JP7166954B2 - ガス検測装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ガス検測装置に関し、特に、薄型、ポータブル式、ガス検測可能なガス検測装置に関するものである。
近年、人々は環境中のガス品質に注目し、特に、生活環境における一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、揮発性有機物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＶＯＣ）、ＰＭ２．５、一酸化窒素、一酸化硫黄などのガス、又はガス中に含まれる微粒子は、健康に影響を与え、深刻な場合では、命を脅かす可能性もあるため、各国において、環境ガスの品質が重視され、早期対策の必要がある課題として挙げられている。
ガスの品質を検測する方法としては、ガス検測器を用いて周囲環境のガスを検測することは有効であるが、素早く検測された情報を提示し、環境にいる人々に予防又は避難対策を提供することや、健康への影響や怪我などが起こすことを回避することなども望ましい。そのため、ガス検測器は、予防又は避難対策に優れるため、広く使用されている。
近年、携帯可能な装置は広く使用されているため、それにガス検測モジュールが搭載されて使用することに注目が集めてきた。しかし、従来の携帯可能な装置は、ますます軽量化、薄型化かつ高性能化に進んでいるため、どのように、ガス検測モジュールを薄型化にし、かつ携帯可能な装置に搭載する応用を、利用に提供するのかは、重要な課題である。
本発明は、ガス検測装置を提供することを目的とする。前記ガス検測装置は、薄型ポータブル式装置であり、ガス検測モジュールを用いて、いつでもどこでも、周囲環境の空気（ガス）品質を検測することができる。また、アクチュエーターを使用することによって、ガスをガス検測モジュール内部に迅速且つ安定に導入することができる。これによって、センサーの効率を向上させることができる。また、チャンバー本体のハウジングの設計によって、アクチュエーターとセンサーとを隔離させ、センサーが検測する時のアクチュエーターの熱による影響を回避することができ、センサーの検測精度が影響されず、装置内部の他の構成素子（制御モジュール）による影響も受けないため、いつでもどこでもガス検測装置が検測することができ、迅速且つ正確な検測結果を提供することができる。さらに、微粒子検測モジュールを設けることによって、周囲の環境に空気（ガス）に含まれる微粒子の濃度を検測することができる。また、外部装置に検測情報を伝送することによって、リアルタイムの情報が得られ、その情報は環境内の人に即時に予防または逃避することを警告することができ、環境への暴露による健康への影響を避けることができる。
本発明のガス検測装置は、本体と、ガス検測モジュールと、微粒子検測モジュールと、制御モジュールとを含む。前記本体は、長さと幅と高さとで構成されるポータブル式外観寸法を有し、且つ、内部にはチャンバーを有する。また、第１ガス進入口と第２ガス進入口と排気口とが設けられ、且つ、前記チャンバーに連通する。前記ガス検測モジュールは、チャンバー本体と、載置板と、センサーと、アクチュエーターとを含む。前記チャンバー本体は、前記第１ガス進入口の下方に設けられ、且つ、分割シートにより、第１ハウジングと第２ハウジングとに分割される。前記分割シートは、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとを互いに連通する欠け口を有する。前記第１ハウジングは開口を有し、前記第２ハウジングは排気孔を有する。前記載置板は、前記チャンバー本体の下方に構設され、且つ前記センサーをパッケージングして電気的に接続される。前記センサーが前記開口に挿入して前記第１ハウジング内部に位置される。前記アクチュエーターは、前記第２ハウジング内に設けられ、且つ前記センサーと隔離される。前記アクチュエーターは、ガスが第１ガス進入口より導入され、且つ前記センサーにより検測され、前記チャンバー本体の前記排気孔から外部に排出されるように制御する。前記微粒子検測モジュールは、前記本体の前記チャンバー内部に設けられ、且つ、入り口経路と出口経路とを有する。さらに、内部には、微粒子センサーを有する。前記入り口経路は、前記本体の前記第２ガス進入口に対応して設けられ、前記出口経路は、前記本体の前記排気口に対応して設けられ、ガスが前記入り口経路より内部に進入して、微粒子センサーにより微粒子の濃度を検測して、前記出口経路から排出される。前記制御モジュールは、前記ガス検測モジュール及び前記微粒子検測モジュールの検測動作を制御し、前記ガス検測モジュールと前記微粒子検測モジュールが検測した情報を検測データに変換して保存し、また、外部装置に伝送して保存することができる。
