CN104535454B - 一种二氧化碳浓度的检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种二氧化碳浓度的检测装置,其中,压块位于支撑座上,且压电材料层固定于压块之间,挡块位于压块上,且挡块与内密封层之间形成环形的凹槽,电极位于压电材料层的顶层和底层;所述的压电材料层与外壳底部之间的空隙为下储气室,压电材料层与密封盖之间的空隙为上储气室。通过二氧化碳吸收液吸收二氧化碳,使得上储气室与下储气室之间产生压强差,通过压电材料层的压电效应输出电荷进行二氧化碳浓度的检测,原理简单、易易操作、成本低,适合民用,辅助人们判断室内的二氧化碳浓度。

Description

一种二氧化碳浓度的检测装置
技术领域
本发明涉及空气污染物监测领域,尤其是涉及到一种二氧化碳浓度的检测装置。
背景技术
二氧化碳是无色无味的气体,在标准大气压下,一升二氧化碳的质量为1.977克。不同的地方,二氧化碳的含量并不相同,在清洁的海平面上,二氧化碳的含量大约为0.02%;在郊区,二氧化碳的含量大约为0.03%;在大城市的空气中,二氧化碳的含量大约为0.04%到0.05%左右。人体呼出的二氧化碳的含量是比较高的,一般浓度可达4%,此外,燃料燃烧、生物发酵、吸烟等因素都会产生高浓度的二氧化碳。一般来说,室内二氧化碳的浓度受人数、吸烟、燃料燃烧、做饭等多种因素影响。正常的情况下,二氧化碳的浓度小于0.07%,人不会感到不适。值得一提的是,在我国的东北,由于冬天燃煤取暖,加上冬天通风不良,室内二氧化碳的浓度可以高达2%以上,长时间处在这样的环境,会给人带来头晕、头痛等症状,严重的甚至导致死亡。二氧化碳的检测是保证室内空气质量监控的重要指标,尤其是在我国的东北。然而,现有的检测方法或者采用容量滴定法,需要专业的人员来测试,不方便民用;或者采用光学及气相色谱的方法进行测量,原理复杂、设备昂贵,不适合民用,更适合相关部门的检测使用。开发原理简单、易操作、成本低的民用二氧化碳检测设备十分必要。
发明内容
本发明的技术目的是针对上述现有技术的不足,提供一种二氧化碳浓度的检测装置,该装置利用气体的压强差,通过压电效应进行二氧化碳浓度的检测,原理简单、易易操作、成本低,适合民用,辅助人们判断室内的二氧化碳浓度。
为了实现上述目的,本发明所采取的技术方案为:一种二氧化碳浓度的检测装置,包括外壳、支撑座、内壳、通气孔、外储气室、下储气室、外密封层、导线出口、密封盖、外盖、内密封层、压块、挡块、压电材料层、电极、导线、上储气室、注入管、密封塞,其中,支撑座与外壳的底部相连接,内壳位于外壳的内部,且在支撑座上;外壳和内壳的一侧开有导线出口;外壳开有导线出口的一侧的内部贴有外密封层;外壳与内壳、支撑座之间的空隙为外储气室;内壳的内层贴有内密封层;压块位于支撑座上,且压电材料层固定于压块之间,挡块位于压块上,且挡块与内密封层之间形成环形的凹槽,电极位于压电材料层的顶层和底层;导线与电极相连接,穿过压块、内密封层,从内壳处的导线出口穿出,进一步穿过外密封层从外壳处的导线出口穿出;密封盖位于外壳、内壳之上,外盖位于密封盖之上,注入管穿过外盖和密封盖,且与密封盖之间密封连接;所述的密封塞盖在注入管的上方;压电材料层与外壳底部之间的空隙为下储气室,压电材料层与密封盖之间的空隙为上储气室。
上述的技术方案中:
所述的外壳、内壳、支撑座的材料为不锈钢、铜或铝,支撑座通过焊接的方式焊接在外壳的底部,内壳通过焊接的方式焊接在支撑座上,或者内壳与支撑座一体加工成型,然后焊接在外壳的底部;
所述的外壳的内高度与内壳加上支撑座的高度相同;
所述的外密封层、内密封层、密封盖为橡胶密封材料,外密封层、内密封层通过胶水固定在外壳和内壳上,且外密封层与外壳、内密封层与内壳之间注入有聚二甲基硅氧烷,并在60-80度温度烘烤1-2 小时成型起到进一步密封作用;
所述的压电材料层通过螺丝固定在压块之间,压块焊接在支撑座上,挡块焊接在压块上,压块与压电材料层、压块与内密封层、压电材料层与内密封层之间注入聚二甲基硅氧烷,并在60-80度温度烘烤1-2 小时成型,起到密封作用,防止下储气室和上储气室之间漏气;
