CN208125699U - 气体检测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气体检测装置及系统，涉及气体检测的技术领域，该装置包括：比较器，以及与比较器连接的信号检测器、继电器和报警器；信号检测器用于检测该装置所处环境中指定气体的浓度参数，输出与浓度参数对应的电信号，并将电信号发送至比较器；比较器用于接收电信号，当电信号高于基准信号时，向继电器发送第一触发信号，触发继电器切断受控元器件所在的供电回路；以及，向报警器发送第二触发信号，触发报警器进行报警提示。本实用新型提供的气体检测装置及系统，其检测过程通过比较器实现，方案简单且容易实现，同时，比较器也不易受环境因素的影响，提高了气体检测过程的稳定性和可靠性，也有助于提高用户的体验度。

Description

气体检测装置及系统

技术领域

本实用新型涉及气体检测的技术领域，尤其是涉及一种气体检测装置及系统。

背景技术

目前厨电行业发展迅速，燃气使用也非常普及，燃气热水器、燃气灶、与抽油烟机普及也非常广，燃气泄漏事故时有发生。为保障用户的人身和财产安全，出现了具有防燃气泄漏功能的各种装置。

通常，具有防燃气泄漏功能的各种装置都包含有气体防泄漏检测模块，现有技术中，气体防泄漏检测模块大多使用单片机作为检测核心器件，不仅成本高，且核心器件容易受环境因素的影响，导致气体检测的稳定性较差，降低了气体防泄漏检测的可靠性和用户的体验度。

针对上述气体检测的可靠性以及用户的体验度较低的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种气体检测装置及系统，以缓解现有气体检测的可靠性以及用户的体验度较低的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种气体检测装置，该装置包括：比较器，以及与比较器连接的信号检测器、继电器和报警器，其中，继电器与受控元器件连接；信号检测器包括气体传感器组件，用于检测该装置所处环境中指定气体的浓度参数，输出与浓度参数对应的电信号，并将电信号发送至比较器；比较器配置有基准单元，基准单元预先设置有基准信号；比较器用于接收电信号，当电信号高于基准信号时，向继电器发送第一触发信号，触发继电器切断受控元器件所在的供电回路；以及，向报警器发送第二触发信号，触发报警器进行报警提示。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述比较器为基于运放芯片的比较器；信号检测器和基准单元分别连接至运放芯片的同一组输入端口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述基准单元为分压电路组成的基准单元；其中，分压电路包括固定分压电路和/或可调分压电路；当分压电路包括可调分压电路时，基准单元还用于通过可调分压电路调节信号检测器的灵敏度。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述继电器通过第一开关电路与比较器连接；上述第一触发信号为触发第一开关电路导通的电信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述报警器通过第二开关电路与比较器连接；第二触发信号为触发第二开关电路导通的电信号。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述装置还包括与比较器连接的振荡器，振荡器的输出端与第二开关电路连接；振荡器为方波振荡器，用于当第二开关电路导通时向报警器发送振荡信号，以控制报警器的报警提示频率。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述装置还包括电源模块，上述比较器、信号检测器、继电器、报警器和振荡器均与电源模块连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述装置还设置有外壳，以及与外壳匹配的检测探头，检测探头延伸至外壳的外部；上述比较器、继电器和报警器设置在外壳的内部，信号检测器设置在检测探头内，其中，检测探头为镂空探头。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述装置还包括与比较器连接的检测接口；检测接口设置在外壳的内部，比较器通过检测接口与信号检测器连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种气体检测系统，该系统包括上述第一方面所述的气体检测装置，还包括受控元器件；气体检测装置用于检测所处环境中指定气体的浓度参数，当浓度参数对应的电信号超过预先设置的基准信号时，切断受控元器件所在的供电回路。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种气体检测装置及系统，通过信号检测器检测所处环境中指定气体的浓度参数，并输出该浓度参数对应的电信号，以使比较器接收到电信号时，对该电信号进行比较处理，当该电信号超过基准信号时，能够向继电器发送第一触发信号，切断受控元器件的供电回路，以及向报警器发送第二触发信号，触发报警器进行报警提示，其检测过程通过比较器实现，方案简单且容易实现，同时，比较器也不易受环境因素的影响，提高了气体检测过程的稳定性和可靠性，也有助于提高用户的体验度。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种气体检测装置的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种检测部分的电路原理示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种触发部分的电路原理示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种气体检测装置的电路原理示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种气体检测装置的外形结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种气体检测装置的外形结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种气体检测系统的结构框图。

