
气泵为整个装置内的气体流动提供动力。工作时，将滤清器插入已挖好的地下集气空间中，使集气室盖侧壁下边缘的刃口切入土壤，集气室盖将与地下的集气空间配合形成一个密闭的集气室，气阀在集气时关闭，在气气泵抽气检测时开启。集气结束后，打开气阀和气泵，在气泵的作用下，集气室内的待测气体将从滤清器杯底部的透气板上的小孔进入滤清器腔体，在滤清器腔体内通过砾石与干燥剂进行除尘和干燥，然后经软木塞中央的孔排出，进入气泵，在气泵的抽送下经气体腔的进气口进入气体室的气体腔，由上导流面的上部水平部分安装的传感器完成对气体腔内待测气体的检测，最终经圆柱形壳体与圆柱形顶盖上的透气孔排出。在检测的过程中，通过旋转螺杆可以改变气体腔的结构及传感器的上下位置；通过旋转圆柱形顶盖也可以改变气体腔的结构和体积，同时也可以改变圆柱形壳体与圆柱形顶盖上透气孔的重合度。通过上述措施改变传感器检测区域气流的状态，以达到适于传感器信号采集的最佳气流状态，以提高传感器的检测精度和灵敏度。
本发明的有益效果：
本发明具有仿鼢鼠鼻腔机构，通过调节气体室出气口的大小，传感器的位置，气体腔的结构，能够使传感器处于适于信号采集的最佳气流状态；各传感器在气体腔中均匀分布，保证了各传感器处气味状态的一致性，这些特点提高了电子鼻的检测精度和灵敏度。通过除尘和干燥设备等的设计应用，很好地解决了地下气体检测的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的滤清器结构示意图。
图3为本发明之滤清器的透气板结构示意图。
图4为本发明的气体室结构示意图。
图5为本发明之气体室的圆柱形顶盖结构示意图。
图6为本发明之气体室的圆柱形壳体结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明是由滤清器A、气泵B和气体室C构成，滤清器A、气泵B和气体室C从前到后依次布置，彼此之间用导管联通；
请参阅图1、图2和图3所示，滤清器A是由集气盖A2、圆柱形滤清器杯A3、长导管A5、软木塞A1、砾石、干燥剂和气阀A6构成，集气室盖A2套设在滤清器A外周，集气室盖A2侧壁下边缘开有刃口，便于其切入土壤，与地下的集气空间配合形成一个密闭的集气室，软木塞A1塞入盖在圆柱形滤清器杯A3上形成封闭的空间，该封闭的空间为滤清器腔体D，在滤清器腔体D的下部填入砾石，在其上部填入干燥剂，实现对待检测气体的除尘和干燥。长导管A5依次通过软木塞上的小孔、滤清器腔体D底部插入集气室底部，长导管A5的进气口安装有气阀A6；气阀A6在集气时关闭，在气泵抽气检测时开启。在滤清器杯A3的底部具有透气板A4，透气板A4呈环形均匀分布有直径相同的孔A41，该孔A41作为滤清器腔体D的气体进口，软木塞A1开设有通孔作为过滤后气体的出口。
请参阅图1所示，所述气泵B的进气口通过导管与滤清器A出气口相连，气泵B的出气口与气体室C进气口相连，气泵B为整个装置的气体流动提供动力。
请参阅图1、图4、图5和图6所示，所述的气体室C是由圆柱形壳体C5、下导流面C4、上导流面C3、传感器C2、圆柱形顶盖C1、螺杆C6、螺纹孔C11，内螺纹C13和外螺纹C52构成，下导流面C4安装于圆柱形壳体C5的底部，上导流面C3同轴安装于下导流面C4的上部，其中上导流面C3的下表面、下导流面C4的上表面、上导流面C3与下导流面C4之间的圆柱形壳体C5侧壁构成气体腔，该气体腔具有仿鼢鼠鼻流道结构，构成气体腔的圆柱形壳体C5侧壁上均匀分布有第一透气孔C51，这种结构用以仿鼢鼠的鼻甲结构，该第一透气孔C51也是气体腔的出气口。在上导流面C3的水平面均匀分布有传感器C2，在圆柱形顶盖C1中央通过螺纹孔C11结构连接有螺杆C6，螺杆C6下端与上导流面C3中心固结，通过旋转螺杆C6可以改变气体腔的结构及传感器C2的上下位置，圆柱形顶盖C1侧壁上均匀分布有第二透气孔C12，第二透气孔C12的孔型及分布与圆柱形壳体C5上的第一透气孔C51相同，圆柱形壳体C5与圆柱形顶盖C1通过内螺纹C13和外螺纹C52连接。气体腔的进气口C53在圆柱形壳体C5的底部中央位置。