所述的注入管穿过密封盖,并通过胶水固定于密封盖上,外盖通过螺丝与外壳相连接,可以压紧密封盖,起到密封作用;
所述的压块、内密封层、外密封层穿有孔,导线穿过压块、内密封层的孔,然后穿过内壳的导线出口,然后穿过外密封层的孔,最后从外壳处的导线出口穿出,压块、内密封层、外密封层的孔穿过导线后,均注入聚二甲基硅氧烷,并在60-80度温度烘烤1-2 小时成型,起到密封作用。
一种二氧化碳浓度的检测装置的工作原理如下:
步骤1:打开密封盖和外盖,将装置暴露在需要进行二氧化碳检测的空间10到60分钟,盖上密封盖和外盖;
步骤2:按照质量比,将14到28份Ba(OH)•8H2O溶于大于等于8000份的纯净水中,摇匀,配置二氧化碳吸收液;
步骤3:将导线与电荷放大器、电压表相连接,读取初始电压值;
步骤4:打开密封塞,将步骤2配置的二氧化碳吸收液沿着注入管注入到上储气室中,盖上密封塞;
步骤5:由于二氧化碳被二氧化碳吸收液所吸收,上储气室的压强下降,上储气室与下储气室之间产生压强差,压电材料层受力输出电荷,通过电压值的改变即可以判断二氧化碳的浓度。
实际使用时,需要在已知二氧化碳浓度的环境进行装置的输出校订,以确保不同的电压值对应不同的二氧化碳浓度。
综上所述,本发明提供了一种二氧化碳浓度的检测装置,通过二氧化碳吸收液吸收二氧化碳,使得上储气室与下储气室之间产生压强差,通过压电材料层的压电效应输出电荷进行二氧化碳浓度的检测,原理简单、易易操作、成本低,适合民用,辅助人们判断室内的二氧化碳浓度。
附图说明
图1为本发明一种二氧化碳浓度的检测装置的结构示意图。
图中:1外壳、2支撑座、3内壳、4通气孔、5外储气室、6下储气室、7外密封层、8导线出口、9密封盖、10外盖、11内密封层、12压块、13挡块、14压电材料层、15电极、16导线、17上储气室、18注入管、19密封塞。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1为本发明一种二氧化碳浓度的检测装置的结构示意图,图中,外壳1、支撑座2、内壳3、通气孔4、外储气室5、下储气室6、外密封层7、导线出口8、密封盖9、外盖10、内密封层11、压块12、挡块13、压电材料层14、电极15、导线16、上储气室17、注入管18、密封塞19。
如图1所示,支撑座2与外壳1的底部相连接,内壳3位于外壳1的内部,且在支撑座2上;外壳1和内壳3的一侧开有导线出口8;外壳1开有导线出口8的一侧的内部贴有外密封层7;外壳1与内壳3、支撑座2之间的空隙为外储气室5;内壳3的内层贴有内密封层11;压块12位于支撑座2上,且压电材料层14固定于压块12之间,挡块13位于压块12上,且挡块13与内密封层11之间形成环形的凹槽,电极15位于压电材料层14的顶层和底层;导线16与电极15相连接,穿过压块12、内密封层11,从内壳3处的导线出口8穿出,进一步穿过外密封层7从外壳1处的导线出口8穿出;密封盖9位于外壳1、内壳3之上,外盖10位于密封盖9之上,注入管18穿过外盖10和密封盖9,且与密封盖9之间密封连接;所述的密封塞19盖在注入管18的上方;压电材料层14与外壳1底部之间的空隙为下储气室6,压电材料层14与密封盖9之间的空隙为上储气室17。
在本实施例中:
所述的外壳1、内壳3、支撑座2的材料为不锈钢,支撑座2通过焊接的方式焊接在外壳1的底部,内壳3通过焊接的方式焊接在支撑座2上;
所述的外壳1的内高度与内壳3加上支撑座2的高度相同,本实施例中为10 cm;
所述的外密封层7、内密封层11、密封盖9为橡胶密封材料,外密封层7、内密封层11通过502胶水固定在外壳1和内壳3上,且外密封层7与外壳1、内密封层11与内壳3之间注入有聚二甲基硅氧烷,并在80度温度烘烤1小时成型起到进一步密封作用;
所述的压电材料层14通过螺丝固定在压块12之间,压块12焊接在支撑座2上,挡块13焊接在压块12上,压块12与压电材料层14、压块12与内密封层11、压电材料层14与内密封层11之间注入聚二甲基硅氧烷,并在80度温度烘烤1 小时成型,起到密封作用,防止下储气室6和上储气室17之间漏气;
所述的注入管18穿过密封盖9,并通过A-B环氧树脂胶固定于密封盖9上,外盖10通过螺丝与外壳1相连接,可以压紧密封盖9,起到密封作用;
