CN201653956U - 一种家用usb即插即用型气体检测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种家用USB即插即用型气体检测器，包括：气体探头，感应空气中的成分而形成模拟信号，并将模拟信号传递给模数转换模块；模数转换模块，接收模拟信号而将该模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传递给格式转换模块；格式转换模块，接收数字信号，并将该数字信号转换为USB格式信号，该格式转换模块还具有将USB格式信号传递给计算机的USB接口。本实用新型可直接借用家庭中的电脑，从而使实时方便地显示空气中待测气体的浓度，进而提示使用者室内空气的安全性，从而进行开窗等动作。
Description
技术领域
本实用新型涉及对空气中成分进行检测的气体检测器，更具体的说涉及一种家用USB即插即用型气体检测器。
背景技术
随着人们对高品质生活的追求，环境质量尤其是作为主要生活环境的室内中的空气质量越来越被人们重视，室内需要被监测的气体主要包括甲醛CH2O、二氧化碳CO2、氧气O2以及一氧化碳CO等。
目前市场上的气体检测装置主要有两种类型，分别为工业型和直接显示型。工业型是指气体检测模块，其是不能直接使用的带有气体检测探头和工业标准输出的零配件，由于这种工业用的变送器仅仅输出可被识别的数字信号、电压信号或电流信号，并不能直接被广大的非专业的大众消费者使用，因此此类产品不具有家用的功能。直接显示型是指已经将气体检测模块整合到具备数字显示功能的电路当中，使得气体测定值直接显示，即使是非专业人员也能够使用，但是其显示的数据一般诸如CO2的浓度为400ppm，这时为了满足家用的功能，一般还需额外配备专门的说明书，而且居民每次都需翻阅说明书或者记忆说明书中的数据，才能明确空气中质量的好坏，这样将完全与现代轻松的生活理念相驰，严重加大了大众消费者的精神负担，同时为了保证其读数的准确性，其还必须进行一段时间的连续监测获得足够的数据才能做出准确地判断，这也给大众消费者带来不便。
有鉴于此，基于现代科技的进步而带来电脑价格的下调，尤其是本案所面临的群体一般都具有电脑的特点，本发明人本着方便用户的思想深入研究，终有本案产生。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能实现家用自行检测的家用USB即插即用型气体检测器，从而解决现有技术中的气体检测器对大众消费者而言不具有方便性的问题。
为了达成本实用新型的目的，本实用新型的解决方案是：
一种家用USB即插即用型气体检测器，包括：
气体探头，感应空气中的成分而形成模拟信号，并将模拟信号传递给模数转换模块；
模数转换模块，接收模拟信号而将该模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传递给格式转换模块；
格式转换模块，接收数字信号，并将该数字信号转换为USB格式信号，该格式转换模块还具有将USB格式信号传递给计算机的USB接口。
进一步，该气体探头为TTL输出型，该格式转换模块先将TTL转换为RS232之后，再将RS232转换为USB格式。
进一步，该气体探头为电流输出型，该气体检测器还包括集成有模数转换模块与格式转换模块的数据采集模块，该数据采集模块还内置有对气体探头输出电流进行放大的放大单元。
进一步，该气体探头为电压输出型，该气体检测器还包括集成有模数转换模块的数据采集模块，该数据采集模块还内置有对气体探头输出电压进行放大的放大单元。
进一步，该气体探头的额定电压与USB的电压一致。
进一步，该气体探头选自甲醛CH2O探头、CO探头、O2探头和CO2探头中的一种或者多种。
进一步，该气体探头采用TGS系列半导体气体探头。
进一步，该气体探头采用TGS2602。
进一步，该气体探头还连接有电源适配器。
进一步，该气体检测器还包括设置在格式转换模块与USB接口之间的USB连接线。
采用上述结构后，空气中的气体，如甲醛CH2O、CO2、O2和CO等通过扩散进入到气体探头中，其浓度被气体探头监测并通过模数转换模块转化为相应的数字信号，并通过格式转换模块转换为USB格式后，通过通用的USB连接线及插口传输给计算机，并供计算机中的软件来处理并得到可直接查看的信息。
本实用新型具有如下优点：
一、空气质量的信息完全反应在计算机屏幕上，故人们很轻易地就能了解到自己家的空气质量，比如能确定室内甲醛浓度如何以及是否要开窗通气，从而使得空气健康。
二、本实用新型可以通过将调整气体探头的位置从而确定该污染来源，从而能从根本上进行处理，进而达到彻底消除污染。
三、本实用新型的气体检测器直接与计算机相连，其直接利用计算机的显示装置和电源，从而不需额外配备显示装置和外置电源，且其均利用原有成本，从而大大降低了气体检测器本身的成本。