本発明の特徴及び利点をより具体化した例示的な実施形態は、以下のように詳細に説明する。また、本発明は、異なる態様に変化可能であり、いずれも本発明請求の範囲に含まれる。なお、以下の説明及び図面は、本発明を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。
図１Ａ～図３Ｃ、図８及び図９に示すように、本発明のガス検測装置は、少なくも一つの本体１と、少なくも一つのガス検測モジュール２と、少なくも一つの微粒子検測モジュール３と、少なくも一つの制御モジュール４と、少なくも一つの長さＬと、少なくも一つの幅Ｗと、少なくも一つの高さＨと、少なくも一つのチャンバー１１と、少なくも一つの第１ガス進入口１２と、少なくも一つの第２ガス進入口１３と、少なくも一つの排気口１４と、少なくも一つのチャンバー本体２１と、少なくも一つの載置板２２と、少なくも一つのセンサー２３と、少なくも一つのアクチュエーター２４と、少なくも一つの分割シート２１１と、少なくも一つの第１ハウジング２１２と、少なくも一つの第２ハウジング２１３と、少なくも一つの欠け口２１４と、少なくも一つの開口２１５と、少なくも一つの排気孔２１６と、少なくも一つの入り口経路３１と、少なくも一つの出口経路３２と、少なくも一つの微粒子センサーと、少なくも一つの検測データと、少なくも一つの外部装置５とを含む。以下の実施形態において、本体１、ガス検測モジュール２、微粒子検測モジュール３、制御モジュール４、長さＬ、幅Ｗ、高さＨ、チャンバー１１、第１ガス進入口１２、第２ガス進入口１３、排気口１４、チャンバー本体２１、載置板２２、センサー２３、アクチュエーター２４、分割シート２１１、第１ハウジング２１２、第２ハウジング２１３、欠け口２１４、開口２１５、排気孔２１６、入り口経路３１、出口経路３２、微粒子センサー、検測データ及び外部装置５の個数が一つであることを例示して説明するが、これには限定されない。本体１、ガス検測モジュール２、微粒子検測モジュール３、制御モジュール４、長さＬ、幅Ｗ、高さＨ、チャンバー１１、第１ガス進入口１２、第２ガス進入口１３、排気口１４、チャンバー本体２１、載置板２２、センサー２３、アクチュエーター２４、分割シート２１１、第１ハウジング２１２、第２ハウジング２１３、欠け口２１４、開口２１５、排気孔２１６、入り口経路３１、出口経路３２、微粒子センサー、検測データ及び外部装置５は、複数の組合せで使用しても良い。
図１Ａ～図１Ｄ、図２に示すように、本発明のガス検測装置は、本体１と、ガス検測モジュール２と、微粒子検測モジュール３と、制御モジュール４とを含む。ガス検測装置は薄型ポータブル式装置に形成され、外観構造設計は、使用者が持ちやすく、落下しにくく、且つ持ち運びに便利性に優れることが望ましい。そのため、本体１の外観寸法においては、薄型化した長方形が好ましい。したがって、本発明の本体１の外観寸法は、長さＬ、幅Ｗ、高さＨを有し、ガス検測モジュール２と微粒子検測モジュール３と制御モジュール４とを本体１に最適化して設ける設計を採用している。本発明の好ましい外観寸法は、本体１の長さＬは、９２ｍｍ～１０２ｍｍであり、好ましくは長さＬが９７ｍｍであり、幅Ｗは４１ｍｍ～６１ｍｍであり、好ましくは幅Ｗが５１ｍｍであり、高さＨは１９ｍｍ～２３ｍｍであり、好ましくは高さＨが２１ｍｍである。このような外観寸法の設計によって、持ちやすく、落下しにくく、且つ持ち運びに便利性に優れる効果を奏する。また、本体１の内部には、チャンバー１１を有し、且つ、前記チャンバー１１と連通する、第１ガス進入口１２と第２ガス進入口１３と排気口１４とが設けられている。
