CN115524373B - 一种基于mq2传感器环境检测的模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置，包括操作支固单元和燃放气体检测模块，所述操作支固单元与所述燃放气体检测模块之间可拆卸连接，所述操作支固单元的顶部设有燃烧模拟组件和短距对准输送组件；通过下压使伸展弹性套罩设于中置操作筒上端，将位于烧料隔离板框上端的测试物点燃，或在不放有燃烧测试物的状态下直接开启检测体发生器，此时燃烧后产生的气体或检测体发生器散发的气体经连接管筒以及L形中通连接管的聚拢引导，直接到达烟气传感器采集点位置，经聚拢罩设套头开设的扩散流通孔槽于烟气传感器采集点周侧外散出后，通过捕捉端头完成对烟气成分的采集，有效保持模拟实验中气体检测采集稳定性。

Description

一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，特别涉及一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置。

背景技术

气敏传感器是一种能够检测气体的特定成分或者浓度，然后将其转换成电信号的电子装置。MQ2气体传感器所使用的材料二氧化锡，是一种重要的半导体传感器材料，也是第一个作为商业用途的透明导电材料。当MQ2气体传感器所处的环境中存在可燃性气体，因二氧化锡晶体缺陷，即O空位提供的电子产生载流子，会随可燃气体的浓度增加导电率增强。此时，使用简易的电路就可以将导电率直接转换成该气体浓度或比重的相关电信号输出。

而MQ2传感器对于各种常见可燃气体如丙烷、甲烷、一氧化碳等灵敏度较高，对气体可燃蒸汽的检测也较为灵敏，其本身材料成本低，稳定性强，可存在于各种环境中，但采用MQ2传感器进行可燃气体及烟雾检测效果模拟实验时，在论文“基于MQ2传感器的环境检测”中，实操人员进行模拟实验时，将燃烧检测物或可燃气体置于传感器检测端头采集进行毒性气体检测时发现，常规的气体引导采集操作方式，在燃烧检测物产生烟雾以及可燃气体到达传感器检测端头时，由于烟雾或可燃气体未受到聚拢，在气体产生初期向外散出时，因实验空间处于暴露状态，气体会于外部较大的环境面下直接产生扩散，其检测数值准确性由此而受限。为此，我们提出一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置，包括操作支固单元和燃放气体检测模块，所述操作支固单元与所述燃放气体检测模块之间可拆卸连接，所述操作支固单元的顶部设有燃烧模拟组件和短距对准输送组件，所述燃烧模拟组件内置入测试物并完成燃烧后，经所述短距对准输送组件将燃烧产生的气体输送至所述燃放气体检测模块完成气体采集，所述燃烧模拟组件包括中置操作筒、检测体发生器和烧料隔离板框，所述中置操作筒固定连接于所述操作支固单元上端，所述检测体发生器和所述烧料隔离板框均固定安装于所述中置操作筒的内侧，通过所述烧料隔离板框上端置入所述中置操作筒内侧的测试物后，经所述检测体发生器完成测试物的快速点燃，所述短距对准输送组件包括连接管筒、L形中通连接管、聚拢罩设套头、燃烧室罩盖和伸展弹性套，所述连接管筒与所述L形中通连接管之间转动连接，所述聚拢罩设套头与所述L形中通连接管固定连接，所述燃烧室罩盖固定于所述连接管筒的底部，所述伸展弹性套与所述燃烧室罩盖固定连接，所述中置操作筒内侧通过置入测试物并点燃后，气体经所述连接管筒和所述L形中通连接管的输送引导。

本发明进一步的改进在于，所述伸展弹性套的外部固定连接有活动调控杆，所述活动调控杆贯穿所述燃烧室罩盖且与所述燃烧室罩盖滑动连接，所述活动调控杆的表壁设有橡胶夹层。

本发明进一步的改进在于，所述燃烧模拟组件一侧设有引出驱动件，所述引出驱动件的抽吸端固定连接有电磁阀门，所述电磁阀门嵌设固定于所述中置操作筒的内侧，用于所述中置操作筒内测试物燃烧产生的残余气体抽出，所述中置操作筒的顶部开口端设有滑动隔板。

