CN110095565A - 气体检测装置 - Google Patents

Abstract

一种气体检测装置，包含：壳体，具有通气腔室、进气口、分歧流道及连接通道，通气腔室透过进气口而与壳体外相连通，其中分歧流道与通气腔室连通，而连接通道与分歧流道连通；气体传输致动器，架构于该分歧流道，其包含有喷气孔片、腔体框架、压电致动器、绝缘框架及导电框架，供以受致动导引空气气流由进气口导入通气腔室内，并进入分歧流道；阀，是分别设置于连接通道与分歧流道连通之间，以控制空气导入连接通道；以及外接传感器，以可拆卸地组接于连接通道，其包含传感器，以对连接通道内的空气进行感测。

Description

气体检测装置

【技术领域】

本案关于一种气体检测装置，尤指一种具有气体传输致动器以导气的气体检测装置。

【背景技术】

近年来，我国与邻近区域的空气污染问题渐趋严重，导致日常生活中尚有许多对人体有害的气体，若是无法及时检测将会对人体的健康造成影响。

此外，使用者会因为不同的场所，如工厂、办公室、住家等会拥有不同的气体检测需求，如工厂需要挥发性或是会造成吸入性伤害等有毒气体的气体传感器，住家、办公室则是一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度等传感器，但目前市售的气体检测装置皆为一体式的气体检测装置，其检测的气体已于出厂前便已经决定，无法依据使用者自行选择需求的气体检测，如此气体检测装置无法完整提供检测使用者需求，实有需求改善。有鉴于此，如何发展一种可依据气体检测需求进行感测的气体检测装置实为当前极为重要的课题。

【发明内容】

本案的主要目的是提供一种气体检测装置，用以检测空气的传感器为外接式传感器，提供使用者及时且准确的气体信息外，可依使用者的需求自行选用、搭配所需的感应器，并具有轻易更换的功效，提升实用性及便利性。

本案的一广义实施态样为一种气体检测装置，包含：一壳体，具有一通气腔室、至少一进气口、至少一分歧流道及至少一连接通道，该通气腔室透过该至少一进气口而与壳体外相连通，其中该至少一分歧流道与该通气腔室连通，而该至少一连接通道与该至少一分歧流道连通；至少一气体传输致动器，架构于该至少一分歧流道，其包含有一喷气孔片、一腔体框架、一压电致动器、一绝缘框架及一导电框架，供以受致动导引空气气流由该至少一进气口导入该通气腔室内，并进入该至少一分歧流道；至少一阀，是分别设置于该至少一连接通道与该至少一分歧流道连通之间，以控制空气导入该至少一连接通道；以及至少一外接传感器，以可拆卸地组接于该至少一连接通道，其包含一传感器，以对该至少一连接通道内的空气进行感测。

