CN221038817U - 一种气体监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种气体监测装置，包括：设置有显示屏的基体和外置气敏传感器；基体内设置有数据采集模块、数据分析模块和控制模块；控制模块与显示屏相连接；外置气敏传感器通过卡槽与数据采集模块连接；外置气敏传感器包括电极基体和依次印刷于电极基体上的导电层和凝胶电解质层；导电层的厚度为10‑30μm；凝胶电解质层的厚度为10‑30μm。本实用新型提供的气体监测装置，通过对监测装置内各模块的合理配置及重新设计，解决了现有气体监测装置存在的响应时间慢和制备工艺复杂的问题，借助外置气敏传感器实现快速响应目标气体浓度变化的能力，增加气体测量装置的准确性，提高气体测量系统的响应速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体监测领域，具体涉及一种气体监测装置。
背景技术
目前，随着人们对室内空气质量的关注度日益增加，对于室内气体监测的研究和应用正变得越来越重要。气敏传感器作为一种关键的元件，广泛应用于气体测量和监测领域。它能够通过对环境气体的感知和响应，提供准确的气体浓度信息。
如CN105203485A公开了一种室内气体的检测装置及方法，所述检测装置包括：仅有的一个光源用于发出脉冲光信号和测量光，测量光的波长覆盖室内待测气体的吸收谱线；仅有的一个探测器用于将接收到的被室内不同反射物反射回来的脉冲光信号转换为第一组电信号、以及将接收到的经室内待测气体吸收后并被室内反射物反射回来的测量光转换为第二电信号，并传送到分析模块；分析模块根据所述探测器得到第一组电信号的时间差得出距离d；以及根据吸收光谱技术得出室内待测气体的含量C。
CN110308146A公开了一种壁挂式室内气体监控检测装置，包括壳体、安装板和转动板；壳体上设有手持机构和支撑机构，手持机构上可拆卸连接有壁挂机构，壳体的内部设有隔条，隔条将壳体的内部分为两个腔室，第一腔室的内部设有定时器和扬声器，第二腔室的内部通过卡接机构卡接有测试盒；本壁挂式室内气体监控检测装置，能够进行壁挂以及放置在桌面上，装有检测常见空气污染的检测试剂，检测试剂随空气质量不同而有颜色的变化，能够清楚直观的表达给所有使用者，并且让各个年龄段的使用者都能清楚的了解空气质量差的危害。
然而，现有气体监测装置存在一些问题，如响应时间慢、复杂的制备工艺、需耗费大量资源等。
实用新型内容
鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种气体监测装置，以解决现有气体监测装置存在的响应时间慢和制备工艺复杂的问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供了一种气体监测装置，所述气体监测装置包括：设置有显示屏的基体和外置气敏传感器；
所述基体内设置有数据采集模块、数据分析模块和控制模块；
所述控制模块与显示屏相连接；
所述外置气敏传感器通过卡槽与所述数据采集模块连接；
所述外置气敏传感器包括电极基体和依次设置于电极基体上的导电层和凝胶电解质层；所述导电层的厚度为10-30μm；所述凝胶电解质层的厚度为10-30μm。
本实用新型提供的气体监测装置，通过对监测装置内各模块的合理配置及重新设计，解决了现有气体监测装置存在的响应时间慢和制备工艺复杂的问题，借助外置气敏传感器实现快速响应目标气体浓度变化的能力，增加气体测量装置的准确性，提高气体测量系统的响应速度。
作为本实用新型优选的技术方案，所述显示屏为电致变色显示屏。
作为本实用新型优选的技术方案，所述电致变色显示屏包括从上至下依次包括上基材层、上电极层、遮盖层、凝胶电解质层、胶水层、变色电极层、图案层和下基材层。
作为本实用新型优选的技术方案，所述外置气敏传感器通过电极针脚与所述数据采集模块相连接。
作为本实用新型优选的技术方案，所述数据采集模块、数据分析模块和控制模块通过导线进行连通。
作为本实用新型优选的技术方案，所述数据分析模块包括计算机或微处理器。
作为本实用新型优选的技术方案，所述控制模块包括PLC控制器。
作为本实用新型优选的技术方案，所述电极基体上导电层和凝胶电解质层均为格栅结构；所述格栅结构包括设置交替设置的间隔带和设置所述导电层和凝胶电解质层的功能带；
所述功能带宽度均为20-25mm；
所述间隔带的宽度为10-12mm。
作为本实用新型优选的技术方案，所述卡槽的正下方设置有底板；所述底板上设置有所述数据采集模块、数据分析模块和控制模块。
作为本实用新型优选的技术方案，所述基体为箱体结构；
所述底板上还设置有供电模块。