図２、図３Ａ～図３Ｃに示すように、前記ガス検測モジュール２は、チャンバー本体２１と、載置板２２と、センサー２３と、アクチュエーター２４とを含む。チャンバー本体２１は、本体１の第１ガス進入口１２の下方に設けられ、且つ、分割シート２１１により第１ハウジング２１２と第２ハウジング２１３とに分割されている。分割シート２１１は、第１ハウジング２１２と第２ハウジング２１３とを連通するための欠け口２１４を有し、また、第１ハウジング２１２は開口２１５を有し、第２ハウジング２１３は排気孔２１６を有し、チャンバー本体２１の底部に収納溝２１７が設けられている。収納溝２１７は、載置板２２が挿入して位置決めするために用いられ、且つ、チャンバー本体２１の底部を密封する。載置板２２には、通気口２２１が設けられ、且つ、載置板２２には、センサー２３がパッケージングされ且つ電気的に接続されている。載置板２２は、チャンバー本体２１の下方に構設され、通気口２２１は、第２ハウジング２１３の排気孔２１６に対応し、且つ、センサー２３は、第１ハウジング２１２の開口２１５を通して第１ハウジング２１２内に設けられ、第１ハウジング２１２内部のガスを検測するように用いられる。アクチュエーター２４は、第２ハウジング２１３内に設けられ、アクチュエーター２４の動作による熱が分割シート２１１により断熱されて、センサー２３の検測結果に影響を与えないように、第１ハウジング２１２内部に設けられるセンサー２３と隔離される。アクチュエーター２４は、第２ハウジング２１３の底部を密封し、駆動制御により気流輸送が形成され、第２ハウジング２１３の排気孔２１６から排出され、載置板２２の通気口２２１を通して、ガスをチャンバー本体２１外部に排出させる。
図３Ａ～図３Ｃに示すように、前記載置板２２は、電気回路基板であってもよく、且つ、接続器２２２を有し、接続器２２２は、フレキシブル電気回路基板（図示せず）が挿入して接続し、載置板２２の電気的な接続及び信号伝送に用いられる。
図４Ａ～図５Ａに示すように、前記アクチュエーター２４はガスポンプであり、順次積層されたガス進入板２４１と、共振シート２４２と、圧電アクチュエーター２４３と、絶縁シート２４４と、導電シート２４５とを備える。ガス進入板２４１は、少なくも一つのガス進入孔２４１ａと、少なくも一つの合流ガイド孔２４１ｂと、合流チャンバー２４１ｃとを備える。前記ガス進入孔２４１ａと合流ガイド孔２４１ｂとの個数が同じであり、本実施形態では、ガス進入孔２４１ａと合流ガイド孔２４１ｂとの個数が４つであることを例示して説明しているが、これに限定されない。４つのガス進入孔２４１ａは、それぞれ、４つの合流ガイド孔２４１ｂに連通して、且つ４つの合流ガイド孔２４１ｂが合流チャンバー２４１ｃに合流される。
前記共振シート２４２は、粘着式によりガス進入板２４１に貼り付けられ、共振シート２４２には、中空孔２４２ａと可動部材２４２ｂと固定部材２４２ｃとを有し、中空孔２４２ａが共振シート２４２の中心部に位置され、且つ、ガス進入板２４１の合流チャンバー２４１ｃに対応する。中空孔２４２ａの周囲に位置され、且つ合流チャンバー２４１ｃに対応する領域は可動部材２４２ｂで構成され、共振シート２４２の外縁部に設けられ、且つガス進入板２４１に固定される領域は固定部材２４２ｃで構成される。
前記圧電アクチュエーター２４３は、浮遊板２４３ａと、外枠２４３ｂと、少なくも一つの接続部材２４３ｃと、圧電素子２４３ｄと、少なくも一つの隙間２４３ｅと、凸部２４３ｆとを含む。浮遊板２４３ａは、正方形の浮遊板であり、第１表面２４３１ａと、第１表面２４３１ａに対応する第２表面２４３２ａとを有し、且つ、外枠２４３ｂは、浮遊板２４３ａの周縁を囲むように設けられ、また、外枠２４３ｂには取付け表面２４３１ｂと下表面２４３２ｂとを有し、少なくも一つの接続部材２４３ｃを介して浮遊板２４３ａと外枠２４３ｂとの間が連結され、弾性力により浮遊板２４３ａの支持力を提供する。隙間２４３ｅは、浮遊板２４３ａと、外枠２４３ｂと接続部材２４３ｃとの間にある隙間であり、ガス通過のために用いられる。浮遊板２４３ａの第１表面２４３１ａは、凸部２４３ｆを有する。凸部２４３ｆは、本実施形態において、凸部２４３ｆの周縁に設けられ、且つ接続部材２４３ｃに隣接する連結部をエッチング工程により凹ませ、浮遊板２４３ａの凸部２４３ｆが第１表面２４３１ａよりも高いように、段差構造を形成している。