四、本实用新型由于不采用气泵及气路系统，不需要电源，显示装置等零件，同时该模数装换模块和格式转换模块均可以整合为一体，从而使得体积和重量都达到微型化，进而实现便携式服务。
五、该计算机软件还可以设置有报警单元，当室内有害气体的浓度高于预设值时，启动报警单元，从而使得室内人员能迅速采取开窗等调节措施。
六、本实用新型进一步优选半导体探头作为气体探测元件，其低功耗适合设计为手机充电式液晶显示的脱机(计算机)便携实用方式，其广谱气体检测特征特别适合非专业人员即大众的多用途使用。
附图说明
图1为本实用新型较佳实施例的结构框图；
图2为本实用新型较佳实施例的立体结构示意图；
图3为本实用新型较佳实施例中TTL输出型气体探头的结构示意图；
图4为本实用新型较佳实施例中电流输出型气体探头的结构示意图；
图5为本实用新型较佳实施例中电压输出型气体探头的结构示意图；
图6为本实用新型较佳实施例中TTL输出型气体探头格式转换模块整合后的结构示意图；
图7为本实用新型较佳实施例中电压输出型气体探头格式装换模块整合后的结构示意图；
图8为本实用新型较佳实施例将多个气体探头整合入同一个气体检测器的结构示意图；
图9为本实用新型较佳实施例具体实施的效果图。
图中：
气体检测器 100 计算机 200
气体探头 1 CO2探头 11
甲醛CH2O探头 12 CO探头 13
O2探头 14 开口 15
模数转换模块 2
格式转换模块 3 USB接口 31
USB连接线 32 一次格式转换 33
二次格式转换 34 数据采集模块 4
组合格式转换 5 主体 6
具体实施方式
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。
如图1及图2所示，一种家用USB即插即用型气体检测器100，其包括气体探头1、模数转换模块2以及格式转换模块3，该气体探头1具有一开口15，该开口15可供空气进入并供检测，该气体探头1感应空气中的成分而形成模拟信号，并将模拟信号传递给模数转换模块2；该模数转换模块2接收模拟信号而将该模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传递给格式转换模块3；该格式转换模块3接收数字信号，并将数字信号转换为USB格式信号，该格式转换模块还具有USB接口31，该USB接口31将格式信号传递给计算机200。
这样，空气中的气体，如甲醛CH2O、CO2、O2和CO等就可以通过开口而扩散进入到气体探头1中，其浓度被气体探头1监测并通过模数转换模块2转化为相应的数字信号，并通过格式转换模块3转换为USB格式后，通过通用的USB连接线32及插口传输给计算机200，并供计算机200中的软件来处理并得到可直接查看的信息，该计算机200软件为本领域处理上述信号的常用的软件处理方法，故不做详细描述。由于空气质量的信息完全反应在计算机200屏幕上，故人们很轻易地就能了解到自己家的空气质量，比如能确定室内甲醛浓度如何以及是否要开窗通气，从而使得空气保持健康度。进一步，还可以通过将调整气体探头1的位置从而确定该污染来源，从而能从根本上进行处理，进而达到彻底消除污染，比如说在查找CO及CH2O的具体释放位置时，可以通过对探头的移动来找出最高浓度处，进而找出具体的泄露点或污染点，更进一步，由于气体检测器100直接与计算机200相连，其直接利用计算机200的显示装置和电源，从而不需额外配备显示装置和外置电源，且上述显示装置与外置电源均利用原有成本，即电脑尤其是手提电脑的原有设备，从而大大降低了气体检测器100本身的成本，进而方便气体检测器100的销售及使用。当然，本实用新型在进行处理时，亦可以将软件直接存储在气体检测器中，而将得到的数据直接显示在微型液晶上。
该气体探头1可以采用TTL输出型，具体如图3所示，其中模数转换模块2在图中未示出，从图中可以看出，采用TTL输出的模式，在进行格式转换时，其需要RS232进行一次过渡，即一次格式转换33后还需二次格式转换34，该一次格式转换33为将TTL转换为RS232之后，二次格式转换34为将RS232转换为USB格式。
该气体探头1可以采用电流输出型，具体如图4所示，此时气体检测器100还包括数据采集模块4，该数据采集模块4为一种功能统称，其内部包含有模数转换模块2与格式转换模块3的功能，该数据采集模块4通过485进行转换，由于该电流输出为小电流，故优选设置有放大单元(图中未示出)，该放大单元对气体探头1输出电流进行放大。
同样的，该气体探头1可以采用电压输出型，具体如图5所示，此时气体检测器100也还包括数据采集模块4，该数据采集模块4亦为一种功能统称，其内部包含有模数转换模块2的功能，该数据采集模块4通过485进行转换，由于该电压输出为小电压，故优选设置有放大单元(图中未示出)，该放大单元对气体探头1输出电压进行放大。
具体的，为了降低整体气体检测器100的体积，该气体探头1的额定电压与USB的电压一致，这样就无需为气体探头1配备自带电源或者为之专门设置电源适配器，从而达到体积减少的效果。