本发明进一步的改进在于，所述连接管筒和所述L形中通连接管之间固定连接有旋转连接套圈，所述连接管筒和所述L形中通连接管通过所述旋转连接套圈实现转动密封。

本发明进一步的改进在于，所述燃放气体检测模块包括烟气传感器和捕捉端头，所述烟气传感器与所述操作支固单元固定连接，所述捕捉端头置于所述聚拢罩设套头的下方，且所述聚拢罩设套头开设有若干个呈环形分布的扩散流通孔槽。

本发明进一步的改进在于，一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤S1、实验开始前将测试物置入中置操作筒内侧，使测试物置于烧料隔离板框上端，接下来下压活动调控杆，使伸展弹性套罩设在中置操作筒上端，留有氧气进入的流通间隙，之后将L形中通连接管通过旋转连接套圈旋转，使聚拢罩设套头对准捕捉端头后，即完成准备作业；

步骤S2、完成准备作业后，将烟气传感器接通PC终端，之后通过检测体发生器将位于烧料隔离板框上端的测试物点燃，使测试物燃烧后产生的气体经以及L形中通连接管的引导，通过聚拢罩设套头开设的扩散，此时烟气在外扩散首先到达聚拢罩设套头下方捕捉端头位置，经捕捉端头快速完成对烟气成分的采集；

步骤S3、在采集完成后，通过滑动隔板转动置于中置操作筒的上端完成封闭，进而减少中置操作筒内氧气使测试物熄灭，之后开启引出驱动件将中置操作筒内残留的气体以及燃烧后的测试物残渣抽送，避免烟气以及残留，完成对下一次测试前的预先处理，进而提高后期的采集质量。

与现有技术相比，本发明通过将测试物置入中置操作筒内侧，使测试物置于烧料隔离板框上端，之后将活动调控杆下压使伸展弹性套罩设于中置操作筒上端，将位于烧料隔离板框上端的测试物点燃，或在不放有燃烧测试物的状态下直接开启检测体发生器，此时燃烧后产生的气体或检测体发生器散发的气体经连接管筒以及L形中通连接管的聚拢引导，直接到达烟气传感器采集点位置，经聚拢罩设套头开设的扩散流通孔槽于烟气传感器采集点周侧外散出后，通过捕捉端头完成对烟气成分的采集，有效保持模拟实验中气体检测采集稳定性的同时，便于该实验的操作流程。

附图说明

图1为本发明一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置的轴测图。

图2为本发明一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置的组成图。

图3为本发明一种基于MQ2传感器环境检测的侧视局部剖面图。

图4为现有技术中对烟雾采集检测操作状态示意图。

图5为现有技术中对可燃气体的采集检测操作状态示意图。

图中：1、操作支固单元；2、燃放气体检测模块；21、烟气传感器；22、捕捉端头；3、燃烧模拟组件；31、中置操作筒；311、滑动隔板；32、检测体发生器；33、烧料隔离板框；4、短距对准输送组件；41、连接管筒；42、L形中通连接管；421、旋转连接套圈；43、聚拢罩设套头；431、扩散流通孔槽；44、燃烧室罩盖；45、伸展弹性套；451、活动调控杆；5、引出驱动件；51、电磁阀门。