图标：10-比较器；20-信号检测器；30-继电器；40-报警器；101-基准单元；201-气体传感器组件；501-壳盖；502-壳体；503-检测探头；504-电路板；505-固定装置；601-电源接口；700-气体检测装置；701-受控元器件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，气体检测装置多用于厨电行业，进行气体防泄漏的检测。现有的气体防泄漏检测装置，大多使用单片机实现信号的检测和处理过程，成本高且稳定性较差；一些基于数字电路或者模拟电路的检测方案容易出现功能缺失的问题，或者，其信号处理的过程比较复杂，导致成本较高，降低了用户的体验度。

基于此，本实用新型实施例提供了一种气体检测装置及系统，可以简化气体检测的实现方案，同时保证气体检测的可靠性，以提高用户的体验度。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种气体检测装置进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例提供了一种气体检测装置，如图1所示的一种气体检测装置的结构框图，该装置包括：比较器10，以及与比较器10连接的信号检测器20、继电器30和报警器40，其中，继电器30与受控元器件(图1中未示出)连接。

具体实现时，上述信号检测器20包括气体传感器组件201，用于检测该装置所处环境中指定气体的浓度参数，输出与浓度参数对应的电信号，并将电信号发送至比较器10。

比较器10配置有基准单元101，基准单元101预先设置有基准信号；比较器10用于接收电信号，当电信号高于基准信号时，向继电器30发送第一触发信号，触发继电器切断受控元器件所在的供电回路；以及，向报警器40发送第二触发信号，触发报警器进行报警提示。

具体实现时，本实用新型实施例所述的气体检测装置可以用于厨电等行业，对各种气体、烟雾、水雾等进行检测，因此，上述指定气体可以是燃气，还可以是各种烟雾、水雾等物质，对应地，上述气体传感器组件可以是燃气传感器、烟雾传感器和水雾传感器等，作为信号检测器的检测元件，具体可以根据实际使用情况进行灵活设置，本实用新型实施例对此不进行限制。

本实用新型实施例提供的一种气体检测装置，通过信号检测器检测所处环境中指定气体的浓度参数，并输出该浓度参数对应的电信号，以使比较器接收到电信号时，对该电信号进行比较处理，当该电信号超过基准信号时，能够向继电器发送第一触发信号，切断受控元器件的供电回路，以及向报警器发送第二触发信号，触发报警器进行报警提示，其检测过程通过比较器实现，方案简单且容易实现，同时，比较器也不易受环境因素的影响，提高了气体检测过程的稳定性和可靠性，也有助于提高用户的体验度。

具体实现时，本实用新型实施例提供的比较器，可以是基于运放芯片的比较器；信号检测器和基准单元分别连接至运放芯片的同一组输入端口，组成整个气体检测装置的检测部分。

进一步，上述基准单元为分压电路组成的基准单元；其中，分压电路包括固定分压电路和/或可调分压电路；当分压电路包括可调分压电路时，基准单元还用于通过可调分压电路调节信号检测器的灵敏度。

通常运放芯片是运用非常广泛的线性集成电路，可以通过少量的阻容元件就可以实现比较器的功能，大大减少了成本，同时少量的阻容器件也可以减少整个电路的故障点，提高可靠性。

为了便于理解，图2示出了一种检测部分的电路原理示意图，以气体传感器组件为燃气传感器为例进行说明，该检测部分包括前述信号检测器、比较器以及基准单元。

如图2所示，其中，U10为比较器，为气体检测装置的核心元件，采用运放芯片实现，如型号为LM358或者LM324等运放芯片。其中，为了便于说明，图2示出的比较器为两路输入输出运放芯片组成的比较器，在其他实施例中，运放芯片的参数和信号，还可以有其他的形式，并且，其封装形式如贴片型或者直插型等，也可以根据实际需要进行选择和设置，本实用新型实施例对此不进行限制。

进一步，图2所示的MQ为燃气传感器，MQ与电阻R3串联分压后与比较器U10的3脚连接，组成信号检测器；电阻R1、R2、R14，以及可变电阻R20组成基准单元，与比较器U10的2脚连接，其中，比较器U10的2脚和比较器U10的3脚为运放芯片的同一组输入端口。

具体实现时，电阻R1和电阻R2串联组成固定分压电路，电阻R2、电阻R14和可变电阻R20组成可调分压电路。

考虑到节省元件，降低成本的目的，在实际电路板焊接时，需要调整信号检测器的灵敏度时，可以仅焊接电阻R2、电阻R14和可变电阻R20，不焊接电阻R1，然后通过可变电阻R20调节基准单元的基准信号，实现信号检测器的灵敏度调节；当无需调节灵敏度时，则不焊接可变电阻R20和电阻R14，只焊接电阻R1和电阻R2，通过电阻R1和电阻R2串联的方式，将基准信号设置为固定值。

