CN116793980A - 气体检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种气体检测装置，包括第一检测单元和第二检测单元，第一检测单元包括气体检测组件和第一检测壳体，第一检测单元具有第一气室，气体检测组件和第一检测壳体均设置于第一气室的外围，第一检测壳体具有配合孔，配合孔与第一气室连通，并且配合孔与气体检测装置的外界气体连通；第二检测单元包括压力检测组件和第二检测壳体，第二检测单元具有第二气室，第二检测壳体设置于第二气室的外围，压力检测组件位于第二气室；第二气室与第一气室气体连通，并且第一气室通过配合孔与气体检测装置的外界气体连通。本发明的气体检测装置有利于提高第二检测单元的防水和防尘性能。

Description

气体检测装置

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是一种气体检测装置。

背景技术

气体检测装置包括外壳、检测单元和电路板，检测单元与电路板电性连接，检测单元和电路板均位于外壳内腔，通过外壳对检测单元和电路板进行保护。检测单元包括气体检测单元和压力检测单元。压力检测单元用于对气体检测单元的检测结果进行压力补偿，从而提高气体检测单元的检测精度。气体检测单元和压力检测单元分别具有各自的开设有通气孔的外壳。气体检测单元和压力检测单元分别具有各自的气室，气体检测单元对其气室内的气体进行检测，压力检测单元对其气室内的气体进行压力检测。检测过程中，可能由于两个气室的压力不同，导致压力检测单元不能对气体检测单元的结果进行准确的压力补偿。

因此，需要对气体检测装置的结构进行改进，使压力检测单元能够准确地对气体检测单元的结果进行补偿，从而提高检测精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测精度高的气体检测装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种气体检测装置，包括第一检测单元和第二检测单元，

所述第一检测单元包括气体检测组件和第一检测壳体，所述第一检测单元具有第一气室，所述气体检测组件和所述第一检测壳体均设置于所述第一气室的外围，所述第一检测壳体具有配合孔，所述配合孔与所述第一气室连通，并且所述配合孔与所述气体检测装置的外界气体连通；

所述第二检测单元包括压力检测组件和第二检测壳体，所述第二检测单元具有第二气室，所述第二检测壳体设置于所述第二气室的外围，所述压力检测组件位于所述第二气室；

所述第二气室与所述第一气室气体连通，并且所述第一气室通过所述配合孔与所述气体检测装置的外界气体连通。

在本发明的气体检测装置中，第一检测单元包括气体检测组件和第一检测壳体，能够进行气体检测；第二检测单元包括压力检测组件和第二检测壳体，能够进行压力检测。第一检测单元具有第一气室，第一检测壳体设置于第一气室的外围，第一检测壳体设置有配合孔，配合孔连通第一气室和第一检测单元的外界。第二检测单元具有第二气室，第二气室与第一气室气体连通，第二气室通过设置在第一检测壳体的配合孔与气体检测装置的外界气体连通。如此，第二气室与第一气室的压力趋于相同，提高了压力检测单元对气体检测单元的压力补偿的准确性，进而提高了气体检测装置的检测精度。

附图说明

图1为本发明气体检测装置的立体示意图；

图2为图1所示气体检测装置的分解示意图；

图3为图1所示气体检测装置的立体剖切图；

图4为图1所示检测模块和电路板的分解示意图；

图5为图4所示检测模块的立体示意图；

图6为图5所示检测模块另一角度的立体示意图；

图7为图5所示检测模块的立体剖切图；

图8为图7所示检测模块另一角度的立体剖切图；

图9为图5所示检测模块的分解示意图；

图10为图2所示外壳的立体示意图；

图11为图10所示外壳的立体剖切图；

图12为图2所示底座的立体示意图；

图13为本发明气体检测装置的第一直线、第二直线的示意图；

图14为本发明气体检测装置的第三直线、第四直线的示意图；

图15为图2所示第一检测壳体、第二检测壳体的立体剖切图。

具体实施方式

下面将结合附图详细地对本发明示例性具体实施方式进行说明。如果存在若干具体实施方式，在不冲突的情况下，这些实施方式中的特征可以相互组合。当描述涉及附图时，除非另有说明，不同附图中相同的数字表示相同或相似的要素。以下示例性具体实施方式中所描述的内容并不代表与本发明相一致的所有实施方式；相反，它们仅是与本发明的权利要求书中所记载的、与本发明的一些方面相一致的装置、产品和/或方法的例子。