与现有技术方案相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)该装置利用率高：可按需更换不同传感器或不同电致变色显示屏，操作方便。
(2)该装置工艺简单、成本低廉，适用于大规模生产：采用丝网印刷工艺制备气敏传感器用于气体监测，降低气体监测成本；使用丝网印刷工艺制备电致变色显示屏用于显示预警，可有效降低气体监测装置的显示及预警成本。
(3)该装置灵敏度高、响应速度快：凝胶电解质具有优异的离子导电性和极大的比表面积，能够提供高灵敏度的传感效果，实现快速响应目标气体浓度变化的能力，增加气体测量装置的准确性，提高气体测量系统的响应速度。
(4)该装置稳定性强：传感器及电致变色显示屏均具有较好的化学稳定性和耐久性，能够在较长时间内保持高精度和可靠性的测量性能，可用于长期监测。
附图说明
图1是本实用新型实施例中提供的气体监测装置的主视图；
图2是本实用新型实施例中提供的气体检测装置的爆炸图；
图3是本实用新型实施例中外置气敏传感器示意图。
图中：1-外置气敏传感器，1.1-功能带，1.2-间隔带，2.1-背板，2.2-左侧板，2.3-右侧板，2.4-前板，2.5-顶板，2.6-底板，3-显示屏，4-供电模块，5-数据采集模块，6-数据分析模块，7-控制模块。
下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：
本实施例提供了一种气体监测装置，以实现对室内气体的快速高效监测，同时结构简单，有利于装置的生产和推广利用，所述气体监测装置包括：设置有显示屏3的基体和外置气敏传感器1；
所述基体内设置有数据采集模块5、数据分析模块6和控制模块7；
所述控制模块7与显示屏3相连接；
所述外置气敏传感器1通过卡槽与所述数据采集模块5连接；
所述外置气敏传感器1包括电极基体和依次设置于电极基体上的导电层和凝胶电解质层；所述导电层的厚度为10-30μm；所述凝胶电解质层的厚度为10-30μm。
其中，所述导电层的厚度为10-30μm，例如可以是10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm、26μm、27μm、28μm、29μm或30μm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
其中，所述凝胶电解质层的厚度为10-30μm，例如可以是10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm、26μm、27μm、28μm、29μm或30μm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
示例性地，所述外置气敏传感器1可采用如下过程进行制备，如设计电极形状，制作丝网版，通过丝网印刷的方式，先印刷导电碳浆/银浆电极层在PET基材上，再在其上印刷现有技术中的凝胶电解质，进而获得具有不同厚度电解质的传感器。也可以采用本领域中其他方式将导电层和凝胶电解质层进行设置。
具体地，所述显示屏3为电致变色显示屏。
所述电致变色显示屏包括从上至下依次包括上基材层、上电极层、遮盖层、凝胶电解质层、胶水层、变色电极层、图案层和下基材层。
其中，上基材层可选用本领域中常规基材PET材料，厚度可选择为0.188或0.25mm，或者其他符合性能要求的厚度PET材料即可。
其中，上电极层的的材质可选用本领域中常规的电极材料具体如碳浆，上电极层的厚度为20-30μm，例如可以是20μm、22μm、24μm、26μm、28μm或30μm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
其中，遮盖层的材质可选用本领域中起到遮盖效果的材料具体如可以是钛酸钡或纳米二氧化钛，遮盖层的厚度为20-30μm，例如可以是20μm、22μm、24μm、26μm、28μm或30μm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
其中，凝胶电解质层可选用本领域中常用的电解质材料具体如可以是聚乙二醇二甲基丙烯酸酯/双三氟甲烷磺酰亚胺锂/聚苯胺体系或CN107817282A公开的凝胶电解质体系等，凝胶电解质层的厚度为40-60μm，例如可以是40μm、42μm、44μm、46μm、48μm、50μm、52μm、54μm、56μm、58μm或60μm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
其中，胶水层可选用本领域中常用的胶粘材料具体如醋酸乙烯/丙烯酸酯共聚物，胶水层的厚度为40-60μm，例如可以是40μm、42μm、44μm、46μm、48μm、50μm、52μm、54μm、56μm、58μm或60μm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