为了实现比较器通过发送触发信号的方式触发继电器和报警器的动作，前述继电器通过第一开关电路与比较器连接；此时，第一触发信号为触发第一开关电路导通的电信号。进一步，前述报警器通过第二开关电路与比较器连接；此时，第二触发信号为触发第二开关电路导通的电信号；使得继电器和报警器组成气体检测装置的触发部分。

为了便于理解，在图2的基础上，图3示出了一种触发部分的电路原理示意图，包括继电器、报警器，以及第一开关电路和第二开关电路。

其中，U10为比较器，K1为继电器，SW1和SW2为继电器的两个输出端子，与受控元器件连接；同时，为了使继电器在断电时，其线圈中存储的能量能够安全释放，还可以在继电器的线圈两端并联一个二极管D1，如型号为SS14的肖特基二极管，以增加电路的安全性。

三极管Q1、电阻R4和电阻R5组成第一开关电路；三极管Q3、电阻R13和电阻R10组成第二开关电路；P1为蜂鸣器，蜂鸣器P1、三极管Q2以及电阻R11组成报警器，其中，本实用新型实施例所述的报警器，出图3所示的蜂鸣器，还可以是其他声光报警器，以实现提示功能。

具体实现时，比较器U10输出第一触发信号，触发三极管Q1导通，三极管Q1导通后，继电器K1的线圈导通动作，触点断开受控元器件所在的供电回路，受控元器件失电关闭，可以切断气源；比较器U10输出第一触发信号的同时，还可以输出第二触发信号，触发三极管Q3导通，三极管Q3导通后，蜂鸣器可以发出提示音进行报警提示。

进一步，上述气体检测装置还可以包括与比较器连接的振荡器，使得振荡器的输出端与第二开关电路连接；具体实现时，振荡器可以为方波振荡器，用于当第二开关电路导通时向报警器发送振荡信号，以控制报警器的报警提示频率。

具体地，如图3所示，电容C1，以及电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9组成本实用新型实施例中的振荡器，振荡器与比较器的另一组输入端口连接，通过相应的输出端口输出振荡信号，如图3所示的比较器U10的第七引脚，具体实现时，振荡信号的频率可以根据实际使用情况进行设置，如通过设置电容C1的电容值或者改变其他电阻的电阻值来实现不同频率的振荡信号的输出，以控制蜂鸣器的提示音的周期。

在图2和图3的基础上，本实用新型实施例还提供了一种气体检测装置的电路原理示意图，如图4所示，包括图2所示的检测部分的电路原理示意图，以及图3所示的触发部分的电路原理示意图，具体实现时，上述第一触发信号和第二触发信号可以同时发出，因此，在图4所示的气体检测装置的电路原理示意图中，第一开关电路的触发端和第二开关电路的触发端共同连接到比较器U10的输出引脚。

进一步，在第二开关电路的触发端与信号检测器的输出端还连接有正反馈电阻，如图4所示的电阻R15，以使气体检测装置报警前后，分别有对应的报警启停电压阈值，提高了整个装置的稳定性与可靠性。

具体实现时，上述气体检测装置还包括电源模块，前述比较器、信号检测器、继电器、报警器和振荡器均与电源模块连接，通过该电源模块进行供电。因此，图4中还包括电源模块的电路原理示意图，包括接线端子J1，以及电容C2和电容C3。在实际使用时，上述接线端子J1可以与匹配的电源适配器连接，接入供电电源，如5V供电电源等，实现给气体检测装置供电。

基于图4所示的气体检测装置的电路原理示意图，上述气体检测装置的检测过程可以包括：气体传感器组件检测对应气体(燃气)的浓度参数，输出对应的电信号，电信号通过比较器进行检测，当浓度参数对应的电信号到达基准信号时，比较器输出第一触发信号到继电器，让继电器切断受控元器件所在的供电回路，并输出第二触发信号到报警器，激活蜂鸣器报警，蜂鸣器由振荡器输出控制启停节奏，发出报警声音。

具体实现时，上述比较器、信号检测器、继电器、报警器和振荡器等电路结构可以印制在电路板上，该电路板设置在一个外壳内，以实现气体检测装置的功能。因此，上述气体检测装置还设置有外壳。

图5示出了一种气体检测装置的外形结构示意图，其中，图5为气体检测装置的如图5所述，上述外壳包括壳盖501和壳体502，以及与外壳匹配的检测探头503，其中，检测探头503延伸至外壳的外部。比较器、继电器和报警器设置在外壳的内部，如图5所示的电路板504，其中，该电路板504可以是图4所示电路原理图对应的电路板。信号检测器设置在检测探头503内，其中，检测探头为镂空探头，以便于信号检测器与气体接触，检测指定气体的浓度参数。

