CN107037178A - 可携式气体检测装置 - Google Patents

Abstract

一种可携式气体检测装置，包括：本体、微型气体泵、检测腔件、驱动控制模块以及传感器；微型气体泵与本体连接设置，且具有入口端及出口端；检测腔件与本体连接设置，且与微型气体泵的出口端相连通；传感器设置于驱动控制模块上；其中，驱动控制模块控制微型气体泵运作，使气体由微型气体泵的入口端输入，并由出口端输送至检测腔件，通过传感器以对气体进行检测作业，并将气体的检测结果传送至驱动控制模块以进行纪录。

Description

可携式气体检测装置

【技术领域】

本发明是关于一种可携式气体检测装置，尤指一种采用压电致动的微型气体泵以进行气体检测的可携式气体检测装置。

【背景技术】

近年来，随着环保意识的抬头、以及与我们切身相关的空气问题越来越让人们注意到空气品质的相关问题，举例来说，工厂、回收厂、甚至于摊贩都会排出一些没有经过处理的气体，从而造成恶臭的气体与空气中的各项物质、或是悬浮微粒的浓度增加，这些问题时可耳闻，且再影响到人们的身体健康。若要解决此问题，必须要有轻便的检测仪器，方能够快速的到现场进行采样与监测，然现今检测空气物质的仪器通常体积都很大、且笨重，而不利于携带，如此一来，则无法迅速且有效率地进行相关的气体检测。

一般来说，目前空气污染检测的方式主要采以一台固定于车体的空污检测仪器、或者是一台定点的空气污染检测仪器，然而固定式的空气污染检测仪器无法移动检测，而传统大型的空气污染检测仪器主要包含马达型的气体泵、气体收集腔室、传感器、泄气阀、电池…等众多元件，其中由于马达型的气体泵体积通常较大，且其运转时会产生摩擦，不仅会造成马达内部转子损耗的情况、同时会因此损耗的状况而消耗较多能源，同时更会产生较大的噪音等问题。

除了一般的空气污染检测之外，通过检测人体呼出的气体组成成分及含量，亦可理解一个人的身体状况，但目前应用于检测人体呼出的气体仪器通常都是定点设置的人体呼气检测仪器，但由于这些测量仪器通常都较为巨大，搬运上或者是使用上都较为不便，故其多数设置于医院等具有较大空间的场所，同样的，人体呼气检测仪器中通常亦包含马达型的气体泵、气体收集腔室、传感器、泄气阀、电池…等众多元件，且其所面临的问题亦与前述的空气污染检测仪器相仿，都是肇因于马达型的气体泵体积通常较大，且其运转时产生摩擦，而导致消耗较多能源、以及产生较大的噪音…等问题。

因此，如何发展一种可改善上述已知技术缺失，可使气体检测仪器达到体积小、微型化、便于携带、省电、噪音低、且精准度高的可携式气体检测装置，实为目前迫切需要解决的问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种采用压电致动的可携式气体检测装置以感测气体的组成成分及含量，借由压电致动的微型气体泵将气体传输至检测腔件，再通过传感器对气体进行相关检测，以解决已知技术的采用检测仪器所具备的体积大、难以薄型化、无法达成可携式的目的、产生较大的噪音以及耗电等问题。

为达上述目的，本发明的一较广义实施态样为提供一种可携式气体检测装置，包括：一本体；一微型气体泵，与该本体连接设置，且具有一入口端及一出口端；一检测腔件，与该本体连接设置，且与该微型气体泵的该出口端相连通；一驱动控制模块；一传感器，设置于该驱动控制模块上；其中，该驱动控制模块控制该微型气体泵运作，使一气体由该微型气体泵的该入口端输入，并由该出口端输送至该检测腔件，通过该传感器以对该气体进行检测作业，并将该气体的检测结果传送至该驱动控制模块以进行纪录。

