CN207281005U - 一种气味重现装置 - Google Patents

Abstract

一种气味重现装置，包括气体释放装置和气体检测装置，气体释放装置包括气味小分子、石英振子式气体传感器、加热器、吹风器和信号处理器，气体检测装置包括若干不同的气体检测传感器、数据信息采集模块、数字化分析模块和传感器支撑平台。本实用新型不但可以精确控制气味分子以及精确控制气味的释放与关闭，而且还可以防止不同的气味间的混淆，从而实现目标气氛中复杂气味的重现。

Description

一种气味重现装置

技术领域：

本实用新型涉及气味重现领域，具体讲是一种气味重现装置。

背景技术：

随着时代的飞速发展，科技的日新月异，当代的人们已经不仅满足于视觉和听觉的享受，嗅觉、味觉等一系列感官再现技术受到了越来越多的关注。其中，立足于嗅觉系统的气味重现更是直接处于研究的热点位置。然而由于目前数字化气味的探索远远落后于图像与声音的数字化研究，这一理想暂时还无法广泛的付诸于实践。

其实并不是人们不想实现数字气味技术，但怎奈何其中的技术难度实在是太大。图像的本质其实是光，我们通过调节三原色中不同成分的比例即可模拟出缤纷多彩的世界，声音的本质是震动，我们通过调节物体的震动频率即可模拟出相应的声音。据美国《科学》周刊刊发的一篇研究报告显示，人类可辨别至少10000亿种气味，比先前预计数字高一亿倍。然而，我们至今未能在气味领域找到像三原色那样的物质用以模拟其他气味。

但是，人们并没有因为未突破该技术难关，而放弃气味的远程传输和再现。各国的学者们通过努力挖掘气味底层的共性物质，力图实现气味的再现。日本所生产的FragranceJet II的气味再现仪器可以控制在一定的区域内释放某种气味分子，且通过调整粒子浓度来实现对气味强度和持续时间的控制。国内的杭州码客信息技术有限公司的数字气味技术也实现了对气味的编码和解码，可以实现气味的传输和释放，这可以使被还原的物质气味突破时间与空间阻隔，按照设定方式进行即时传输。

目前，气味重现依然存在着许多的技术壁垒，阻碍着气味重现的技术推进。存在的主要技术难点为：

(1)如何精确控制气味分子；

(2)如何精确控制不同气味的释放与关闭；

(3)空气分子运动无规律，而且吸附性非常强，如何防止不同的气味间的混淆问题；

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种气味重现装置，该装置不但可以精确控制气味分子以及精确控制气味的释放与关闭，而且还可以防止不同的气味间的混淆，从而实现目标气氛中复杂气味的重现。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的气味重现装置，该装置包括：

气体释放装置，所述气体释放装置根据气体检测装置的实时信息反馈，将内部的气味小分子按照一定的比例释放出来；

气体检测装置，所述气体检测装置用于检测各种释放在周围环境的气体分子，实时检测它们的浓度并及时反馈给气体释放装置，用于调节气味小分子的释放速率。

优选地，本实用新型所述的一种气味重现装置，其中，所述气体释放装置包括：

气味小分子存储器，所述气味小分子存储器用于存储各种不同气味的小分子，在给予其一定的外界刺激时，会将内部的气味小分子按照一定的比例释放出来；

石英振子式气体传感器，所述石英振子式气体传感器用于检测气味小分子存储器释放气体的速率；

加热器，所述加热器用于升高气味小分子存储器周围的温度，增加气味小分子活性，提高气味小分子释放速率；

吹风器，所述吹风器用于增加气味小分子存储器出气口表面空气流速，增加气味小分子释放速率；

信号处理器，所述信号处理器用于将石英振子式气体传感器传来的频率变化信号传递给加热器和吹风器。

优选地，本实用新型所述的一种气味重现装置，其中，述石英振子式气体传感器的主体部分是石英振子微秤，所述石英振子微秤是由石英振动盘和制作在盘两边的电极构成。

优选地，本实用新型所述的一种气味重现装置，其中，所述气体检测装置包括：

若干不同的气体检测传感器，所述气体检测传感器用于对复杂环境中的目标气体进行针对性检测；

数据信息采集模块，所述数据信息采集模块用于采集各种气体的浓度；

数字化分析模块，所示数字化分析模块用于对复杂气氛环境下气体检测传感器所检测到的各种气体成分和该气体所占的比例进行记录和综合分析；

传感器支撑平台，所示传感器支撑平台用于对各种气体检测传感器进行适当的阵列组合。

优选地，本实用新型所述的一种气味重现装置，其中，所述气体检测传感器为德国AIRSENSE公司所生产的PEN3型便携式电子鼻，且PEN3型便携式电子鼻内部中的原气体传感器拆去后由日本Figaro公司的TGS系列气体传感器替代。