进一步，考虑到电路板会收到水雾烟雾等影响出现腐蚀的现象，上述外壳的内部还可以进行灌胶处理，进行密封。

为了便于上述气体检测装置进行固定和安装，在上述外壳上，还可以设置有固定装置505，使得气体检测装置可以通过螺钉等紧固件进行固定和安装。

图6示出了另一种气体检测装置的外形结构示意图，除图5所示的结构外，还包括电源接口601，气体检测装置可以通过该电源接口601连接电源适配器，进而与外界交流电源连接，电源适配器将交流电源转换成直流电后传输给气体检测装置的电源模块，进而实现气体检测装置的供电过程。

进一步，本实用新型实施例所述的气体检测装置还包括与比较器连接的检测接口(图5中未示出)；该检测接口设置在外壳的内部，如电路板504上，比较器通过检测接口与信号检测器连接，具体实现时，通过该检测接口可以将气体传感器组件设置成多种传感器，用户可以根据实际检测需要连接不同的传感器进行气体检测，除常规的燃气传感器外，也可接烟雾、水雾等传感器，作为整个气体检测装置的启动模块，增加了气体检测装置的使用灵活性以及适用范围，同时，也无需改动电路板，降低了使用成本。

应当理解，上述图2、图3以及图4所示的电路原理图仅仅是本实用新型实施例提供的一种优选形式，其阻容元件，以及二极管和三极管的型号和参数可以根据实际使用情况进行设置；进一步，图5和图6所示的外形结构，也是本实用新型实施例的一种优选形式，在其他实施方式中，上述检测探头还可以设置在外壳的其他侧面，同时，上述固定装置也可以根据实际使用需求设置成其他形式，本实用新型实施例对此不进行限制。

实施例二：

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例还提供了一种气体检测系统，如图7所示的一种气体检测系统的结构框图，包括上述实施例一所述的气体检测装置700，还包括受控元器件701。

具体实现时，上述气体检测装置用于检测所处环境中指定气体的浓度参数，当浓度参数对应的电信号超过预先设置的基准信号时，切断受控元器件所在的供电回路。

具体地，上述受控元器件可以与气体检测装置的继电器进行连接，其中，本实用新型实施例所述的受控元器件，可以为电磁阀，如燃气灶的电磁阀，也可以是燃气热水器电磁阀，或者抽油烟机开关等，通过将上述受控元器件与气体检测装置连接的方式，可以实现气体防泄漏和报警的功能。

本实用新型实施例提供的气体检测系统，与上述实施例提供的气体检测装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种气体检测装置，其特征在于，所述装置包括：比较器，以及与所述比较器连接的信号检测器、继电器和报警器，其中，所述继电器与受控元器件连接；

所述信号检测器包括气体传感器组件，用于检测所述装置所处环境中指定气体的浓度参数，输出与所述浓度参数对应的电信号，并将所述电信号发送至所述比较器；

所述比较器配置有基准单元，所述基准单元预先设置有基准信号；

所述比较器用于接收所述电信号，当所述电信号高于所述基准信号时，向所述继电器发送第一触发信号，触发所述继电器切断所述受控元器件所在的供电回路；以及，

向所述报警器发送第二触发信号，触发所述报警器进行报警提示。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述比较器为基于运放芯片的比较器；

所述信号检测器和所述基准单元分别连接至所述运放芯片的同一组输入端口。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基准单元为分压电路组成的基准单元；其中，所述分压电路包括固定分压电路和/或可调分压电路；

当所述分压电路包括所述可调分压电路时，所述基准单元还用于通过所述可调分压电路调节所述信号检测器的灵敏度。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述继电器通过第一开关电路与所述比较器连接；所述第一触发信号为触发所述第一开关电路导通的电信号。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述报警器通过第二开关电路与所述比较器连接；所述第二触发信号为触发所述第二开关电路导通的电信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述比较器连接的振荡器，所述振荡器的输出端与所述第二开关电路连接；

所述振荡器为方波振荡器，用于当所述第二开关电路导通时向所述报警器发送振荡信号，以控制所述报警器的报警提示频率。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电源模块，所述比较器、所述信号检测器、所述继电器、所述报警器和所述振荡器均与所述电源模块连接。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还设置有外壳，以及与所述外壳匹配的检测探头，所述检测探头延伸至所述外壳的外部；

所述比较器、所述继电器和所述报警器设置在所述外壳的内部，所述信号检测器设置在所述检测探头内，其中，所述检测探头为镂空探头。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述比较器连接的检测接口；

所述检测接口设置在所述外壳的内部，所述比较器通过所述检测接口与所述信号检测器连接。

10.一种气体检测系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1～9任一项所述的气体检测装置，还包括受控元器件；

所述气体检测装置用于检测所处环境中指定气体的浓度参数，当所述浓度参数对应的电信号超过预先设置的基准信号时，切断所述受控元器件所在的供电回路。