【附图说明】

图1为本案气体检测装置的结构示意图。

图2为图1所示气体检测装置的剖面示意图。

图3为本案气体检测装置的气体传输致动器示意图。

图4为本案气体传输致动器相关构件的分解示意图。

图5A为图4所示气体传输致动器的剖面示意图。

图5B、图5C为图5A所示气体传输致动器的作动示意图。

图6为本案气体检测装置的方块示意图。

图7A、图7B为本案气体检测装置的阀作动示意图。

【符号说明】

100：气体检测装置

1：壳体

11：通气腔室

12：进气口

13：分歧流道

14：连接通道

15：隔板

2：气体传输致动器

21：喷气孔片

21a：支架

21b：悬浮片

21c：中空孔洞

21d：间隙

22：腔体框架

23：致动器

23a：压电载板

23b：调整共振板

23c：压电板

24：绝缘框架

25：导电框架

26：共振腔室

3：阀

31：保持件

32：密封件

33：位移件

311、321、331：通孔

4：外接传感器

5：处理器

6：通信模块

7：电池模块

200：供电装置

300：连结装置

【具体实施方式】

体现本案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。

应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本案。

本案提供一种气体检测装置，请同时参阅图1至图3。于本案实施例中，气体检测装置100包含一壳体1、至少一气体传输致动器2、至少一阀3及至少一外接传感器4；壳体1具有一通气腔室11、至少一进气口12、至少一分歧流道13及至少一连接通道14，上述的分歧流道13、连接通道14、气体传输致动器2、阀3其数量皆彼此对应，以下将分歧流道13、连接通道14、气体传输致动器2、阀3等元件的数量皆使用5个作实施例说明，并不以此为限。通气腔室11经由进气口12与壳体1外部连通并分别与5个分歧流道13相通，而壳体1内具有多个隔板15，利用这些隔板15来区隔出5个分歧流道13以及5个连接通道14，5个连接通道14其数量与位置与5个分歧流道13分别对应并相通，5个气体传输致动器2则分别对应架构于5个分歧流道13内，用以将通气腔室11内的空气导入分歧流道13内；5个阀3为分别对应设置于5个连接通道14与5个分歧流道连通14之间，用来控制空气导入连接通道14，最后，5个外接传感器4分别以可拆卸地组接于5个连接通道14，其中每个外接传感器4内部包含有一传感器(未图示)，传感器可为一氧气传感器、一一氧化碳传感器、一二氧化碳传感器的其中之一或其组合，传感器亦可为一挥发性有机物传感器，或传感器可以是细菌传感器、病毒传感器及微生物传感器的其中之一或其组合，或是传感器可为一温度传感器或一湿度传感器的其中之一或其组合，以对连接通道14的空气进行检测。

请参阅图3、图4及图5A至图5C，所示为气体传输致动器的实施方式。气体传输致动器2包含有依序堆叠的喷气孔片21、腔体框架22、致动器23、绝缘框架24及导电框架25；喷气孔片21包含了多个支架21a、一悬浮片21b、一中空孔洞21c及至少一间隙21d，悬浮片21b可弯曲振动，多个支架21a邻接于悬浮片21b的周缘，本实施例中，支架21a其数量为4个，分别邻接于悬浮片21b的4个角落，但不此以为限，且透过4个支架套置固定于这些隔板15上，以定位该喷气孔片21容设于该分歧流道14内，而中空孔洞21c形成于悬浮片21b的中心位置，间隙21d则是各支架21a之间的气流孔；腔体框架22承载叠置于悬浮片21b上，致动器23承载叠置于腔体框架22上，并包含了一压电载板23a、一调整共振板23b、一压电板23c，其中，压电载板23a承载叠置于腔体框架22上，调整共振板23b承载叠置于压电载板23a上，压电板23c承载叠置于调整共振板23b，供施加电压后发生形变以带动压电载板23a及调整共振板23b进行往复式弯曲振动；绝缘框架24则是承载叠置于致动器23的压电载板23a上，导电框架25承载叠置于绝缘框架24上，其中，致动器23、腔体框架24及该悬浮片21b之间形成一共振腔室26；此外，上述的调整共振板23b的厚度大于压电载板23a的厚度。

请参阅图5B，当施加驱动电压于致动器23的压电板23c时，压电板23c因压电效应开始产生形变并同部带动调整共振板23b与压电载板23a，此时，喷气孔片21会因亥姆霍兹共振(Helmholtz resonance)原理一起被带动，使得致动器23向下移动，由于致动器23向下位移，使得分歧流道13的容积增加，于通气腔室11内的空气将因为压力梯度由喷气孔片21的支架21a之间的间隙21d进入分歧流道13，且空气也由中空孔洞21c进入共振腔室26；请再参阅图5C，空气不断地进入分歧流道13内，此时，致动器23受电压驱动向上移动，将压缩分歧流道13的容积，并且推挤空气进入连接通道14内，同时共振腔室26的空气也会由中空孔洞21c喷出，提供空气给外接传感器4的传感器检测空气，透过气体传输致动器2不断地汲取通气腔室11内的空气，使壳体1外的空气能够持续地通过进气口12进入通气腔室11并流入分歧流道13及连接通道14内，供外接传感器4量测于连接通道14的空气的特定气体含量。