所述的压块12、内密封层11、外密封层7穿有孔,导线16穿过压块12、内密封层11的孔,然后穿过内壳3的导线出口8,然后穿过外密封层7的孔,最后从外壳1处的导线出口8穿出,压块12、内密封层11、外密封层7的孔穿过导线16后,均注入聚二甲基硅氧烷,并在80度温度烘烤1小时成型,起到密封作用。
一种二氧化碳浓度的检测装置的工作原理如下:
步骤1:打开密封盖9和外盖10,将装置暴露在需要进行二氧化碳检测的空间50分钟,盖上密封盖9和外盖10;
步骤2:按照质量比,将1.4 g的Ba(OH)•8H2O溶于800 mL的纯净水中,摇匀,配置二氧化碳吸收液;
步骤3:将导线16与电荷放大器、电压表相连接,读取初始电压值;
步骤4:打开密封塞19,将步骤2配置的二氧化碳吸收液沿着注入管18注入到上储气室17中,盖上密封塞19;
步骤5:由于二氧化碳被二氧化碳吸收液所吸收,上储气室17的压强下降,上储气室17与下储气室6之间产生压强差,压电材料层14受力输出电荷,通过电压值的改变即可以判断二氧化碳的浓度。
实际使用时,需要在已知二氧化碳浓度的环境进行装置的输出校订,以确保不同的电压值对应不同的二氧化碳浓度。
综上所述,本发明提供了一种二氧化碳浓度的检测装置,通过二氧化碳吸收液吸收二氧化碳,使得上储气室17与下储气室6之间产生压强差,通过压电材料层14的压电效应输出电荷进行二氧化碳浓度的检测,原理简单、易易操作、成本低,适合民用,辅助人们判断室内的二氧化碳浓度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种二氧化碳浓度的检测装置,包括外壳、支撑座、内壳、通气孔、外储气室、下储气室、外密封层、导线出口、密封盖、外盖、内密封层、压块、挡块、压电材料层、电极、导线、上储气室、注入管、密封塞,其特征在于:所述的支撑座与外壳的底部相连接,内壳位于外壳的内部,且在支撑座上;所述的外壳和内壳的一侧开有导线出口;所述的外壳开有导线出口的一侧的内部贴有外密封层;所述的外壳与内壳、支撑座之间的空隙为外储气室;所述的内壳的内层贴有内密封层;所述的压块位于支撑座上,且压电材料层固定于压块之间,挡块位于压块上,且挡块与内密封层之间形成环形的凹槽,电极位于压电材料层的顶层和底层;所述的导线与电极相连接,穿过压块、内密封层,从内壳处的导线出口穿出,进一步穿过外密封层从外壳处的导线出口穿出;所述的密封盖位于外壳、内壳之上,外盖位于密封盖之上,注入管穿过外盖和密封盖,且与密封盖之间密封连接;所述的密封塞盖在注入管的上方;所述的压电材料层与外壳底部之间的空隙为下储气室,压电材料层与密封盖之间的空隙为上储气室;
所述的外密封层、内密封层、密封盖为橡胶密封材料,外密封层、内密封层通过胶水固定在外壳和内壳上,且外密封层与外壳、内密封层与内壳之间注入有聚二甲基硅氧烷,并在60-80度温度烘烤1-2 小时成型起到进一步密封作用;
所述的压电材料层通过螺丝固定在压块之间,压块焊接在支撑座上,挡块焊接在压块上,压块与压电材料层、压块与内密封层、压电材料层与内密封层之间注入聚二甲基硅氧烷,并在60-80度温度烘烤1-2 小时成型,起到密封作用,防止下储气室和上储气室之间漏气;
所述的压块、内密封层、外密封层穿有孔,导线穿过压块、内密封层的孔,然后穿过内壳的导线出口,然后穿过外密封层的孔,最后从外壳处的导线出口穿出,压块、内密封层、外密封层的孔穿过导线后,均注入聚二甲基硅氧烷,并在60-80度温度烘烤1-2 小时成型,起到密封作用。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳浓度的检测装置,其特征在于:
所述的外壳、内壳、支撑座的材料为不锈钢、铜或铝,支撑座通过焊接的方式焊接在外壳的底部,内壳通过焊接的方式焊接在支撑座上,或者内壳与支撑座一体加工成型,然后焊接在外壳的底部;
所述的外壳的内高度与内壳加上支撑座的高度相同;
所述的注入管穿过密封盖,并通过胶水固定于密封盖上,外盖通过螺丝与外壳相连接,可以压紧密封盖,起到密封作用。
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