【附图说明】

图1为本发明第一较佳实施例的可携式气体检测装置的架构示意图。

图2A为图1所示的可携式气体检测装置的微型气体泵的分解结构示意图。

图2B为图2A所示的微型气体泵的组合结构示意图。

图3为本发明第二较佳实施例的可携式气体检测装置的示意图。

图4为本发明第三较佳实施例的可携式气体检测装置的示意图。

图5A为本发明第四较佳实施例的可携式气体检测装置之外观示意图。

图5B为图5A所示的可携式气体检测装置的剖面结构示意图。

【符号说明】

1、3、4、5：可携式气体检测装置

10、30、40、50：本体

11、31、311、312、41、51：微型气体泵

11A：微型气体传输装置

11B：微型阀门装置

111：进气板

111a：进气孔

112：共振片

113：压电致动器

113a：悬浮板

113b：压电陶瓷板

114、1141、1142：绝缘片

115：导电片

116：集气板

116a：容置空间

117：阀门片

118：出口板

12、32、42、52：检测腔件

13、33、43、53：驱动控制模块

14、34、44、54：传感器

15、35、45、55：传输模块

16、56：显示装置

2：外部装置

57：带状结构

【具体实施方式】

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本发明。

本发明的可携式气体检测装置主要是为应用一压电致动的微型气体泵以作为气体驱动、输送的动力来源，且由于微型气体泵的体积小、噪音低，故可使本发明的可携式气体检测装置1整体体积减小、重量减轻、且安静，以利于供使用者便于携带或是可穿戴于身上，更有利于随时随地进行气体检测作业。

请参阅图1，其为本发明第一较佳实施例的可携式气体检测装置的架构示意图。如图1所示，本发明的本发明的可携式气体检测装置1是包含本体10、微型气体泵11、检测腔件12、驱动控制模块13、传感器14等组件，其中微型气体泵11是与本体10连接设置，且具有入口端(未图示)及出口端(未图示)，检测腔件12亦与本体10连接设置，且更进一步与微型气体泵11的出口端相连通，传感器14则设置于驱动控制模块13上，以及，本发明的可携式气体检测装置1主要通过驱动控制模块13以控制微型气体泵11运作，使气体由微型气体泵11的入口端输入，再由出口端输送至检测腔件12，并通过设置于检测腔件12内的传感器14以对气体进行相关检测作业，并将气体的检测结果传送至驱动控制模块13以进行纪录。

于一些实施例中，可携式气体检测装置1更可具备传输模块15，但不以此为限。传输模块15亦可设置于驱动控制模块13上，但不以此为限，且通过传输模块15可将储存于驱动控制模块13内的气体检测结果等信息传送至外部装置2中，以进行更进一步的分析统计、或是进行更进一步的对应处理。于一些实施例中，传输模块15是可为有线传输模块，例如包含USB、mini-USB或是micro-USB，但不以此为限；而于另一些实施例中，传输模块15亦可为无线传输模块，例如可为Wi-Fi模块、蓝芽模块、无线射频辨识模块(Radio Frequency Identification，RFID)或是近场通讯模块Near FieldCommunication，NFC)，但亦不以此为限；且传输模块15更可同时包含有线传输模块及无线传输模块，且其资料传输型态是可依照实际施作情形而任施变化，凡可将储存于驱动控制模块13内的气体检测结果等信息传送至外部装置2的实施态样均在本发明的保护范围内，不另行赘述。

又于一些实施例中，外部装置2是可为但不限为云端系统、可携式装置、电脑系统、空气滤净机、冷暖气机…等装置，这些外部装置2主要是接收本发明的可携式气体检测装置1所传送的气体检测结果等信息，并可通过一程序以对这些信息进行进一步的分析比对，借以更了解该其相关信息。举例来说，可通过本发明的可携式气体检测装置1对空气中的气体进行检测，以了解目前空气中的温度、湿度、悬浮粒子含量…等信息，并将这些相关信息传送至相对应的空气滤净机、冷暖气机…等外部装置2，以控制使这些对应的空气滤净机、冷暖气机…等外部装置2可自行开启冷、暖气、或是空气滤净功能，借以调节空气的温、湿度、或是进行空气滤净作业。除此之外，亦可通过本发明的可携式气体检测装置1对人体呼出的气体进行相关检测作业，通过设置于检测腔件12内的传感器14对人体呼出的气体进行检测，并将这些信息通过驱动控制模块13及其传输模块15以传送至云端系统，可供医生于云端进行参考及诊断、或是传送至手机、PDA、手提电脑等可携式装置、电脑系统等外部装置2进行更进一步的分析评估，以供使用者自行评估其体内健康情形。