在本发明中使用的术语是仅仅出于描述具体实施方式的目的，而非旨在限制本发明的保护范围。在本发明的说明书和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”或“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本发明的说明书以及权利要求书中所使用的，例如“第一”、“第二”以及类似的词语，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分特征的命名。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，本发明中出现的“前”、“后”、“上”、“下”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于某一特定位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语是一种开放式的表述方式，意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面的元件及其等同物，这并不排除出现在“包括”或者“包含”前面的元件还可以包含其他元件。本发明中如果出现“若干”，其含义是指两个以及两个以上。

如图1至图15所示为符合本发明的一种气体检测装置，其包括外壳1、检测模块2和电路板3，外壳1具有内腔300，检测模块2的至少部分和电路板3的至少部分收容于内腔300。在一些实施方式中，气体检测装置可以用于检测气态制冷剂的浓度，以在空调系统中制冷剂泄露时，能够及时检测反馈到空调的控制系统，从而降低制冷剂泄露带来的安全隐患。当然，在其他实施方式中，气体检测装置也可以应用在其他环境中用于检测其他气体，例如甲烷，乙烷，二氧化碳等气体。本发明对此不作过多限制。

参见图4，检测模块2包括第一检测单元21和第二检测单元22，第一检测单元21和第二检测单元22均收容于内腔300。第一检测单元21和第二检测单元22均安装于电路板3，第一检测单元21用于检测气体制冷剂(例如R32、R454B等环保制冷剂)的浓度。本发明的实施方式中所示意的第一检测单元21采用的是光学检测原理。具体的，第一检测单元21可以采用红外光检测原理。在其他实施方式中，第一检测单元21根据其工作原理，还可以是半导体式、热导式、电化学式、催化燃烧、超声波型等。第二检测单元22用于检测气体制冷剂(例如R32、R454B等环保制冷剂)的压力。

电路板3收容于内腔300，外壳1的至少部分与电路板3贴合。第一检测单元21和第二检测单元22均与电路板3电性连接。电路板3还包括处理芯片(未图示)和若干电子元件(未图示)，参见图4，电路板3包括位于其厚度方向相反两侧的第二表面31和第三表面32。本发明图示的实施方式中，第一检测单元21和第二检测单元22均安装于电路板3的第二表面31，处理芯片和若干电子元件均安装于电路板3的第三表面32。当然其他实施方式中，第一检测单元21、第二检测单元22、处理芯片和若干电子元件都可以安装在电路板3的同一侧表面。处理芯片用于处理第一检测单元21检测的气体制冷剂浓度的信号，并将其传递给外部的控制板或者由其自身进行处理，也可以处理第二检测单元22检测的气体制冷剂压力的信号；若干电子元件包括电容、电阻、电感等滤波元件，从而实现对自第一检测单元21、第二检测单元22出来的信号进行放大、滤波等作用。

本发明图示的实施方式中，外壳1一体注塑成型，即通过融化塑料，将检测模块2、电路板3放入模具中，向模具注入融化后的塑料并进行冷却成型，方便制作，成本低。相关技术采用的分体结构的外壳，通过上壳体和下壳体组装，密封性不好，检测模块2、电路板3容易受潮，影响使用性能；另外，分体结构的外壳厚度大。本发明一体结构的外壳1密封性好，有利于提高防水性能；本发明的外壳1对检测模块2的至少部分和电路板3的至少部分进行包裹，外壳1的设置对整体厚度影响小，有利于减小整个气体检测装置的厚度，方便安装。外壳1的至少部分与第一检测单元21和第二检测单元22中的至少一者贴合。