采用以上结构后，本实用新型的优点是：不但可以精确控制气味分子以及精确控制气味的释放与关闭，而且还可以防止不同的气味间的混淆，从而实现目标气氛中复杂气味的重现。

附图说明：

图1为本实用新型一种气味重现装置的的结构简图；

图2为气味释放流程图；

图3为本实用新型中气体释放装置的结构示意图；

图4为本实用新型中气体传感器的概念设计图；

图5为本实用新型中气体检测装置的运行示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型一种气味重现传感器作进一步说明：

如图1所示，本实用新型一种气味重现传感器包括气体释放装置100和气体检测装置200。

如图3所示，所述气体释放装置100根据气体检测装置200的实时信息反馈，将内部的气味小分子按照一定的比例释放出来。气体释放装置100包括气味小分子存储器110、石英振子式气体传感器120、加热器130、吹风器140、信号处理器150以及气体释放管道160。在本实施例中，加热器130可以是电阻丝加热器，吹风器140可以是风扇。在气味小分子的释放过程中，气体小分子储存器110质量降低，石英振子式气体传感器120将气体小分子储存器110质量的减少通过自身振动频率升高定量的表现出来，将频率变化信号通过信号处理器150传递给气体释放管道160里面的风扇140和电阻丝加热器130，通过调节两者的运行功率，加大或降低气体的释放速率，以调节气氛中该种气体的含量比例，重现目标气氛。

所述的气味小分子存储器110将目标小分子吸收或者储存在内部，在给予其一定的外界刺激时，会将内部的气味小分子按照一定的比例释放出来，且在外界温度和空气流速改变的情况下，气味小分子的释放速率会发生改变。

所述的加热器130和吹风器140置于气味小分子存储器110出气口附近，通过调节加热器130加热功率来控制温度，通过升高气味小分子存储器周围的温度来增加气味小分子活性，提高气味小分子释放速率；通过控制吹风器140运行功率来控制空气流速，通过增加气味小分子存储器出气口表面空气流速来增加气味小分子释放速率。

所述的石英振子式气体传感器120用于检测气味小分子存储器110释放气体的速率。石英振子式气体传感器120的主体部分是石英振子微秤(QCM)，石英振子微秤(QCM)由直径为数微米的石英振动盘和制作在盘两边的电极构成。当振荡信号加在器件上时，器件会在它的特征频率(1-30MHz)发生共振。振动盘上淀积了有机聚合物，聚合物吸附气体后，使器件质量增加，从而引起石英振子的共振频率降低，通过测定共振频率的变化来识别气体。以上这是QCM 检测气体成分的原理，本实用新型将该装置反向使用。将振动盘上面的有机聚合物替换成储存了不同的气体分子的存储装置，即气味小分子存储器110。当存储装置在外界的信号刺激之下，释放气体之后，会引起器件质量降低，从而使得石英振子的共振频率升高，通过检测振子频率的变化来控制外界释放气体的速率，将不同气体按照不同的释放速率进行混合，以达到目标气氛中的气味重现。

如图5所示，所述气体检测装置200用于检测各种释放在周围环境的气体分子，实时检测它们的浓度并及时反馈给气体释放装置，用于调节气味小分子的释放速率。气体检测装置 200包括若干不同的气体检测传感器210、数据信息采集模块220、数字化分析模块230以及传感器支撑平台240。所述气体检测传感器210用于对复杂环境中的目标气体进行针对性检测；所述数据信息采集模块220用于采集各种气体的浓度；所述数字化分析模块230用于对复杂气氛环境下气体检测传感器所检测到的各种气体成分和该气体所占的比例进行记录和综合分析；所述传感器支撑平台240用于对各种气体检测传感器进行适当的阵列组合。气味分子被气体检测装置200中的气体传感器阵列所吸附，产生信号，生成的信号经模数转换处理加工和传输，然后通过数据信息采集模块220和数字化分析模块230作出分析判断。气体传感器阵列在功能上相当于彼此重叠的人的嗅觉感受细胞，产生嗅感信号，数据信息采集模块 220和数字化分析模块230在功能上相当于人的大脑，具有分析、判断和智能解释的功能。