図５Ａに示すように、本実施形態の浮遊板２４３ａは、プレス成形式により下方に凹ませて形成され、陥凹距離は、浮遊板２４３ａにおける凸部２４３ｆの凸部表面２４３１ｆと外枠２４３ｂの取付け表面２４３１ｂとの両者が同一平面でないように、少なくも一つの接続部材２４３ｃが浮遊板２４３ａと外枠２４３ｂとの間に形成されることによって調整することができ、すなわち、凸部２４３ｆの凸部表面２４３１ｆは外枠２４３ｂの取付け表面２４３１ｂよりも低く、且つ、浮遊板２４３ａの第２表面２４３２ａは外枠２４３ｂの下表面２４３２ｂよりも低い。圧電素子２４３ｄは、浮遊板２４３ａの第２表面２４３２ａに貼り付けられ、凸部２４３ｆに対応して設けられる。圧電素子２４３ｄは、駆動電圧を印加した後、圧電効果による変形が生じられ、浮遊板２４３ａの湾曲振動を連動する。外枠２４３ｂの取付け表面２４３１ｂに塗布される少量の粘着剤を介して、熱圧着方式により圧電アクチュエーター２４３が共振シート２４２の固定部材２４２ｃに粘着されることによって、圧電アクチュエーター２４３は、共振シート２４２と連結するように構設されることができる。絶縁シート２４４及び導電シート２４５は、いずれも薄い枠状のシートであり、圧電アクチュエーター２４３の下方に順次積層されている。本実施形態において、絶縁シート２４４は、圧電アクチュエーター２４３の外枠２４３ｂの下表面２４３２ｂに貼り付けられている。
図５Ａに示すように、アクチュエーター２４のガス進入板２４１、共振シート２４２、圧電アクチュエーター２４３、絶縁シート２４４、導電シート２４５は、順次積層して結合された後、浮遊板２４３ａの第１表面２４３１ａと共振シート２４２との間にチャンバー間隔ｇが形成される。チャンバー間隔ｇは、アクチュエーター２４の輸送効果に影響を与えるので、一定のチャンバー間隔ｇを保持することは、アクチュエーター２４が安定な輸送効率を奏することに極めて重要である。本発明のアクチュエーター２４は、浮遊板２４３ａに対してプレス加工方式を用い、浮遊板２４３ａの第１表面２４３１ａと外枠２４３ｂの取付け表面２４３１ｂとの両者が同一平面でないように、下方に凹ませ、すなわち、浮遊板２４３ａの第１表面２４３１ａは外枠２４３ｂの取付け表面２４３１ｂよりも低く、且つ、浮遊板２４３ａの第２表面２４３２ａは外枠２４３ｂの下表面２４３２ｂよりも低くする。これによって、圧電アクチュエーター２４３の浮遊板２４３ａを凹ませて空間を形成し、共振シート２４２と調整可能なチャンバー間隔ｇを形成する。圧電アクチュエーター２４３の浮遊板２４３ａは陥凹成形によりチャンバー空間２４６を形成する構造改良で、所定のチャンバー間隔ｇは、圧電アクチュエーター２４３の浮遊板２４３ａの陥凹距離を調整することで実現されることができ、チャンバー間隔ｇを調整する構造設計が有効に簡単化され、製造工程も単純化され、製造時間の短縮などの利点を達成することができる。
図５Ｂ～図５Ｄは、図５Ａに示されるアクチュエーター２４の作動状態を示す図である。図５Ｂに示すように、圧電アクチュエーター２４３の圧電素子２４３ｄは、駆動電圧を印加することによって変形し、浮遊板２４３ａが下方に変位するように連動される。この時、チャンバー空間２４６の容積が増大し、チャンバー空間２４６内に負圧が形成される。これによって、合流チャンバー２４１ｃ内部のガスを吸引してチャンバー空間２４６内に導入させ、同時に、共振シート２４２は、共振原理の影響を受けて下方に変位し、合流チャンバー２４１ｃの容積が増大することを連動し、また、合流チャンバー２４１ｃ内部のガスがチャンバー空間２４６に吸い込まれるため、合流チャンバー２４１ｃ内部も負圧が形成される。これによって、合流ガイド孔２４１ｂとガス進入口２４１ａとにより、ガスが合流チャンバー２４１ｃ内部に吸い込まれる。図５Ｃに示すように、圧電素子２４３ｄは、浮遊板２４３ａが上方に変位することを連動し、チャンバー空間２４６を圧縮する。チャンバー空間２４６内部にガスが隙間２４３ｅを通して下方に輸送され、ガス輸送の機能を果たす。同時に、共振シート２４２は、浮遊板２４３ａの共振により上方に変位し、合流チャンバー２４１ｃ内のガスをチャンバー空間２４６に輸送させることができる。図５Ｄに示すように、浮遊板２４３ａが下方に変位されると、共振シート２４２も下方に変位して連動される。この時の共振シート２４２は、チャンバー空間２４６内部のガスを隙間２４３ｅに輸送させ、且つ、合流チャンバー２４１ｃ内部の容積を増大させる。これにより、ガスは、ガス進入孔２４１ａと合流ガイド孔２４１ｂとを持続的に通して合流チャンバー２４１ｃ内部に合流される。上記のステップを繰り返すことで、アクチュエーター２４によりガスがガス進入孔２４１ａに導入され、隙間２４３ｅより下方に輸送され、ガス検測装置外部のガスを継続的に導入して、センサー２３にガスを供給して、検測効率を向上させることができる。