实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-图3，一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置，包括操作支固单元1和燃放气体检测模块2，操作支固单元1与燃放气体检测模块2之间可拆卸连接，操作支固单元1的顶部设有燃烧模拟组件3和短距对准输送组件4，燃烧模拟组件3内置入测试物并完成燃烧后，经短距对准输送组件4将燃烧产生的气体输送至燃放气体检测模块2完成气体采集，燃烧模拟组件3包括中置操作筒31、检测体发生器32和烧料隔离板框33，中置操作筒31固定连接于操作支固单元1上端，检测体发生器32和烧料隔离板框33均固定安装于中置操作筒31的内侧，通过烧料隔离板框33上端置入中置操作筒31内侧的测试物后，经检测体发生器32完成测试物的快速点燃，短距对准输送组件4包括连接管筒41、L形中通连接管42、聚拢罩设套头43、燃烧室罩盖44和伸展弹性套45，连接管筒41与L形中通连接管42之间转动连接，聚拢罩设套头43与L形中通连接管42固定连接，燃烧室罩盖44固定于连接管筒41的底部，伸展弹性套45与燃烧室罩盖44固定连接，中置操作筒31内侧通过置入测试物并点燃后，气体经连接管筒41和L形中通连接管42的输送引导，向对准燃放气体检测模块2的烟气采集点的聚拢罩设套头43位置输送。

在本实施例中，操作人员采用现有技术手段模拟燃烧烟雾以及可燃气体的毒性检测实验状态请参阅图4以及图5，采用摘取火轮火石后的打火机模拟可燃气体的喷出，或采用点燃纸巾后产生烟雾，进而通过烟气传感器21进行环境气体检测，上述两种操作在该实验进行时的弊端在于，产生烟雾以及可燃气体到达传感器检测端头时，由于烟雾或可燃气体未受到聚拢，在气体产生初期向外散出时，因实验空间处于暴露状态，气体会于外部较大的环境面下直接产生扩散，容易造成采集度不够完整的现象，因此本发明在模拟气体毒性检测实验前，为了保持烟气传感器21对气体或烟雾产生后采集时的稳定性，采用本装置进行物体燃烧烟雾采集的模拟实验时，操作人员可通过将可燃测试物置入中置操作筒31内侧，使可燃测试物位于烧料隔离板框33上端，之后操作人员通过手动下压活动调控杆451，使伸展弹性套45在弹性伸展扩张后罩设在中置操作筒31上端，且伸展弹性套45与中置操作筒31处于该状态下留有氧气进入的流通间隙，完成后将通过旋转连接套圈421的传动作用将L形中通连接管42旋转，使L形中通连接管42底部的聚拢罩设套头43在旋转作用后对准捕捉端头22后，将烟气传感器21信号连接端接通PC终端，在本实施例中检测体发生器32为用于点燃测试物的点火器，之后通过检测体发生器32将位于烧料隔离板框33上端的测试物点燃，使测试物燃烧后产生的气体经连接管筒41以及L形中通连接管42的引导，通过聚拢罩设套头43开设的扩散流通孔槽431散出，此时烟气在外扩散首先到达聚拢罩设套头43下方捕捉端头22位置，经捕捉端头22快速完成对烟气成分的采集，在采集完成后，通过滑动隔板311转动置于中置操作筒31的上端完成封闭，进而减少中置操作筒31内氧气使测试物熄灭，之后开启引出驱动件5将中置操作筒31内残留的气体以及燃烧后的测试物残渣抽送，避免烟气以及残留，完成对下一次测试前的预先处理，进而提高后期采集质量。

其中，伸展弹性套45的外部固定连接有活动调控杆451，活动调控杆451贯穿燃烧室罩盖44且与燃烧室罩盖44滑动连接，活动调控杆451的表壁设有橡胶夹层；燃烧室罩盖44开设有用于活动调控杆451滑动连通的滑槽，通过活动调控杆451表壁设置的橡胶夹层，使活动调控杆451在将伸展弹性套45推送伸展时，加大活动调控杆451与燃烧室罩盖44滑槽内的滑动摩擦力，进而在伸展弹性套45下拉后通过表面的橡胶夹层与燃烧室罩盖44的滑槽内壁挤压作用下，将伸展弹性套45伸展后完成位置限制，且伸展弹性套45延展至最大路径后仍与中置操作筒31之间存有用于空气流通的空隙，使中置操作筒31内部测试物的燃烧可流入所需氧气的同时，防止燃烧后产生的烟气直接排出。

