TWI534428B - 氣體偵測裝置 - Google Patents

Description

氣體偵測裝置

本發明是有關於一種氣體偵測裝置，且特別是有關於可偵測氣體特性的一種氣體偵測裝置。

傳統的氣體偵測裝置包括一吹管及一流量偵測器。使用者對著吹管送入一氣體，此氣體通過流量偵測器偵測氣體流量。然而，傳統氣體偵測裝置只能測流量，使氣體偵測器的應用範圍受到限制。

因此，如何擴大氣體偵測裝置的應用範圍是本技術領域業者努力的目標之一。

本發明係有關於一種氣體偵測裝置，可偵測待測氣體的特性。

根據本發明之一實施例，提出一種氣體偵測裝置。氣體偵測裝置包括一殼體、一擾流元件、一止逆薄膜及一偵測器。殼體包括一空腔及一排氣孔。擾流元件用以讓一待測氣體渦漩地進入空腔。止逆薄膜連接於擾流元件且用以讓待測氣體單向地流入空腔。偵測器設於空腔內且位於排氣孔與止逆薄膜之間， 用以偵測待測氣體的特性。其中，排氣孔用以讓待測氣體排出。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

100、200、300‧‧‧氣體偵測裝置

110、221‧‧‧殼體

110a‧‧‧空腔

110b、221a‧‧‧凹部

110c‧‧‧排氣孔

111‧‧‧外殼

112‧‧‧內殼

1121‧‧‧止擋壁

120‧‧‧吹管

130‧‧‧擾流元件

131‧‧‧中心柱

132‧‧‧擾流葉片

141‧‧‧邊緣

142‧‧‧中心

140‧‧‧止逆薄膜

150‧‧‧偵測器

151‧‧‧電路板

151a‧‧‧貫孔

152‧‧‧氣體特性偵測元件

155‧‧‧過濾元件

155a‧‧‧通孔

160‧‧‧強制排氣元件

170‧‧‧電線

180‧‧‧電池

190‧‧‧無線收發模組

220‧‧‧進氣模組

C1‧‧‧氣道

D1‧‧‧外徑

L1‧‧‧長度

G1‧‧‧待測氣體

P1、P2‧‧‧氣壓

t1‧‧‧厚度

第1A圖繪示依照本發明一實施例之氣體偵測裝置的剖視圖。

第1B圖繪示第1A圖之氣體偵測裝置的俯視圖。

第2圖繪示待測氣體進入第1A圖之氣體偵測裝置的示意圖。

第3圖繪示第2圖之偵測器偵測待測氣體的示意圖。

第4A圖繪示第3圖之待測氣體被強制排出的示意圖。

第4B圖繪示第4A圖之過濾元件的俯視圖。

第5圖繪示依照本發明另一實施例之氣體偵測裝置的剖視圖。

第6圖繪示依照本發明另一實施例之氣體偵測裝置的外觀圖。

請參照第1A及1B圖，第1A圖繪示依照本發明一實施例之氣體偵測裝置的剖視圖，而第1B圖繪示第1A圖之氣體偵測裝置的俯視圖。氣體偵測裝置100係一小型化的氣體偵測裝置，具有攜帶便利性。一實施例中，氣體偵測裝置100的外徑D1可介於約50毫米至約80毫米之間，而長度L1可介於約90毫米至約120毫米之間，可符合小型化的需求。

氣體偵測裝置100可用來偵測一氣體特性，例如是 人體呼氣的酒精濃度或氣體組成等。氣體偵測裝置100包括殼體110、吹管120、擾流元件130、止逆薄膜140、偵測器150、過濾元件155、強制排氣元件160、電線170、電池180及無線收發模組190。

殼體110包括外殼111及內殼112，其中內殼112 連接於外殼111且位於外殼111內。外殼111具有空腔110a及排氣孔110c，而內殼112具有凹部110b。空腔110a、凹部110b與排氣孔110c係相通。此外，殼體110的材質例如是塑膠、金屬或橡膠等。

吹管120可替換地安裝於內殼112的凹部110b。一實施例中，吹管120的外徑略大於凹部110b的內徑；如此，在稍加施力後，便可將吹管120自凹部110b分離或安裝於凹部110b。由於吹管120具有可替換性，使吹管120成為一可拋棄式的吹管；進一步地說，在吹管120自凹部110b分離後，可拋棄吹管12。只要於下次的氣體偵測時再安裝一新的吹管120於凹部110b，即可進行氣體偵測。