図５Ａに示すように、アクチュエーター２４は、微小な電気機械システム製造方法を用いて、アクチュエーター２４が微小な電気機械ガスポンプとしても良い。ガス進入板２４１、共振シート２４２、圧電アクチュエーター２４３、絶縁シート２４４、導電シート２４５は、いずれも、表面マイクロマシニング製造方法により製造されることができ、アクチュエーター２４の体積を減少させることができる。
図６及び図７は、ガス検測モジュール２が本体１のチャンバー１１内部に嵌設される状態を示している。図示の本体１は、ガス検測モジュール２の気流方向を説明する便宜のために、図における本体１は、透明に描かれている。本体１の第１ガス進入口１２は、チャンバー本体２１の第１ハウジング２１２に対応し、本体１の第１ガス進入口１２と第１ハウジング２１２内部に位置されるセンサー２３との両者が直接対応しておらず、すなわち、第１ガス進入口１２がセンサー２３の上方に位置せず、互いに位置ずれるように設けられている。これによって、アクチュエーター２４の制御動作により、第２ハウジング２１３内部に負圧が形成され、本体１外部の外部ガスを吸い込み、第１ハウジング２１２内に導入し、第１ハウジング２１２内部のセンサー２３は、センサー２３表面に通過するガスに対して検測を行い、本体１外部のガス品質を検測する。アクチュエーター２４が持続的に動作しているため、検測完了後のガスが分割シート２１１における欠け口２１４を通して、第２ハウジング２１３に導入され、最後、排気孔２１６と載置板２２の通気口２２１とを通してチャンバー本体２１の外部へ排出され、単方向のガス輸送による検測が構成される（図６に示す気流経路Ａの方向）。
前記センサー２３はガスセンサーであってもよく、例えば、酸素ガスセンサー、一酸化炭素ガスセンサー、二酸化炭素ガスセンサー、温度センサー、オゾンガスセンサー又は揮発性有機化合物センサーのうち少なくとも１つ又はそれらの組合せである。また、前記センサー２３、細菌、ウイルス又は微生物のうち少なくとも１つ又は任意の組合せを検測するためのガスセンサーであっても良い。
上述したように、本発明のガス検測装置は、ガス検測モジュール２を用いて、使用者がいる環境でのガス品質をリアルタイムで検測することができる。また、アクチュエーター２４により、ガスが迅速かつ安定的にガス検測モジュール２内部に導入され、センサー２３の効率を向上させることができる。また、チャンバー本体２１の第１ハウジング２１２と第２ハウジング２１３との設計によって、アクチュエーター２４とセンサー２３とが互いに隔離され、センサー２３が検測する時のアクチュエーター２４の熱による影響を回避することができ、センサー２３の検測精度が影響されず、装置内部の他の構成素子による影響も受けないため、いつでもどこでもガス検測装置が検測することができ、迅速且つ正確な検測結果を提供することができる。
図８に示すように、本発明のガス検測装置は、ガスに含まれる微粒子を検測する微粒子検測モジュール３を更に備えている。微粒子検測モジュール３は、本体１のチャンバー１１内部に設けられ、且つ、入り口経路３１と出口経路３２とを有し、また、内部には微粒子センサー（図示せず）が設けられている。入り口経路３１は本体１の第２ガス進入口１３に対応して設けられ、出口経路３２は、本体１の排気口１４に対応して設けられる。これによって、ガスが入り口経路３１より進入して、微粒子センサーにより微粒子の濃度を検測して、出口経路３２から排出される。本実施形態では、微粒子センサーはＰＭ２．５センサーである。
図８及び図９に示すように、本発明の制御モジュール４は、処理器４１と通信素子４２とを備える。処理器４１は、通信素子４２と、ガス検測モジュール２のセンサー２３と、アクチュエーター２４と、微粒子検測モジュール３の微粒子センサーの作動を制御し、且つ、センサー２３及び微粒子センサーが検測した結果を検測データに変換して保存する。検測データは、通信素子４２を介して、接続された外部装置５に保存することもできる。外部装置５は、検測データの表示及び通報警告するためのクラウドシステム、ポータブル式装置、コンピュータシステム、表示装置などのうちいずれか一つである。通信素子４２は、有線式又は無線式で外部装置５に伝送することができる。有線伝送方式は、例えば、ＵＳＢ、ｍｉｎｉ－ＵＳＢ、ｍｉｃｒｏ－ＵＳＢなどのうちいずれか一つのインターフェースを介して外部に接続して伝送する方式であり、本実施形態では、図１Ｄに示すように、ｍｉｎｉ－ＵＳＢのインターフェースＣを利用して有線伝送している。