其中，变色电极层为本领域中常用变色电极材料如可以聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸，变色电极层的厚度为10-20μm，例如可以是10μm、12μm、14μm、16μm、18μm或20μm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
其中，图案层中所用材料可以本领域中常用图案层材料具体如可以是油墨，图案层的厚度为20-30μm，例如可以是20μm、22μm、24μm、26μm、28μm或30μm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
其中，下基材层可选用本领域中常规基材如PET材料，厚度可选择为0.25mm等本领域中常用PET材料的厚度。
具体地，所述外置气敏传感器1通过电极针脚与所述数据采集模块5相连接。
具体地，所述数据采集模块5、数据分析模块6和控制模块7通过导线进行连通。
具体地，所述数据分析模块6包括计算机或微处理器。
具体地，所述控制模块7包括PLC控制器。
进一步地，所述电极基体上导电层和凝胶电解质层均为格栅结构；所述格栅结构包括设置交替设置的间隔带1.2和设置所述导电层和凝胶电解质层的功能带1.1。
所述功能带1.1宽度均为20-25mm，例如可以是20mm、20.2mm、20.4mm、20.6mm、20.8mm、21mm、21.2mm、21.4mm、21.6mm、21.8mm、22mm、22.2mm、22.4mm、22.6mm、22.8mm、23mm、23.2mm、23.4mm、23.6mm、23.8mm、24mm、24.2mm、24.4mm、24.6mm、24.8mm或25mm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
所述间隔带1.2的宽度为10-12mm，例如可以是10mm、10.2mm、10.4mm、10.6mm、10.8mm、11mm、11.2mm、11.4mm、11.6mm、11.8mm或12mm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
进一步地，所述卡槽的正下方设置有底板2.6；所述底板2.6上设置有所述数据采集模块5、数据分析模块6和控制模块7。
进一步地，所述基体为箱体结构；该箱体结构可依据使用需求进行合理设计只需保证能够囊括限定的相关部件即可。
所述底板2.6上还设置有供电模块4。该供电模块4可以为蓄电池供电模块，也可以是直流电供电模块，依据使用场景合理选择即可，如该气体装置作为长期室内气体监测设备使用，则供电模块4设置为直流电供电模块，以保证可以长期使用，如作为外出间歇监测使用或移动监测使用，则采用蓄电池供电模块更为合适，有利于监测过程的合理进行和快速移动。
本实用新型中，装置中各模块的固定连接可以采用胶粘的方式，或螺栓连接，榫卯结构等进行固定，将各模块固定于合适的位置。
为了进一步展现本实用新型提供的装置，具体提供一种如下的具体装置，如图1、图2和图3所示，该装置由外置气敏传感器1及装置主体构成；
其中，该装置主体为长方体构造，主要由顶板2.5、底板2.6、前板2.4、背板2.1、左侧板2.2和右侧板2.3组成。
其中，顶板2.5表面设计一个凹形卡槽，卡槽表面均匀开设3个槽孔，适应三电级结构的引脚形状，用于固定外置气敏传感器1及将外置气敏传感器1与数据采集模块5相连接。
底板2.6表面开设两个圆形凹槽和两个方形凹槽，分别用于固定供电模块4、数据采集模块5、数据分析模块6和控制模块7。供电模块4保障整套装置的正常运行，数据采集模块5用于将传感器采集到的电流信号转换为电压信号，放大并存储；数据分析模块6将传感器采集到的数据通过计算机或微处理器进行处理和分析，转换为可读性更高的结果，如气体浓度或质量信息等；控制模块7主要用于控制电致变色屏的显示与消失，将其与数据处理模块及电致变色显示模块相连接，通过数据控制电致变色模块的显示与不显示。各模块间通过导线进行连接。
前板2.4中心部位设计为中空结构，在中空位置处内嵌显示屏3，该显示屏3为电致变色显示屏，可根据用户使用情况进行更换。电致变色显示屏设计可为分区显示，作为室内气体质量及传感器状态提醒装置。设置两个单独的区域分别与其主管控制模块7进行连接。主管空气质量改善的控制模块7接口通过接收数据处理模块的信息来判断室内空气质量，当超过规定的数值时，电致变色显示模块第一分区会在主管控制模块7的作用下显示警示图案，提醒用户采取措施改善室内空气质量；主管传感器状态监测的控制模块7接口通过接收数据处理模块的数据判断传感器读数是否正常。当检测到传感器故障或异常时，可通过电致变显示模块第二分区显示警示图案，提醒用户及时维护或更换传感器。