其中，燃烧模拟组件3一侧设有引出驱动件5，引出驱动件5的抽吸端固定连接有电磁阀门51，电磁阀门51嵌设固定于中置操作筒31的内侧，用于中置操作筒31内测试物燃烧产生的残余气体抽出，中置操作筒31的顶部开口端设有滑动隔板311；在本实施例中引出驱动件5为微型引风机，在燃烧物燃尽并完成采集后，可通过电磁阀门51通电开启经引出驱动件5将中置操作筒31内部的测试物燃烧后产生的杂质以及残余在中置操作筒31内部的气体快速抽送排出，进而在需要连续实验检测时，快速将残余气体排出避免后续捕捉端头22对烟气的采集精度。

其中，连接管筒41和L形中通连接管42之间固定连接有旋转连接套圈421，连接管筒41和L形中通连接管42通过旋转连接套圈421实现转动密封；旋转连接套圈421可采用现有技术中的橡胶皮套，在通过旋转连接套圈421完成对连接管筒41和L形中通连接管42之间连接以及密封的同时，使L形中通连接管42和连接管筒41之间通过旋转连接套圈421的延展性可实现转动。

其中，燃放气体检测模块2包括烟气传感器21和捕捉端头22，烟气传感器21与操作支固单元1固定连接，捕捉端头22置于聚拢罩设套头43的下方，且聚拢罩设套头43开设有若干个呈环形分布的扩散流通孔槽431；烟气传感器21为捕捉端头22为MQ2传感器的采集端头，通过操作支固单元1完成对烟气传感器21和捕捉端头22的支撑保持于桌面实验过程中的稳定性，使得测试物燃烧后产生的气体经连接管筒41以及L形中通连接管42的引导到达捕捉端头22位置后，通过聚拢罩设套头43开设的扩散流通孔槽431散出，使烟气散布后位于捕捉端头22上端的位置，可充分保持检测所需的采集量度。

实施例

请参阅图1-图3，在本实施例中，与实施例1相同处不在赘述，而与实施例1不同处在于，本实施例中检测体发生器32为微型可燃气体排放泵，而采用本装置进行可燃气体的模拟采集实验时，操作人员只需要通过手动下压活动调控杆451，使伸展弹性套45在弹性伸展扩张后罩设在中置操作筒31上端，直至伸展弹性套45与中置操作筒31顶壁接触实现封闭后，将通过旋转连接套圈421的传动作用将L形中通连接管42旋转，使L形中通连接管42底部的聚拢罩设套头43在旋转作用后对准捕捉端头22后，将烟气传感器21接通PC终端，通过检测体发生器32可燃气体排出，使可燃气体经连接管筒41以及L形中通连接管42的引导，通过聚拢罩设套头43开设的扩散流通孔槽431散出，此时可燃气体在外扩散首先到达聚拢罩设套头43下方捕捉端头22位置，经捕捉端头22快速完成对可燃气体的采集，在采集完成后，即可将检测体发生器32关闭，完成采集模拟实验。

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 (6)

1.一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置，包括操作支固单元（1）和燃放气体检测模块（2），其特征在于，所述操作支固单元（1）与所述燃放气体检测模块（2）之间可拆卸连接，所述操作支固单元（1）的顶部设有燃烧模拟组件（3）和短距对准输送组件（4），所述燃烧模拟组件（3）内置入测试物并完成燃烧后，经所述短距对准输送组件（4）将燃烧产生的气体输送至所述燃放气体检测模块（2）完成气体采集；