如图4所示，在本具体实施例中，所述的气体检测传感器210的主体部分使用德国AIRSENSE公司所生产的PEN3型便携式电子鼻，由于PEN3型便携式电子鼻的监测目标过于单一，本实用新型尝试将PEN3内部的气体传感器拆去，替换上日本Figaro公司TGS系列气体传感器。针对不同的气氛环境替换上不同检测类型的气体传感器，以增大该气体传感器适用范围。本实用新型依然沿用PEN3传感器的数据传输和算法，对于该传感器的外形尺寸，本实用新型会根据实际传感器添加数量自主设计。

如图2所示，在气味释放的过程中，为了维持目标环境里的气氛，在需要气味重现的目标环境架设几台气体检测装置200，将实时检测到的气味信息反馈给气体释放装置100以维持目标环境里的气味浓度。

本实用新型通过气体检测装置200反馈控制气体释放装置100，从而精细实现气味重现。详细地说，是气体检测装置200将前期采集到的气味数字信号，经过换算导入气体释放装置 100，在释放部分将气味小分子存储器110内部的气味小分子按照一定的释放速度均匀释放出来，混合成我们所需要的目标气氛。随着气体小分子的释放，气味小分子存储装置110重量变轻，此时放置在存储装置下方的石英振子式气体传感器120检测到压力降低，使得石英振子式气体传感器120的共振频率升高，通过检测共振频率的变化来判断气体小分子的释放速率。此过程中，我们通过石英振子式气体传感器实时检测气体的释放速度，以调节加热温度和空气流速。与此同时，在气体重现的空间中放置一定数量的气体检测传感器210，实时检测所释放气体的浓度，将检测到的信息及时反馈给气体释放装置100。通过不断地反馈调节环境中的气体浓度，以实时保持环境中的气氛。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种气味重现装置，其特征在于：该装置包括：

气体释放装置，所述气体释放装置根据气体检测装置的实时信息反馈，将内部的气味小分子按照一定的比例释放出来；

气体检测装置，所述气体检测装置用于检测各种释放在周围环境的气体分子，实时检测它们的浓度并及时反馈给气体释放装置，用于调节气味小分子的释放速率。

2.根据权利要求1所述的一种气味重现装置，其特征在于：所述气体释放装置包括：

气味小分子存储器，所述气味小分子存储器用于存储各种不同气味的小分子，在给予其一定的外界刺激时，会将内部的气味小分子按照一定的比例释放出来；

石英振子式气体传感器，所述石英振子式气体传感器用于检测气味小分子存储器释放气体的速率；

加热器，所述加热器用于升高气味小分子存储器周围的温度，增加气味小分子活性，提高气味小分子释放速率；

吹风器，所述吹风器用于增加气味小分子存储器出气口表面空气流速，增加气味小分子释放速率；

信号处理器，所述信号处理器用于将石英振子式气体传感器传来的频率变化信号传递给加热器和吹风器。

3.根据权利要求2所述的一种气味重现装置，其特征在于：所述石英振子式气体传感器的主体部分是石英振子微秤，所述石英振子微秤是由石英振动盘和制作在盘两边的电极构成。

4.根据权利要求1所述的一种气味重现装置，其特征在于：所述气体检测装置包括：

若干不同的气体检测传感器，所述气体检测传感器用于对复杂环境中的目标气体进行针对性检测；

数据信息采集模块，所述数据信息采集模块用于采集各种气体的浓度；

数字化分析模块，所述数字化分析模块用于对复杂气氛环境下气体检测传感器所检测到的各种气体成分和该气体所占的比例进行记录和综合分析；

传感器支撑平台，所述传感器支撑平台用于对各种气体检测传感器进行适当的阵列组合。

5.根据权利要求4所述的一种气味重现装置，其特征在于：所述气体检测传感器为德国AIRSENSE公司所生产的PEN3型便携式电子鼻，且PEN3型便携式电子鼻内部中的原气体传感器拆去后由日本Figaro公司的TGS系列气体传感器替代。