無線伝送方式は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉモジュール、ブルートゥースモジュール、無線周波数識別モジュール、近距離無線通信（ＮＦＣ、Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）モジュールなどのうちいずれか一つの無線インターフェース（通信素子４２に内装される）を介して外部に伝送する方式である。制御モジュール４は電池４３をさらに備え、電気的なエネルギーの貯蔵、出力に用いられる。また、電気的なエネルギーの伝導、貯蔵に用いられる電力供給装置６が外付けされてもよく、処理器４１に電気的なエネルギーを供給し、処理器４１はガス検測モジュール２と微粒子検測モジュール３との電気的な信号、又は駆動信号を提供することができる。電力供給装置６は、有線伝導方式又は無線伝導方式により電気的なエネルギーを提供して電池４３に蓄電することができる。
上述したように、本発明のガス検測装置は、ガス検測モジュールを用いて、使用者がいる環境の空気（ガス）品質に対して、いつでもどこでも検測することができる。また、アクチュエーターを使用することによって、ガスをガス検測モジュール内部に迅速且つ安定に導入することができる。これによって、センサーの効率を向上させることができる。また、チャンバー本体のハウジングの設計によって、アクチュエーターとセンサーとを隔離させ、センサーが検測する時のアクチュエーターの熱による影響を回避することができ、センサーの検測精度が影響されず、装置内部の他の構成素子（制御モジュール）による影響も受けないため、いつでもどこでもガス検測装置が検測することができ、迅速且つ正確な検測結果を提供することができる。さらに、微粒子検測モジュールを設けることによって、周囲の環境における空気（ガス）に含まれる微粒子の濃度を検測することができる。また、外部装置に検測情報を伝送することによって、リアルタイムの情報が得られ、その情報は環境内の人に即時に予防または逃避することを警告することができ、環境への暴露による健康への影響を避けることができる。
本発明は、当業者による任意の変更、改良をすることができ、いずれも本願特許請求の範囲内であることを留意されたい。
１：本体
１１：チャンバー
１２：第１ガス進入口
１３：第２ガス進入口
１４：排気口
２：ガス検測モジュール
２１：チャンバー本体
２１１：分割シート
２１２：第１ハウジング
２１３：第２ハウジング
２１４：欠け口
２１５：開口
２１６：排気孔
２１７：収納溝
２２：載置板
２２１：通気口
２２２：接続器
２３：センサー
２４：アクチュエーター
２４１：ガス進入板
２４１ａ：ガス進入孔
２４１ｂ：合流ガイド孔
２４１ｃ：合流チャンバー
２４２：共振シート
２４２ａ：中空孔
２４２ｂ：可動部材
２４２ｃ：固定部材
２４３：圧電アクチュエーター
２４３ａ：浮遊板
２４３１ａ：第１表面
２４３２ａ：第２表面
２４３ｂ：外枠
２４３１ｂ：取付け表面
２４３２ｂ：下表面
２４３ｃ：接続部材
２４３ｄ：圧電素子
２４３ｅ：隙間
２４３ｆ：凸部
２４３１ｆ：凸部表面
２４４：絶縁シート
２４５：導電シート
２４６：チャンバー空間
３：微粒子検測モジュール
３１：入り口経路
３２：出口経路
４：制御モジュール
４１：処理器
４２：通信素子
４３：電池
５：外部装置
６：電力供給装置
Ｌ：長さ
Ｗ：幅
Ｈ：高さ
Ａ：気流経路
Ｃ：インターフェース
ｇ：チャンバー間隔
１１：チャンバー
１２：第１ガス進入口
１３：第２ガス進入口
１４：排気口
２：ガス検測モジュール
２１：チャンバー本体
２１１：分割シート
２１２：第１ハウジング
２１３：第２ハウジング
２１４：欠け口
２１５：開口
２１６：排気孔
２１７：収納溝
２２：載置板
２２１：通気口
２２２：接続器
２３：センサー
２４：アクチュエーター
２４１：ガス進入板
２４１ａ：ガス進入孔
２４１ｂ：合流ガイド孔
２４１ｃ：合流チャンバー
２４２：共振シート
２４２ａ：中空孔
２４２ｂ：可動部材
２４２ｃ：固定部材
２４３：圧電アクチュエーター
２４３ａ：浮遊板
２４３１ａ：第１表面
２４３２ａ：第２表面
２４３ｂ：外枠
２４３１ｂ：取付け表面
２４３２ｂ：下表面
２４３ｃ：接続部材
２４３ｄ：圧電素子
２４３ｅ：隙間
２４３ｆ：凸部
２４３１ｆ：凸部表面
２４４：絶縁シート
２４５：導電シート
２４６：チャンバー空間
３：微粒子検測モジュール
３１：入り口経路
３２：出口経路