参见图10，外壳1包括第一壳体部11、第二壳体部12和第三壳体13，第一壳体部11、第二壳体部12一体成型于第三壳体13的上端，第二壳体部12连接于第一壳体部11宽度方向W-W的一侧。如图11所示，第一壳体部11具有第一内腔111，第一壳体部11位于第一内腔111的外围，配合孔211设置于第一壳体部11。第二壳体部12具有第二内腔121，第二壳体部12位于第二内腔121的外围。第三壳体13具有第三内腔131，第一内腔111、第二内腔121与第三内腔131相连通，内腔300包括第一内腔111、第二内腔121和第三内腔131共同组成。第一检测单元21收容于第一内腔111，第一壳体部11的至少部分与第一检测单元21贴合，并且通气孔14与配合孔211对位。第二检测单元22收容于第二内腔121，第二壳体部12的至少部分与第二检测单元22贴合。第一检测单元21的至少部分收容于第一内腔111，第二检测单元22的至少部分收容于第二内腔121，电路板3收容于第三内腔131，。第一内腔111的容积略大于第一检测单元21的体积，第二内腔121的容积略大于第二检测单元22的体积，第三内腔131的容积略大于电路板3的体积。

继续参见图10，外壳1还具有通气孔14，通气孔14设于第一壳体部11。在外壳1注塑过程中，预留一定区域不进行注塑，注塑完成后，该区域形成通气孔14。参见图5，第一检测单元21包括第一检测壳体211，第一检测壳体211的外表面至少部分与第一壳体部11的内表面接触；第二检测单元22包括第二检测壳体221，第二检测壳体221的外表面至少部分与第二壳体部12的内表面接触，即第一壳体部11的形状与第一检测壳体211的形状相适配，第二壳体部12的形状与第二检测壳体221的形状相适配，有利于减小气体检测装置的体积。

参见图10，第一壳体部11包括第五壁部112和自第五壁部112垂直延伸的第一周壁113，第二壳体部12包括第六壁部122和自第六壁部122垂直延伸的第二周壁123；第五壁部112和第六壁部122连接，第一周壁113与第二周壁123连接。参见图5和图6，第一检测壳体211包括第一壁部201和第二壁部202，第一壁部201和第二壁部202位于第一检测壳体211宽度方向W-W的两侧；第一检测壳体211还包括第三壁部203和第四壁部204，第三壁部203和第四壁部204位于第一检测壳体211高度方向H-H的两侧，第三壁部203位于第四壁部204的上方。第二检测壳体221包括第七壁部205和自第七壁部205垂直延伸的第三周壁206，第三周壁206与第一壁部201连接，或者，第三周壁206与第二壁部202连接。通气孔14位于外壳1的第五壁部112，第一检测单元21具有配合孔2111，配合孔2111贯穿第一检测壳体211设置，配合孔2111设于第一检测壳体211的第三壁部203，配合孔2111与通气孔14连通，并且配合孔211通过通气孔14与气体检测装置的外界气体连通。配合孔2111的数量为多个，多个配合孔2111等间隔排成一排。多个配合孔2111均与通气孔14连通。气体从通气孔14直接进入配合孔2111，更快进入第一气室100，提高气体检测装置对气体的时间响应，可实现气体的快速检测，能够快速报警。第三壁部203的外表面与第五壁部112的内表面之间不具有气体流动空间，检测气体从通气孔14直接进入配合孔2111，有利于检测气体快速进入第一检测壳体211内，提高第一检测单元21对检测气体的时间响应，可实现气体的快速检测，能够快速报警。本发明图示的实施方式中，第三壁部203的外表面与第五壁部112的内表面之间设置透气的膜体，膜体的两个表面分别与第三壁部203的外表面和第五壁部112的内表面接触，检测气体不会进入外壳1的内腔100，同时，膜体还可以起到防水作用。当然其他实施方式中，第三壁部203的外表面至少部分与第五壁部112的内表面直接接触，检测气体通过通气孔14直接进入第一检测壳体211内，不会进入外壳1的内腔100，避免气体浓度稀释。