在装置顶板2.5槽孔处固定置入式气敏传感器，方便用户更换。所述气敏传感器采用凝胶电解质型气敏传感器，包括电极基体和依次设置于电极基体上的导电层和凝胶电解质层；所述导电层的厚度为20μm；所述凝胶电解质层的厚度为20μm；所述电极基体上导电层和凝胶电解质层均为格栅结构；所述格栅结构包括设置交替设置的间隔带1.2和设置所述导电层和凝胶电解质层的功能带1.1；所述功能带1.1的宽度为22mm；所述间隔带1.2的宽度为10mm，如图3所示。
采用该装置可以实现快速响应目标气体浓度变化的能力，增加气体测量装置的准确性，提高气体测量系统的响应速度，同时装置稳定性强：传感器及电致变色显示屏均具有较好的化学稳定性和耐久性，能够在较长时间内保持高精度和可靠性的测量性能，可用于长期监测。具体检测的目标气体类别可依据气敏传感器的类别进行合理选择，即如想检测室内甲醛的情况，可采用可检测甲醛的气敏传感器即可。
声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (10)
1.一种气体监测装置，其特征在于，所述气体监测装置包括：设置有显示屏的基体和外置气敏传感器；
所述基体内设置有数据采集模块、数据分析模块和控制模块；
所述控制模块与显示屏相连接；
所述外置气敏传感器通过卡槽与所述数据采集模块连接；
所述外置气敏传感器包括电极基体和依次设置于电极基体上的导电层和凝胶电解质层；所述导电层的厚度为10-30μm；所述凝胶电解质层的厚度为10-30μm。
2.如权利要求1所述气体监测装置，其特征在于，所述显示屏为电致变色显示屏。
3.如权利要求2所述气体监测装置，其特征在于，所述电致变色显示屏包括从上至下依次包括上基材层、上电极层、遮盖层、凝胶电解质层、胶水层、变色电极层、图案层和下基材层。
4.如权利要求1-3任一项所述气体监测装置，其特征在于，所述外置气敏传感器通过电极针脚与所述数据采集模块相连接。
5.如权利要求4所述气体监测装置，其特征在于，所述数据采集模块、数据分析模块和控制模块通过导线进行连通。
6.如权利要求4所述气体监测装置，其特征在于，所述数据分析模块包括计算机或微处理器。
7.如权利要求5或6所述气体监测装置，其特征在于，所述控制模块包括PLC控制器。
8.如权利要求7所述气体监测装置，其特征在于，所述电极基体上导电层和凝胶电解质层均为格栅结构；所述格栅结构包括设置交替设置的间隔带和设置所述导电层和凝胶电解质层的功能带；
所述功能带宽度均为20-25mm；
所述间隔带的宽度为10-12mm。
9.如权利要求1所述气体监测装置，其特征在于，所述卡槽的正下方设置有底板；所述底板上设置有所述数据采集模块、数据分析模块和控制模块。
10.如权利要求9所述气体监测装置，其特征在于，所述基体为箱体结构；
所述底板上还设置有供电模块。
Priority Applications (1)
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| CN202322384512.XU CN221038817U (zh) | 2023-09-04 | 2023-09-04 | 一种气体监测装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202322384512.XU CN221038817U (zh) | 2023-09-04 | 2023-09-04 | 一种气体监测装置 |
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| CN221038817U true CN221038817U (zh) | 2024-05-28 |
Family
ID=91173887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202322384512.XU Active CN221038817U (zh) | 2023-09-04 | 2023-09-04 | 一种气体监测装置 |
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2023
- 2023-09-04 CN CN202322384512.XU patent/CN221038817U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
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