请继续参阅图2及图6，气体检测装置100更进一步包含有一处理器5、通信模块6及一电池模块7，处理器5电性连接电池模块7、通信模块6、气体传输致动器2及阀3，用来控制气体传输致动器2的启动，外接传感器4组接于该连接通道14中，并能与处理器5作电性及数据连接，因此外接传感器4中的传感器所检测结果能透过处理器5进行分析运算及储存，并能转换成一监测数值；当处理器5启动气体传输致动器2时，气体传输致动器2开始汲取空气，使空气进入分歧流道13与连接通道14中，连接通道14内的外接传感器4中的传感器开始对连接通道14内的空气进行检测，并将检测结果传送至处理器5，处理器5依据该检测结果计算出空气中的待测气体的含量，并据以分析产生监测数值作储存，处理器5所储存监测数值得由通信模块6发送至一连结装置300，连结装置300可以为云端系统、可携式装置、电脑系统、显示装置等其中之一，以显示监测数值及通报警示。

此外，上述的通信模块6可透过有线传输或无线传输至外部的连结装置300，有线传输方式如下，例如：USB、mini-USB、micro-USB等其中之一的有线传输模块，或是无线传输方式如下，例如：Wi-Fi模块、蓝芽模块、无线射频辨识模块、一近场通讯模块等其中之一的无线传输模块。

承上所述，电池模块7用以储存电能、输出电能，使电能提供给处理器5，致使处理器5控制气体传输致动器2、通信模块6、阀3、外接传感器4的传感器的启动，此外，电池模块7能外接一供电装置200，接收供电装置200的能量并储存，而供电装置200能够以有线传导方式输送能量，亦可透过无线传导方式传送能量至电池模块7，并不以此为限。

请继续参阅图2及图7A，阀3包含一保持件31、一密封件32以及一位移件33。位移件33设置于保持件31及密封件32之间，保持件31、密封件32、位移件33上分别具有多个通孔311、321、331，而保持件31的多个通孔311与位移件33的多个通孔331相互对准，且密封件32的多个通孔321与保持件31的多个通孔331相互错位不对准。

请先参阅图7A及图6，位移件33为一带电荷的材料，而保持件31为一两极性的导电材料，以令位移件33与保持件31维持相同极性，而朝密封件32靠近，构成阀3的关闭；请再参阅图7B，位移件33为一带电荷的材料，而保持件31为一两极性的导电材料，以令位移件33与保持件31维持不同极性，而朝保持件31靠近，构成阀3的开启，透过调整保持件31的极性，来使位移件33移动，来形成阀3的开启及关闭状态。其中处理器5电性连接阀3，使得保持件31可由处理器5控制其极性。

此外，上述的阀3的位移件33可为一带磁性的材料，而保持件31为一可受控变换极性的磁性材料，当位移件33与保持件31维持相同极性时，位移件33朝密封件32靠近，使阀3关闭；反之，当保持件31改变极性与位移件33不同极性时，位移件33将朝保持件31靠近，构成该阀3开启，由以上叙述可以得知，通过调整保持件31的磁性，使位移件33移动，来调整阀3的开启及关闭状态。该保持件31可由处理器5控制其磁极极性。

综上所述，本案所提供的气体检测装置，透过分别设置多个分歧流道内的气体传输致动器，将通气腔室内的空气导入至分歧通道及连接通道，供连接通道内的外接传感器得以检测进入连接通内的空气信息，来得知空气品质信息，而上述之外接传感器以可拆卸式地组设于连接通道内，供使用者可以依据其需求轻易的更换所需要的气体传感器。

本案得由熟知此技术的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 (20)

1.一种气体检测装置，其特征在于，包含：

一壳体，具有一通气腔室、至少一进气口、至少一分歧流道及至少一连接通道，该通气腔室透过该至少一进气口而与该壳体外相连通，其中该至少一分歧流道与该通气腔室连通，而该至少一连接通道与该至少一分歧流道连通；

至少一气体传输致动器，架构于该至少一分歧流道，其包含有一喷气孔片、一腔体框架、一压电致动器、一绝缘框架及一导电框架，供以受致动导引空气气流由该至少一进气口导入该通气腔室内，并进入该至少一分歧流道；