使用者可對著吹管120吹入一待測氣體G1(第2圖)進入空腔110a內，以偵測待測氣體G1的特性。本實施例中，外殼111的空腔110a與內殼112的凹部110b可直接相通，可縮短待測氣體G1從吹管120到空腔110a的流動距離，也可省略吹管120與空腔110a之間的實體管路。

如第1A及1B圖所示，擾流元件130位於凹部110b 內。擾流元件130包括中心柱131及數個擾流葉片132，各擾流葉片132從中心柱131延伸至凹部110b的內側壁。本實施例中，擾流葉片132的數量係8個，然亦可多於或少於8個。本實施例中，殼體110與擾流元件130可以是一體成形結構，例如，殼體110與擾流元件130可採用塑膠射出製程成形；另一實施例中，殼體110與擾流元件130可分別製作完成後，再透過黏合、卡合、焊合、螺合、鉚合等暫時性或永久性結合。擾流元件130的材質例如是塑膠、金屬或橡膠等。當殼體110與擾流元件130係一體成形結構時，擾流元件130的材質可與殼體110相同；當殼體110與擾流元件130分別製成時，擾流元件130的材質可與殼體110相異。

如第1A圖所示，由於尚未吹入待測氣體G1，因此 吹管120內的氣壓P1大致上等於空腔110a的氣壓P2。

請參照第2圖，其繪示待測氣體進入第1A圖之氣體偵測 裝置的示意圖。當要偵測待測氣體G1時，使用者可對著吹管120吹入一待測氣體G1，此時吹管120內的氣壓P1大於空腔110a的氣壓P2，使止逆薄膜140受到一往空腔110a方向的推力，迫使止逆薄膜140與內殼112之間露出一氣道C1，進而使待測氣體G1通過氣道C1進入到空腔110a內。

止逆薄膜140的中心142固定於中心柱131，而止 逆薄膜140的邊緣141相對中心142係可動(如同自由端)。由於擾流葉片132呈螺旋狀，使待測氣體G1在經過擾流葉片132後 會產生渦漩運動且往遠離中心的方向流動，而使待測氣體G1推動止逆薄膜140的邊緣141；由於止逆薄膜140的邊緣141與中心142之間形成一長力臂，使待測氣體G1省力地推動止逆薄膜140，容易使止逆薄膜140的邊緣141與內殼112之間露出氣道C1。一實施例中，止逆薄膜140係不透氣薄膜(不具氣孔)，因此可避免待測氣體G1透過止逆薄膜140的材料本身洩漏至空腔110a。如此一來，待測氣體G1也可用較大的力量(若有洩漏則推動力量下降)推動止逆薄膜140的邊緣141而露出氣道C1。

另外，由於待測氣體G1渦漩地進入空腔110a，因此 可均勻地充滿整個空腔110a，即，待測氣體G1可快速地到達偵測器150，以受到偵測器150的偵測或分析。一實施例中，止逆薄膜140係一透明薄膜，然亦可為半透明或非透明薄膜。一實施例中，止逆薄膜140的厚度t1可介於45微米至55微米之間，然亦可小於45微米或大於55微米。此外，止逆薄膜140的形狀例如是圓形，然亦可為矩形或橢圓形。

一實施例中，止逆薄膜140的材料例如是於聚乙烯 (Polyethylene)、聚氯氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)、聚脂纖維(Polyester)或其組合。此外，止逆薄膜140可以是單層結構或多層結構。以多層結構來說，止逆薄膜140的各層的材料可以是上述材料種類的其中一種或組合。

偵測器150設於空腔110a內且位於排氣孔110c與 止逆薄膜140之間，用以偵測待測氣體G1的特性。偵測器150 包括電路板151及至少一氣體特性偵測元件152。電路板151具有至少一貫孔151a。氣體特性偵測元件152設於電路板151上且朝向空腔110a，以偵測或分析待測氣體G1的特性。此外，另一實施例中，偵測器150也可以是流量計。

本實施例中，電線170可連接電路板151與電池 180，使電池180供電給電路板151，而電池180的配置請參考第6圖。無線收發模組190可以無線通訊技術傳送待測氣體G1的分析結果至外部的接收器(未繪示)，接收器例如是電腦、手機或伺服器。另一實施例中，雖然圖未繪示，然氣體偵測裝置100可更包括一傳輸線，其中傳輸線連接電路板151與外部接收器，使待測氣體G1的分析結果透過傳輸線傳送給外部接收器。