本发明图示的实施方式中，第一壁部201的外表面至少部分和第二壁部202的外表面至少部分均与第一周壁113的内表面接触；第七壁部205的外表面至少部分与第六壁部122的内表面接触；第三周壁206的外表面至少部分与第二周壁123的内表面接触，有利于减小气体检测装置的体积。当然，在其他实施方式中，第一壁部201的外表面和第二壁部202的外表面也可以与第一周壁113的内表面之间存在间距；第七壁部205的外表面与第六壁部122的内表面之间存在间距；第三周壁206的外表面与第二周壁123的内表面之间存在间距。

第一检测壳体211可以为细长型的直筒式壳体，第一检测壳体211的横截面可以为矩形，圆形或者其他形状。在本发明实施方式中，以横截面的外轮廓为矩形的第一检测壳体211进行示意。在其他实施方式中，第一检测壳体211内也可以构建非对射式的反射形态的气室，即光源发出的光线可以经过若干处反射后到达检测探头部分。在本发明的下述实施方式中，主要以第一检测壳体211内构建直筒式的气室为例进行展开说明。第二检测壳体221的横截面可以为矩形、圆形或者其他形状。在本发明实施方式中，以横截面的外轮廓为矩形的第一检测壳体211进行示意。

第一检测壳体211和第二检测壳体221为一体结构，第二检测壳体221位于第一检测壳体211宽度方向W-W的一侧。具体的，第一检测壳体211和第二检测壳体221可以采用一体注塑成型，即通过融化塑料，向模具注入融化后的塑料并进行冷却成型，方便制作，成本低。

参见图9，第一检测单元21还包括气体检测组件212、213，气体检测组件212、213包括光源模块212以及检测探头213。光源模块212设置于第一检测壳体211长度方向的一端，用以发射光线，检测探头213设置在第一检测壳体211长度方向的另一端，用以接收光线。光源模块212可以选择为红外光源，对应的，检测探头213为红外检测探头。光源模块212和检测探头213几乎上同轴设置，第一检测壳体211为直筒型，光源模块212发射的红外光几乎沿着直线方向入射至检测探头213。光源模块212和检测探头213分别与电路板3电性连接。

参见图3和图4，第二检测单元22还包括压力检测组件222，用于感测压力。压力检测组件222收容于第二气室200，并固定在电路板3的第二表面31。具体的，压力检测组件222与电路板3通过锡焊固定连接。使用时，检测气体通过通孔101从第一气室100进入第二气室200，并与压力检测组件222的感压面直接接触进行测压。由于气体浓度受压力影响，通过第二检测单元22进行压力补偿，辅助第一检测单元21对气体浓度进行确定，提高检测精度。

参见图3，第一检测单元21具有第一气室100，气体检测组件212、213和第一检测壳体211均设置于第一气室100的外围，配合孔2111与第一气室100连通，并且所述配合孔211与所述检测模块的外界气体连通。第二检测单元22具有第二气室200，第二检测壳体221设置于第二气室200的外围，压力检测组件222位于第二气室200。第二气室200与第一气室100气体连通，并且第一气室100通过配合孔211与气体检测装置的外界气体连通。如此，第二气室与第一气室的压力趋于相同，提高了压力检测单元对气体检测单元的压力补偿的准确性，进而提高了气体检测装置的检测精度。

检测模块2还包括隔板10，隔板10与第一检测壳体211和第二检测壳体221中的至少一者连接，隔板10位于第一检测壳体211与第二检测壳体221之间，隔板10设有通孔101，通孔101连通第一气室100和第二气室200，配合孔2111的延伸方向与通孔101的延伸方向不共向。使用时，检测气体先进入第一气室100，再通过设置的通孔101进入第二气室200，第二气室200不直接设置与气体检测装置的外界连通的孔，有利于提高防水和防尘性能。

参见图7、图8和图15，隔板10包括第一表面102，第一表面102暴露于第二气室200，隔板10具有凹槽103，凹槽103自第一表面102向隔板10内凹设，通孔101与凹槽103连通。隔板10具有弧形面104，弧形面104为凹槽103的外围面。弧形面104沿气体检测装置的高度方向H-H从隔板10的一端延伸到另一端。通过设置凹槽103，有利于提高第二检测单元22的防水和防尘性能。