至少一阀，分别设置于该至少一连接通道与该至少一分歧流道连通之间，以控制空气导入该至少一连接通道；以及

至少一外接传感器，以可拆卸地组接于该至少一连接通道，其包含一传感器，以对该至少一连接通道内的空气进行感测。

2.如权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，该壳体包含至少一隔板，该气体传输致动器的喷气孔片包含多个支架、一悬浮片及一中空孔洞，该悬浮片可弯曲振动，该多个支架套置固定于该至少一隔板上，以定位该喷气孔片容设于该分歧流道内，且该多个支架及该悬浮片与该隔板之间形成至少一间隙；该腔体框架承载叠置于该悬浮片上；该压电致动器承载叠置于该腔体框架上，施加电压而产生往复式地弯曲振动；该绝缘框架承载叠置于该致动器上；以及该导电框架承载叠设置于该绝缘框架上；其中，该致动器、该腔体框架及该悬浮片之间形成一共振腔室，透过驱动该致动器以带动该喷气孔片产生共振，使该喷气孔片的该悬浮片产生往复式地振动位移，以产生该空气导引通过该至少一间隙进入该分歧流道内，实现空气的快速传输流动。

3.如权利要求2所述的气体检测装置，其特征在于，该压电致动器包含：

一压电载板，承载叠置于该腔体框架上；

一调整共振板，承载叠置于该压电载板上；以及

一压电片，承载叠置于该调整共振板，施加电压而驱动该压电载板及调整共振板产生往复式地弯曲振动。

4.如权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，更包含一处理器及一通信模块，其中该处理器控制该通信模块、该气体传输致动器及该阀的启动，而该外接传感器的该传感器组接于多个连接通道之一，供与该处理器作电性及数据连接，且该传感器所检测结果透过该处理器进行分析转换成一监测数值，该监测数值由该通信模块发送给外部连结装置，以显示该监测数值及通报警示。

5.如权利要求4所述的气体检测装置，其特征在于，该通信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。

7.如权利要求5所述的气体检测装置，其特征在于，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。

8.如权利要求4所述的气体检测装置，其特征在于，该外部连结装置为一云端系统、一可携式装置、一电脑系统等至少其中之一。

9.如权利要求4所述的气体检测装置，其特征在于，进一步包括一电池模块，以提供储存电能、输出电能，使该电能提供给该处理器，致使该处理器控制该气体传输致动器、该通信模块、该阀、该外接传感器的该传感器的启动，并能搭配外接一供电装置以接收及储存该电能。

10.如权利要求9所述的气体检测装置，其特征在于，该供电装置以一有线传导方式输送该电能给予该电池模块储存。

11.如权利要求9所述的气体检测装置，其特征在于，该供电装置以一无线传导方式输送该电能给予该电池模块储存。

12.如权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，该外接传感器的该传感器包含一氧气传感器、一一氧化碳传感器及一二氧化碳传感器的至少其中之一或其任意组合而成的群组。

13.如权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，该外接传感器的该传感器包含一挥发性有机物传感器。

14.如权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，该外接传感器的该传感器包含监测一细菌传感器、一病毒传感器及一微生物传感器的至少其中之一或其任意组合而成的群组。

15.如权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，该外接传感器的该传感器包含一温度传感器及一湿度传感器的至少其中之一任意组合而成的群组。

16.如权利要求4所述的气体检测装置，其特征在于，该阀包含一保持件、一密封件及一位移件，其中该位移件设置于该保持件及该密封件之间，以及该保持件、该密封件及该位移件上分别具有多个通孔，而该保持件及该位移件上多个通孔位置为相互对准，且该密封件与该保持件的多个通孔位置为形成错位不对准，其中该位移件由该处理器控制其朝该保持件靠近，以构成该阀的开启。

17.如权利要求16所述的气体检测装置，其特征在于，该位移件为一带电荷的材料，而该保持件为一两极性的导电材料，该处理器控制该位移件与该保持件维持不同极性，而朝该保持件靠近，以构成该阀的开启。

18.如权利要求16所述的气体检测装置，其特征在于，该位移件为一带电荷的材料，而该保持件为一两极性的导电材料，该处理器控制该位移件与该保持件维持相同极性，而朝该密封件靠近，构成该阀的关闭。

19.如权利要求16所述的气体检测装置，其特征在于，该位移件为一带磁性的材料，而该保持件为一可受控变换极性的磁性材料，该处理器控制该位移件与该保持件维持不同极性，而朝该保持件靠近，以构成该阀的开启。

20.如权利要求16所述的气体检测装置，其特征在于，该位移件为一带磁性的材料，而该保持件为一可受控变换极性的磁性材料，该处理器控制该位移件与该保持件维持相同极性，而朝该密封件靠近，以构成该阀的关闭。