４：制御モジュール
４１：処理器
４２：通信素子
４３：電池
５：外部装置
６：電力供給装置
Ｌ：長さ
Ｗ：幅
Ｈ：高さ
Ａ：気流経路
Ｃ：インターフェース
ｇ：チャンバー間隔
Claims (11)
- ガス検測装置であって、本体と、ガス検測モジュールと、微粒子検測モジュールと、制御モジュールとを含み、
前記本体は、長さと幅と高さとで構成されるポータブル式外観寸法を有し、且つ、内部にはチャンバーを有し、且つ、第１ガス進入口と、第２ガス進入口と、排気口とが設けられ、前記チャンバーに連通し、
前記ガス検測モジュールは、チャンバー本体と、載置板と、センサーと、アクチュエーターとを含み、前記チャンバー本体は、前記第１ガス進入口の下方に設けられ、且つ、内部は、分割シートにより、第１ハウジングと第２ハウジングとに分割され、前記分割シートは、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとを互いに連通する欠け口を有し、前記第１ハウジングは開口を有し、前記第２ハウジングは排気孔を有し、前記載置板は、前記チャンバー本体の下方に構設され、且つ前記センサーをパッケージングして電気的に接続され、前記センサーが前記開口に挿入して前記第１ハウジング内部に位置され、前記アクチュエーターは、前記第２ハウジング内に設けられ、且つ前記センサーと隔離され、前記アクチュエーターは、ガスが第１ガス進入口より導入され、且つ前記センサーにより検測され、前記チャンバー本体の前記排気孔から外部に排出されるように制御し、
前記微粒子検測モジュールは、前記本体の前記チャンバー内部に設けられ、且つ、入り口経路と出口経路とを有し、さらに、内部には、微粒子センサーを有し、前記入り口経路は、前記本体の前記第２ガス進入口に対応して設けられ、前記出口経路は、前記本体の前記排気口に対応して設けられ、ガスが前記入り口経路より内部に進入して、前記微粒子センサーにより微粒子の濃度を検測して、前記出口経路から排出され、
前記制御モジュールは、前記ガス検測モジュール及び前記微粒子検測モジュールの検測動作を制御し、前記ガス検測モジュールと前記微粒子検測モジュールが検測した情報を検測データに変換して保存し、また、外部装置に伝送して保存することができる、ことを特徴とするガス検測装置。 - 前記本体の前記長さは、９２ｍｍ～１０２ｍｍであり、前記幅は４１ｍｍ～６１ｍｍであり、前記高さは１９ｍｍ～２３ｍｍであるポータブル式外観寸法を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のガス検測装置。
- 前記本体の前記長さは９７ｍｍであり、前記幅は５１ｍｍであり、前記高さは２１ｍｍである、ことを特徴とする請求項２に記載のガス検測装置。
- 前記ガス検測モジュールの前記チャンバー本体の底部に収納溝が設けられ、前記収納溝は、前記載置板が挿入して位置決めすること、且つ、前記チャンバー本体の底部を密封することに用いられ、前記載置板は、通気口を有し、前記通気口は、前記第２ハウジングの前記排気孔に対応して設けられ、検測完了後のガスが前記チャンバー本体の外部に排出される、ことを特徴とする請求項１に記載のガス検測装置。
- 前記センサーはガスセンサーである、ことを特徴とする請求項１に記載のガス検測装置。
- 前記ガスセンサーは、酸素ガスセンサー、一酸化炭素ガスセンサー、二酸化炭素ガスセンサー、揮発性有機化合物センサー、細菌センサー、ウイルスセンサー、及び微生物センサーのうち少なくとも１つ又は任意の組合せである、ことを特徴とする請求項５に記載のガス検測装置。
- 前記アクチュエーターは、微小な電気機械ガスポンプである、ことを特徴とする請求項１に記載のガス検測装置。
- 前記アクチュエーターは、ガスポンプであり、ガス進入板と、共振シートと、圧電アクチュエーターとを含み、
前記ガス進入板は、少なくも一つのガス進入孔と、少なくも一つの合流ガイド孔と、合流チャンバーとを含み、前記少なくも一つのガス進入孔は、気流輸送のために用いられ、前記合流ガイド孔は、前記ガス進入孔に対応して設けられ、且つ、前記ガス進入孔の気流を前記合流チャンバーに合流させ、
前記共振シートは、前記合流チャンバーに対応する中空孔を有し、且つ、前記中空孔の周囲領域は、可動部材で構成され、
前記圧電アクチュエーターは、前記共振シートに対応して設けられ、前記圧電アクチュエーターは、浮遊板と、外枠と、少なくも一つの接続部材と、圧電素子とを含み、