本发明的工作过程和原理：
气泵B为整个装置内的气体流动提供动力。工作时，将滤清器A插入已挖好的地下集气空间中，使集气室盖A2侧壁下边缘的刃口切入土壤，集气室盖A2将与地下的集气空间配合形成一个密闭的集气室，气阀A6在集气时关闭，在气气泵B抽气检测时开启。集气结束后，打开气阀A6和气泵B，在气泵B的作用下，集气室内的待测气体将从滤清器杯A3底部的透气板A4上的小孔进入滤清器腔体D，在滤清器腔体D内通过砾石与干燥剂进行除尘和干燥，然后经软木塞A1中央的孔排出，进入气泵B，在气泵B的抽送下经气体腔的进气口进入气体室C的气体腔，由上导流面C3的上部水平部分安装的传感器C2完成对气体腔内待测气体的检测，最终经圆柱形壳体C5与圆柱形顶盖C1上的透气孔排出。在检测的过程中，通过旋转螺杆C6可以改变气体腔的结构及传感器C2的上下位置；通过旋转圆柱形顶盖C1也可以改变气体腔的结构和体积，同时也可以改变圆柱形壳体C5与圆柱形顶盖C1上透气孔的重合度。通过上述措施改变传感器C2检测区域气流的状态，以达到适于传感器C2信号采集的最佳气流状态，以提高传感器的检测精度和灵敏度。

Claims (1)

1.一种仿鼢鼠鼻腔电子鼻，其特征在于：是由滤清器(A)、气泵(B)和气体室(C)构成，滤清器(A)、气泵(B)和气体室(C)从前到后依次布置，彼此之间用导管联通；
所述的滤清器(A)是由集气盖(A2)、圆柱形滤清器杯(A3)、长导管(A5)、软木塞(A1)、砾石、干燥剂和气阀(A6)构成，集气室盖(A2)套设在滤清器(A)外周，集气室盖(A2)侧壁下边缘开有刃口，便于其切入土壤，与地下的集气空间配合形成一个密闭的集气室，软木塞(A1)塞入盖在圆柱形滤清器杯(A3)上形成封闭的空间，该封闭的空间为滤清器腔体(D)，在滤清器腔体(D)的下部填入砾石，在其上部填入干燥剂，长导管(A5)依次通过软木塞上的小孔、滤清器腔体(D)底部插入集气室底部，长导管(A5)的进气口安装有气阀(A6)；在滤清器杯(A3)的底部具有透气板(A4)，透气板(A4)呈环形均匀分布有直径相同的孔(A41)，该孔(A41)作为滤清器腔体(D)的气体进口，软木塞(A1)开设有通孔作为过滤后气体的出口；
所述气泵(B)的进气口通过导管与滤清器(A)出气口相连，气泵(B)的出气口与气体室(C)进气口相连，气泵(B)为整个装置的气体流动提供动力；
所述的气体室(C)是由圆柱形壳体(C5)、下导流面(C4)、上导流面(C3)、传感器(C2)、圆柱形顶盖(C1)、螺杆(C6)、螺纹孔(C11)，内螺纹(C13)和外螺纹(C52)构成，下导流面(C4)安装于圆柱形壳体(C5)的底部，上导流面(C3)同轴安装于下导流面(C4)的上部，其中上导流面(C3)的下表面、下导流面(C4)的上表面、上导流面(C3)与下导流面(C4)之间的圆柱形壳体(C5)侧壁构成气体腔，该气体腔具有仿鼢鼠鼻流道结构，构成气体腔的圆柱形壳体(C5)侧壁上均匀分布有第一透气孔(C51)，该第一透气孔(C51)也是气体腔的出气口；在上导流面(C3)的水平面均匀分布有传感器(C2)，在圆柱形顶盖(C1)中央通过螺纹孔(C11)结构连接有螺杆(C6)，螺杆(C6)下端与上导流面(C3)中心固结，通过旋转螺杆(C6)可以改变气体腔的结构及传感器(C2)的上下位置，圆柱形顶盖(C1)侧壁上均匀分布有第二透气孔(C12)，第二透气孔(C12)的孔型及分布与圆柱形壳体(C5)上的第一透气孔(C51)相同；圆柱形壳体(C5)与圆柱形顶盖(C1)通过内螺纹(C13)和外螺纹(C52)连接，气体腔的进气口(C53)在圆柱形壳体(C5)的底部中央位置。
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