除此之外，于另一些实施例中，可携式气体检测装置1更可包含显示装置16，例如：屏幕，以用于显示一信息，但不以此为限，且该显示装置16是可为但不限为触控式屏幕，供使用者可触控该触控式屏幕以选择所欲显示的信息。

请同时参阅图2A及图2B，图2A为图1所示的可携式气体检测装置的微型气体泵的分解结构示意图，图2B为图2A所示的微型气体泵的组合结构示意图。于本实施例中，微型气体泵11是为一压电致动的微型气压动力装置，但不以此为限。且以本实施例为例，微型气体泵11是由微型气体传输装置11A及微型阀门装置11B共同组合而成，其中微型气体传输装置11A具有进气板111、共振片112、压电致动器113、绝缘片114、导电片115等结构，其是将压电致动器113对应于共振片112而设置，并使进气板111、共振片112、压电致动器113、绝缘片1141、导电片115及另一绝缘片1142等依序堆叠设置，且该压电致动器113是由一悬浮板113a以及一压电陶瓷板113b组装而成；以及微型阀门装置11B则由集气板116、阀门片117以及出口板118等依序堆叠组装而成，但不以此为限。且于本实施例中，如图2A所示，集气板116不仅为单一的板件结构，亦可为周缘具有侧壁的框体结构，且由该周缘所构成的侧壁与其底部的板件共同定义出一容置空间116a，故当本发明的微型气压动力装置11组装完成后，则其正面示意图会如图2B所示，可见该微型气体传输装置11A是容设于集气板116的容置空间116a中，且其下是与阀门片117及出口板118堆叠而成。借由此微型气体传输装置11A以及微型阀门装置11B的组装设置，以使气体自微型气体传输装置11A的一入口端(未图示)进气，再由进气板111上的至少一进气孔111a进入微型气体传输装置11A，并通过压电致动器113的作动，而流经多个压力腔室(未图示)，并向下传输，进而可使气体于微型阀门装置11B内单向流动，并传送于与微型阀门装置11B的出口端相连的检测腔件12(如图1所示)中，且当需进行卸压时，则调控微型气体传输装置11A的输出量，使气体经由微型阀门装置11B的出口板118上的卸压孔(未图示)而排出，以进行卸压。

请参阅图3，其是为本发明第二较佳实施例的可携式气体检测装置的示意图。如图所示，本实施例的可携式气体检测装置3是具有本体30，本体30是可为但不限为一盒体结构，其内可包括硬式的结构构件、或是其他相关的连接电路组件…等，但不以此为限。于本实施例中，检测腔件32是连接设置于本体30之上，且该检测腔件32是与对应的微型气体泵31相连通，以本实施例为例，微型气体泵31是由两微型气体泵311、312所共同构成，且此两微型气体泵311、312均与本体30相组接设置，且其出口端(未图示)均与检测腔件32相连接，且此以将气体自入口端输入微型气体泵31中，并通过其驱动传送至检测腔件32内，再由设置于检测腔件32中的驱动控制模块33及其传感器34，依据气体中不同的物质含量，以产生对应的不同电压，进而以测量出气体中的组成成分及含量，并可进一步通过设置于驱动控制模块33上的传输模块35以将该检测结果传送至一外部装置进行分析比对。又于一些实施例中，可携式气体检测装置3更可包含一罩盖(未图示)，对应罩设于本体30之上，以对本体30、微型气体泵31、检测腔件32等进行保护，且于罩盖上更可设置一显示装置(未图示)，例如：屏幕，用以显示气体的检测结果等信息，但不以此为限。