本申请图示的实施方式中，隔板10具有多个凹槽103，隔板10具有多个通孔101，通孔101的数量与凹槽103的数量相等。参见图15，相邻两个凹槽103之间的隔板10形成加强部105，任意一个通孔101位于相邻两个加强部105之间。

第二检测壳体221与第一检测壳体211的第一壁部201连接，隔板10为第一壁部201的一部分；或者，第二检测壳体221与第一检测壳体211的第二壁部202连接，隔板10为第二壁部202的一部分。也就是说，隔板10也与第一检测壳体211、第二检测壳体221为一体结构。

参见图2和图3，气体检测装置还包括防水透气膜4，防水透气膜4覆盖多个配合孔2111。在本发明的实施方式中，防水透气膜4覆盖全部配合孔2111，降低了气体检测装置外部的水分和灰尘等杂质进入第一气室100的可能性，从而气体检测装置具有较好的防水防尘性能。防水透气膜3的至少部分夹持于第一壳体部11和第一检测单元21之间，防水透气膜3的至少部分位于通气孔14和所述配合孔211之间。当然，在其他实施方式中，防水透气膜4也可以覆盖通气孔14。例如，防水透气膜4通过粘贴方式固定在外壳1的的外表面。防水透气膜4可以包括通过特定工艺所加工出的附着于聚酯纤维布料的防水透气多孔材料，其孔径在纳米级别，从而能够起到防水、防尘且透气的作用。

参见图12，气体检测装置还包括底座40，底座40可以是具有一定强度和硬度的塑料件，其材料成本低，且可以通过注塑成型等低成本的制造方式制造。底座40包括支撑部41，支撑部41均可以为封闭的环状结构。支撑部41具有通槽401，外壳1的至少部分安装于通槽401内。具体的，外壳1的至少部分可以被夹持固定在支撑部41的通槽401内，也可以通过胶粘贴合的设置在支撑部41的通槽401内。

继续参见图12，支撑部41包括环形的底壁411和自底壁411垂直延伸的第四周壁412，底壁411和第四周壁412设置于通槽401的外围。本发明图示的实施方式中，支撑部41包括自第四周壁412向通槽401凸伸的夹持凸台413，这样，夹持凸台413可以夹持外壳1。具体的，外壳1的第二壳体部12滑过夹持凸台413安装于通槽401内，夹持凸台413起到限定作用。夹持凸台413整体呈下端厚度大，上端厚度小的三角凸台，从而方便外壳1的第二壳体部12沿着夹持凸台413的斜面向下滑动，并最终夹持安装于通槽401内。底壁411对外壳1的第二壳体部12进行轴向限位，第四周壁412对外壳1的第二壳体部12进行径向限位。

如图12所示，底座40还包括凸耳414，凸耳414自支撑部41向外凸伸。凸耳414上设有安装孔4141，用于与其他部件组装。本发明图示的实施方式中，凸耳414包括第一凸耳415和第二凸耳416，第一凸耳415和第二凸耳416位于支撑部41相邻的两个边。当然，在其他实施方式中，第一凸耳415和第二凸耳416也可以设置在支撑部41相对的两个边。

为了提高气体检测装置的检测精度，直筒型的第一检测壳体211需要保证一定的长度，为了在受限空间内实现第一检测壳体211的长度增长，参见图13，在本发明中，在电路板3的第二表面31上定义第一直线X1和第二直线X2。第一检测壳体211在电路板3的第二表面31上具有第一投影S1，第一直线X1沿着第一投影S1的长度方向延伸。第二直线X2沿着电路板3宽度方向延伸，第一直线X1相对于第二直线X2以锐角的夹角β倾斜设置。这样有利于扩大第一检测单元21的安装空间，相应的，也有利于延长光源模块213和检测探头214之间的距离，这样，通过较长的光程，气体对红外光的吸收可以更充分，有利于提高气体检测装置的检测精度。