优选的，该气体探头1选自Figaro公司的TGS系列半导体气体探头，尤其是采用TGS2602，其能对包括甲醛在内的多种气体敏感，而且该探头所需的电压刚好为USB端子的5V，而且其功耗小于300mW，即能实现不需额外为气体探头1设置电源的问题，所以能减少体积。同时由于该探头只有＜10mm大小，所以加上芯片本身也就扩到到10*20mm左右，使得体积和重量都达到了微型化，进一步方便家用。
为了进一步降低本案气体检测器100的体积，如图6所示，该格式转换模块3均集成入组合格式转换5中，从而进一步降低气体检测器100的体积。从而使得体积和重量进一步微型化，进而实现便携式服务。
为了进一步降低本案气体检测器100的体积，如图7所示，该格式转换模块3均集成入数据采集模块4中，从而进一步降低气体检测器100的体积。从而使得体积和重量进一步微型化，进而实现便携式服务。
该气体探头1可以选自甲醛CH2O探头12、CO探头13、O2探头14和CO2探头11中的一种或者多种，当然为了实现一对多的使用，如图8所示，还包括连接上述探头的主体6，该主体6具有与上述探头一一对应的接口，而在需要使用哪些探头时，就将相应的探头插入即可。
该计算机200软件还可以设置有报警单元，当室内有害气体的浓度高于预设值时，启动报警单元，从而提示室内人员调节措施，比如说开窗等，具体实施时，可以对于不同的浓度超标设置为不同的声音或者音乐，从而达到区别对待的效果，具体声音的设置均为软件的设置，其均为本领域技术人员常用的手段，在此就不做详细描述。
为了方便气体检测器100的移动，该气体检测器100还设置有USB连接线32，该USB连接线32设置在格式转换模块3与USB接口31之间，当然为了实现紧凑结构设计，可以取消该USB连接线32。
如图9所示，其为在一个12平米的封闭房间处于封闭状态后，两人活动期间CO2和O2的实测结果。这种情况类似于封闭的汽车内或者普通的空调房间的空气。从图9中可以看出，当9:15分关闭门窗后，氧气浓度开始下降，10分钟后二氧化碳的浓度也被检测到上升。30分钟后，由于人在封闭空间内感觉不适，打开门窗，氧气浓度和二氧化碳浓度在5分钟内迅速恢复。考虑到各种气体的变化速率及危险浓度范围，软件在将气体浓度显示在计算机屏幕的同时，将数据保存，当进入危险区域或通过计算预计将进入危险区域时将采用文字提醒或声音报警，或者触发报警开关。在软件运行的同时根据气体检测的情况文字说明与该浓度范围相关的知识。使得使用者在使用过程中同时获得知识和信息，以全面了解生活环境的空气质量状况通过软件及时得到专家的建议。
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (10)
1.一种家用USB即插即用型气体检测器，其特征在于，包括：
气体探头，感应空气中的成分而形成模拟信号，并将模拟信号传递给模数转换模块；
模数转换模块，接收模拟信号而将该模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传递给格式转换模块；
格式转换模块，接收数字信号，并将该数字信号转换为USB格式信号，该格式转换模块还具有将USB格式信号传递给计算机的USB接口。
2.如权利要求1所述的一种家用USB即插即用型气体检测器，其特征在于，该气体探头为TTL输出型，该格式转换模块先将TTL转换为RS232之后，再将RS232转换为USB格式。
3.如权利要求1所述的一种家用USB即插即用型气体检测器，其特征在于，该气体探头为电流输出型，该气体检测器还包括集成有模数转换模块与格式转换模块的数据采集模块，该数据采集模块还内置有对气体探头输出电流进行放大的放大单元。
4.如权利要求1所述的一种家用USB即插即用型气体检测器，其特征在于，该气体探头为电压输出型，该气体检测器还包括集成有模数转换模块的数据采集模块，该数据采集模块还内置有对气体探头输出电压进行放大的放大单元。
5.如权利要求1所述的一种家用USB即插即用型气体检测器，其特征在于，该气体探头的额定电压与USB的电压一致。
6.如权利要求1所述的一种家用USB即插即用型气体检测器，其特征在于，该气体探头选自甲醛CH2O探头、CO探头、O2探头和CO2探头中的一种或者多种。
7.如权利要求1所述的一种家用USB即插即用型气体检测器，其特征在于，该气体探头采用TGS系列半导体气体探头。
8.如权利要求1所述的一种家用USB即插即用型气体检测器，其特征在于，该气体探头采用TGS2602。
9.如权利要求1所述的一种家用USB即插即用型气体检测器，其特征在于，该气体探头还连接有电源适配器。
10.如权利要求1所述的一种家用USB即插即用型气体检测器，其特征在于，该气体检测器还包括设置在格式转换模块与USB接口之间的USB连接线。
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