请续参阅图4，其是为本发明第三较佳实施例的可携式气体检测装置的示意图。如图所示，本实施例的可携式气体检测装置4同样包含本体40、微型气体泵41、检测腔件42、驱动控制模块43、传感器44及传输模块45等组件，且其设置方式是与前述实施例相仿，该本体40亦可为但不限为一盒体结构，其内包含多个构件，且检测腔件42是连接设置于本体40的上，并与微型气体泵41相连通。惟于本实施例中，微型气体泵41是为嵌设于本体40之中，然其设置的型态并不以此为限，例如其亦可设置于本体40内部的容置空间(未图示)中，其设置方式是可依照实际施作情形而任施变化，惟其出口端(未图示)是与检测腔件42相连通，用以将气体自微型气体泵41输送至检测腔件42内，再由设置于检测腔件42中的驱动控制模块43及其传感器44对气体进行检测作业，并可进一步通过设置于驱动控制模块43上的传输模块45以将该检测结果传送至一外部装置进行分析比对。

请同时参阅图5A及图5B，图5A是为本发明第四较佳实施例的可携式气体检测装置的外观示意图，图5B为图5A所示的可携式气体检测装置的剖面结构示意图。如图5A所示，本实施例的可携式气体检测装置5是可为但不限为一穿戴式装置，且其除了本体50之外，更具备带状结构57，该本体50是与带状结构57连接设置，于本实施例中，带状结构57是可为软性或是硬性材质所构成的环形带状结构，例如可为硅胶材质、塑胶材质、织带材质、毛巾材质、皮件材质、金属材质或是其他可运用的相关材质，并不以此为限，其主要用以环绕套设于穿戴使用者的特定部位上，例如：手腕或是脚腕，但不以此为限。当然，带状结构57的长度亦不以此为限，于一些实施例中，带状结构57亦可为采以较长的织带材质或是毛巾材质所构成的套带，借以套戴于穿戴使用者的头部；又或者是，于另一些实施例中，带状结构57亦可为采以较长的塑胶材质的辅助固定带，借以环绕穿戴于穿戴使用者的胸部区域，以监控穿戴使用者心脏部位的生理信息。至于带状结构57两端的连接方式可采以魔鬼毡的粘贴方式、或是以凸凹对接的扣接方式、或是采以一般表带常用的扣接环的形式，甚至于其亦可为一体成型的环状结构等，其连接方式是可依照实际施作情形而任施变化，并不以此为限。

以及，可携式气体检测装置5的带状结构57除了用以供环绕套设于穿戴使用者的特定部位上之外，其更用以承载本体50，如前所述，本体50是连接设置于带状结构57之外表面上，然其连接设置的方式是可为一体成型、或是额外扣设于带状结构57之上，均不以此为限。于本实施例中，本体50是为一方型中空的框体结构，且其轮廓大致上小于或等于带状结构57的宽度，但其形态及大小并不以此为限，其是可依照实际施作情形而任施调整。且如图5B所示，本体50具有容置空间，用以供微型气体泵51、检测腔件52及驱动控制模块53等组件容设于其中。

于本实施例中，可携式气体检测装置5更可包含显示装置56，用以对应设置并覆盖于本体50之上，以用于显示一信息，但不以此为限；当然，于另一些实施例中，可携式气体检测装置5亦可通过另一盖体(未图示)以覆盖于本体50上，且不以前述的显示装置56为限。且于本实施例中，显示装置56是可为但不限为触控式屏幕，供穿戴使用者可该触控式屏幕以选择所欲显示的信息，且这些信息是可包含气体的检测结果、时间信息、来电显示信息…等的至少其中之一。