前記浮遊板は、第１表面と第２表面とを有し、前記第１表面に凸部を有し、
前記外枠は、前記浮遊板の外側を囲むように設けられ、且つ取付け表面を有し、
前記少なくも一つの接続部材は、前記浮遊板と前記外枠との間に連結され、弾性力を提供して前記浮遊板を支持し、前記浮遊板の前記第１表面と前記外枠の前記取付け表面とが同一平面でないように構成され、前記浮遊板の前記第１表面と前記共振シートとがチャンバー間隔を保持させ、
前記圧電素子は、前記浮遊板の前記第２表面に貼り付けられ、電圧が印加されると前記浮遊板の湾曲振動を駆動し、
前記共振シートと前記圧電アクチュエーターとの間にチャンバー空間が形成され、前記圧電アクチュエーターが駆動されると、ガスが前記ガス進入板の前記少なくも一つのガス進入孔より導入され、前記少なくも一つの合流ガイド孔を通して前記合流チャンバーに合流され、前記共振シートの前記中空孔に輸送され、前記圧電アクチュエーターと前記共振シートの前記可動部材とが共振することによって、気流を輸送する、ことを特徴とする請求項１に記載のガス検測装置。 - 前記制御モジュールは、処理器と通信素子とを含み、前記処理器は、前記通信素子と、前記ガス検測モジュールの前記センサーと、前記アクチュエーターと、前記微粒子検測モジュールの前記微粒子センサーの作動を制御し、且つ、前記センサー及び前記微粒子センサーが検測した結果を前記検測データに変換し、前記検測データは、前記通信素子により、前記外部装置に伝送して保存され、前記外部装置は、クラウドシステム、ポータブル式装置、コンピュータシステムのうち少なくとも１つである、ことを特徴とする請求項１に記載のガス検測装置。
- 前記微粒子センサーは、ＰＭ２．５センサーである、ことを特徴とする請求項１に記載のガス検測装置。
- ガス検測装置であって、少なくも一つの本体と、少なくも一つのガス検測モジュールと、少なくも一つの微粒子検測モジュールと、少なくも一つの制御モジュールとを含み、
前記少なくも一つの本体は、少なくも一つの長さと、少なくも一つの幅と、少なくも一つの高さとで構成されるポータブル式外観寸法を有し、且つ、内部には少なくも一つのチャンバーを有し、且つ、少なくも一つの第１ガス進入口と、少なくも一つの第２ガス進入口と、少なくも一つの排気口とが設けられ、前記チャンバーに連通し、
前記少なくも一つのガス検測モジュールは、少なくも一つのチャンバー本体と、少なくも一つの載置板と、少なくも一つのセンサーと、少なくも一つのアクチュエーターとを含み、前記チャンバー本体は、前記第１ガス進入口の下方に設けられ、且つ、内部は、少なくも一つの分割シートにより、少なくも一つの第１ハウジングと少なくも一つの第２ハウジングとに分割され、前記分割シートは、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとを互いに連通する少なくも一つの欠け口を有し、前記第１ハウジングは少なくも一つの開口を有し、前記第２ハウジングは少なくも一つの排気孔を有し、前記載置板は、前記チャンバー本体の下方に構設され、且つ前記センサーをパッケージングして電気的に接続され、前記センサーが前記開口に挿入して前記第１ハウジング内部に位置され、前記アクチュエーターは、前記第２ハウジングに設けられ、且つ、前記センサーと隔離され、前記アクチュエーターは、ガスが前記第１ガス進入口より導入され、前記センサーによって検測を行い、前記チャンバー本体の前記排気孔から外部に排出されるように制御し、
前記少なくも一つの微粒子検測モジュールは、前記本体の前記チャンバー内に設けられ、少なくも一つの入り口経路と少なくも一つの出口経路とを有し、さらに、内部には少なくも一つの微粒子センサーを有し、前記入り口経路は、前記本体の前記第２ガス進入口に対応して設けられ、前記出口経路は、前記本体の前記排気口に対応して設けられ、ガスが前記入り口経路より内部に進入し、前記微粒子センサーにより微粒子の濃度を検測して、前記出口経路から排出され、
前記少なくも一つの制御モジュールは、前記ガス検測モジュールと前記微粒子検測モジュールの検測動作を制御し、前記ガス検測モジュール及び前記微粒子検測モジュールが検測した情報を少なくも一つの検測データに変換して保存し、また、少なくも一つの外部装置に伝送して保存することができる、ことを特徴とするガス検測装置。
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