所述燃烧模拟组件（3）包括中置操作筒（31）、检测体发生器（32）和烧料隔离板框（33），所述中置操作筒（31）固定连接于所述操作支固单元（1）上端，所述检测体发生器（32）和所述烧料隔离板框（33）均固定安装于所述中置操作筒（31）的内侧，通过所述烧料隔离板框（33）上端置入所述中置操作筒（31）内侧的测试物后，经所述检测体发生器（32）完成测试物的快速点燃；

所述短距对准输送组件（4）包括连接管筒（41）、L形中通连接管（42）、聚拢罩设套头（43）、燃烧室罩盖（44）和伸展弹性套（45），所述连接管筒（41）与所述L形中通连接管（42）之间转动连接，所述聚拢罩设套头（43）与所述L形中通连接管（42）固定连接，所述燃烧室罩盖（44）固定于所述连接管筒（41）的底部，所述伸展弹性套（45）与所述燃烧室罩盖（44）固定连接，所述中置操作筒（31）内侧通过置入测试物并点燃后，气体经所述连接管筒（41）和所述L形中通连接管（42）的输送引导，向对准所述燃放气体检测模块（2）的烟气采集点的所述聚拢罩设套头（43）位置输送。

2.根据权利要求1所述的一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置，其特征在于：所述伸展弹性套（45）的外部固定连接有活动调控杆（451），所述活动调控杆（451）贯穿所述燃烧室罩盖（44）且与所述燃烧室罩盖（44）滑动连接，所述活动调控杆（451）的表壁设有橡胶夹层。

3.根据权利要求1所述的一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置，其特征在于：所述燃烧模拟组件（3）一侧设有引出驱动件（5），所述引出驱动件（5）的抽吸端固定连接有电磁阀门（51），所述电磁阀门（51）嵌设固定于所述中置操作筒（31）的内侧，用于所述中置操作筒（31）内测试物燃烧产生的残余气体抽出，所述中置操作筒（31）的顶部开口端设有滑动隔板（311）。

4.根据权利要求1所述的一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置，其特征在于：所述连接管筒（41）和所述L形中通连接管（42）之间固定连接有旋转连接套圈（421），所述连接管筒（41）和所述L形中通连接管（42）通过所述旋转连接套圈（421）实现转动密封。

5.根据权利要求1所述的一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置，其特征在于：所述燃放气体检测模块（2）包括烟气传感器（21）和捕捉端头（22），所述烟气传感器（21）与所述操作支固单元（1）固定连接，所述捕捉端头（22）置于所述聚拢罩设套头（43）的下方，且所述聚拢罩设套头（43）开设有若干个呈环形分布的扩散流通孔槽（431）。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于MQ2传感器环境检测的模拟实验装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、实验开始前将测试物置入中置操作筒（31）内侧，使测试物置于烧料隔离板框（33）上端，接下来下压活动调控杆（451），使伸展弹性套（45）罩设在中置操作筒（31）上端，留有氧气进入的流通间隙，之后将L形中通连接管（42）通过旋转连接套圈（421）旋转，使聚拢罩设套头（43）对准捕捉端头（22）后，即完成准备作业；

步骤S2、完成准备作业后，将烟气传感器（21）接通PC终端，之后通过检测体发生器（32）将位于烧料隔离板框（33）上端的测试物点燃，使测试物燃烧后产生的气体经连接管筒（41）以及L形中通连接管（42）的引导，通过聚拢罩设套头（43）开设的扩散流通孔槽（431）扩散，此时烟气在外扩散首先到达聚拢罩设套头（43）下方捕捉端头（22）位置，经捕捉端头（22）快速完成对烟气成分的采集；

步骤S3、在采集完成后，通过滑动隔板（311）转动置于中置操作筒（31）的上端完成封闭，进而减少中置操作筒（31）内氧气使测试物熄灭，之后开启引出驱动件（5）将中置操作筒（31）内残留的气体以及燃烧后的测试物残渣抽送，避免烟气以及残留，完成对下一次测试前的预先处理，进而提高后期的检测质量。

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