请续参阅图5B，当本发明的可携式气体检测装置5进行气体检测时，主要是通过驱动控制模块53以控制并驱动该采以压电致动的微型气体泵51，使微型气体泵51将气体传输至检测腔件52，此时，再通过传感器54，依据气体中不同的物质含量，以产生对应的不同电压，进而可测量出气体中的组成成分及含量，并将该检测结果传送至驱动控制模块53中；于一些实施例中，显示装置56是可直接显示该气体检测结果，于另一些实施例中，更可通过传输模块55以将这些气体检测结果传送至外部装置，以进行更进一步的解析。

综上所述，本发明所提供的可携式气体检测装置，主要借由压电致动的微型气体泵将气体传输至检测腔件中，再通过传感器以感测气体的组成成分与含量，并将这些气体的检测结果再传送至驱动控制模块，并可进一步通过传输模块将这些气体的检测结果传输至外部装置、或是由屏幕直接显示，借此可达到精准量测的功效，除此之外，通过轻、薄且安静的微型气体泵，更可使可携式气体检测装置达到体积小、重量轻、便于使用者携带、安静无噪音以及节能省电的功效。因此，本发明采用压电致动的微型气体泵的可携式气体检测装置极具产业利用价值，爰依法提出申请。

纵使本发明已由上述实施例详细叙述而可由熟悉本技艺人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

Claims (10)

1.一种可携式气体检测装置，其特征在于，包括：

一本体；

一微型气体泵，与该本体连接设置，且具有一入口端及一出口端；

一检测腔件，与该本体连接设置，且与该微型气体泵的该出口端相连通；

一驱动控制模块；以及

一传感器，设置于该驱动控制模块上；

其中，该驱动控制模块控制该微型气体泵运作，使一气体由该微型气体泵的该入口端输入，并由该出口端输送至该检测腔件，通过该传感器以对该气体进行检测作业，并将该气体的检测结果传送至该驱动控制模块以进行纪录。

2.如权利要求1所述的可携式气体检测装置，其特征在于，该微型气体泵为一压电致动的微型气压动力装置，且该微型气压动力装置包含一微型气体传输装置及一微型阀门装置，当气体自该微型气体传输装置传输至该微型阀门装置内，以进行集压或卸压作业。

3.如权利要求2所述的可携式气体检测装置，其特征在于，该微型气体传输装置包括依序堆叠设置一进气板、一共振片以及一压电致动器，其中该压电致动器受驱动时，气体由该入口端进入该进气板，流经多个压力腔室，并向下传输，进而可使气体于该微型阀门装置内单向流动，且该微型阀门装置包括依序堆叠设置一集气板、一阀门片以及一出口板，该出口板的该出口端与该检测腔件相连通；当气体自该微型气体传输装置传输至该微型阀门装置内，通过该出口板的该出口端以输送至该检测腔件中，或是通过该出口板的一泄压孔进行泄压作业。

4.如权利要求1所述的可携式气体检测装置，其特征在于，该可携式气体检测装置更具有一传输模块，其设置于该驱动控制模块上，用以将该气体的检测结果传送至一外部装置。

5.如权利要求4所述的可携式气体检测装置，其特征在于，该传输模块为一有线传输模块及一无线传输模块的至少其中之一。

6.如权利要求5所述的可携式气体检测装置，其特征在于，该有线传输模块为一USB、一mini-USB、一micro-USB的至少其中之一，且该无线传输模块为一Wi-Fi模块、一蓝芽模块、一无线射频辨识模块及一近场通讯模块的至少其中之一。

7.如权利要求4所述的可携式气体检测装置，其特征在于，该外部装置为一云端系统、一可携式装置、一电脑系统、一空气滤净机、一冷暖气机等至少其中之一。

8.如权利要求1所述的可携式气体检测装置，其特征在于，该本体具有一容置空间，该微型气体泵容设于该容置空间中。

9.如权利要求1所述的可携式气体检测装置，其特征在于，该可携式气体检测装置更具有一带状结构，该本体与该带状结构连接设置，且该本体具有一容置空间，该微型气体泵、该检测腔件及该驱动控制模块均设置于该容置空间中。

10.如权利要求1所述的可携式气体检测装置，其特征在于，该可携式气体检测装置更包含一屏幕，借以显示一信息。