参见图9，第一检测单元21还包括第一转接板214和第二转接板215。第一转接板214和第二转接板215均具有插接部2141，电路板3贯穿设置有与两个插接部2141分别对应的插接孔(未进行图示)。插接部2141至少部分位于插接孔。光源模块212的引脚与第一转接板214焊接连接，检测探头213的引脚与第二转接板215焊接连接。第一转接板214和第二转接板215均与电路板3焊接。

参见图14，第一壳体部11沿气体检测装置的高度方向H-H在第三壳体13上具有第二投影S2，在第三壳体13的外表面上定义第三直线X3和第四直线X4。第三直线X3沿着第二投影S2的长度方向延伸。第四直线X4沿着第二壳体部12宽度方向W-W延伸，第三直线X3相对于第四直线X4以锐角的夹角α倾斜设置，其中角度α和角度β相等。

以上实施方式仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种气体检测装置，其特征在于，包括第一检测单元和第二检测单元，

所述第一检测单元包括气体检测组件和第一检测壳体，所述第一检测单元具有第一气室，所述气体检测组件和所述第一检测壳体均设置于所述第一气室的外围，所述第一检测壳体具有配合孔，所述配合孔与所述第一气室连通，并且所述配合孔与所述气体检测装置的外界气体连通；

所述第二检测单元包括压力检测组件和第二检测壳体，所述第二检测单元具有第二气室，所述第二检测壳体设置于所述第二气室的外围，所述压力检测组件位于所述第二气室；

所述第二气室与所述第一气室气体连通，并且所述第一气室通过所述配合孔与所述气体检测装置的外界气体连通。

2.根据权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述气体检测装置包括隔板，所述隔板与所述第一检测壳体和所述第二检测壳体中的至少一者连接，所述隔板位于所述第一气室和所述第二气室之间，所述隔板设有通孔，所述通孔连通所述第一气室和所述第二气室。

3.根据权利要求2所述的气体检测装置，其特征在于，所述隔板包括第一表面，所述第一表面暴露于所述第二气室，所述隔板具有凹槽，所述凹槽自所述第一表面向所述隔板内凹设，所述通孔与所述凹槽连通。

4.根据权利要求3所述的气体检测装置，其特征在于，所述隔板具有弧形面，所述弧形面为所述凹槽的外围面。

5.根据权利要求2所述的气体检测装置，其特征在于，所述配合孔的延伸方向与所述通孔的延伸方向不共向。

6.根据权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述第一检测壳体和所述第二检测壳体为一体结构，所述第二检测壳体位于所述第一检测壳体的宽度方向的一侧。

7.根据权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述气体检测装置包括外壳，所述外壳具有内腔，所述第一检测单元和所述第二检测单元均收容于所述内腔；

所述外壳具有通气孔，所述通气孔与所述配合孔连通，并且所述配合孔通过所述通气孔与所述气体检测装置的外界气体连通；

所述外壳为一体件，所述外壳的至少部分与所述第一检测单元和所述第二检测单元中的至少一者贴合。

8.根据权利要求7所述的气体检测装置，其特征在于，外壳包括第一壳体部和第二壳体部，所述内腔包括第一内腔和第二内腔，所述第一壳体部位于所述第一内腔的外围，所述第二壳体部位于所述第二内腔的外围，所述配合孔设置于所述第一壳体部；

所述第一检测单元收容于所述第一内腔，所述第一壳体部的至少部分与所述第一检测单元贴合，并且所述通气孔与所述配合孔对位；

所述第二检测单元收容于所述第二内腔，所述第二壳体部的至少部分与所述第二检测单元贴合。

9.根据权利要求7所述的气体检测装置，其特征在于，所述气体检测装置包括防水透气膜，所述防水透气膜覆盖所述配合孔，所述防水透气膜的至少部分夹持于所述第一壳体部和所述第一检测单元之间，所述防水透气膜的至少部分位于所述通气孔和所述配合孔之间。

10.根据权利要求7所述的气体检测装置，其特征在于，所述气体检测装置包括电路板，所述第一检测单元和所述第二检测单元均与所述电路板电性连接，

所述电路板收容于所述内腔，所述外壳的至少部分与所述电路板贴合。