請參照第3圖，其繪示第2圖之偵測器偵測待測氣體的示意 圖。如第3圖所示，當停止吹入待測氣體G1於空腔110a時，由於空腔110a充滿待測氣體G1，因此空腔110a內的氣壓P2大於吹管120內的氣壓P1，使止逆薄膜140的邊緣141往吹管120方向推動而關閉氣道C1(繪示於第2圖)，進而避免空腔110a內的待測氣體G1回流到吹管120。進一步地說，待測氣體G1只能單向地透過止逆薄膜140進入空腔110a，而無法透過止逆薄膜140逆流回吹管120。

一實施例中，止逆薄膜140係不透氣薄膜，即止逆 薄膜140不具氣孔。因此，在第2圖的氣道C1關閉後，可避免空腔110a內的待測氣體G1透過止逆薄膜140的材料本身逆流到吹管120。此外，內殼112包括環形的止擋壁1121，止逆薄膜140 的邊緣141選擇性地受到止擋壁1121的止擋。如第3圖所示，由於空腔110a內的氣壓P2大於吹管120內的氣壓P1，因此止逆薄膜140受到一往吹管120方向作用的壓力，而能更緊密地貼合於止擋壁1121上；如此，空腔110a內的待測氣體G1更難從止逆薄膜140與止擋壁1121之間回流到吹管120。

請參照第4A及4B圖，第4A圖繪示第3圖之待測氣體被 強制排出的示意圖，而第4B圖繪示第4A圖之過濾元件的俯視圖。當偵測完成後，強制排氣元件160可將空腔110a的待測氣體G1強制抽出氣體偵測裝置100外，避免下一次吹入的待測進體G1受到空腔110a內部殘留的待測進體G1的影響，這樣可提升到下一次待測氣體G1的分析準確度。在強制排氣元件160運作時，空腔110a內的氣壓P2大於空腔110a外部的氣壓P3，使空腔110a內的待測氣體G1可被吸出至空腔110a外。此外，如第4A圖所示，在加強強制排氣元件160的排氣能力下，例如是提高強制排氣元件160的轉速，可使吹管120內的氣壓P1大於空腔110a外部的氣壓P3，進而使止逆薄膜140的邊緣141與內殼112之間露出氣道C1；如此一來，擾流元件130內的殘留待測氣體G1也可被強制排出空腔110a外，避免下一次吹入的待測進體G1受到擾流元件130內的殘留待測氣體G1的負面影響，這樣可提升到下一次待測氣體G1的分析準確度。至於是否露出第4A圖的氣道C1可視實際狀況而定，本發明實施例不加以限制。也就是說，在另一實施例中，若無需要，第4A圖所示的氣道C1也可不露出。

如第4A圖所示，由於電路板151具有貫孔151a，使當強 制排氣元件160運作時，空腔110a內的待測氣體G1可透過貫孔151a及排氣孔110c排出氣體偵測裝置100外。一實施例中，強制排氣元件160例如是排氣風扇。雖然圖未繪示，然電線170也可連接強制排氣元件160與電池180，使電池180可提供電力給強制排氣元件160，以運作強制排氣元件160。

如第4B圖所示，過濾元件155具有至少一通孔155a，使當強制排氣元件160運作時，空腔110a內的氣體G1可透過殼體110的貫孔151a、排氣孔110c及過濾元件155的通孔155a排出氣體偵測裝置100外。通孔155a的內徑小於排氣孔110c的內徑。由於過濾元件155的設置，可阻擋外界雜質透過排氣孔110c進入到空腔110a內。

雖然上述實施例的氣體偵測裝置100的可替換的元件係以吹管120為例說明，然本發明實施例不以此為限。

第5圖繪示依照本發明另一實施例之氣體偵測裝置的剖視圖。氣體偵測裝置200包括殼體110、進氣模組220、偵測器150、過濾元件155、強制排氣元件160、電線170、電池180及無線收發模組190。殼體110包括外殼111及內殼112，其中內殼112連接於外殼111且位於外殼111內。內殼112具有凹部110b，進氣模組220可替換地安裝於內殼112的凹部110b。相較於氣體偵測裝置100，本實施例之氣體偵測裝置200之可替換的元件係整組進氣模組220。

進氣模組220包括殼體221、吹管120、擾流元件 130及止逆薄膜140。殼體221具有凹部221a，擾流元件130固定於凹部221a內。具體而言，擾流元件130包括中心柱131及數個擾流葉片132，各擾流葉片132從中心柱131延伸至凹部221a的內側壁。本實施例中，吹管120係可替換地安裝於凹部221a，然亦可與進氣模組220的殼體221一體成形；例如，吹管120與進氣模組220的殼體221可採用塑膠射出製程一體成形。

一實施例中，進氣模組220的殼體221的外徑略大 於內殼112的凹部110b的內徑；如此，在稍加施力後，便可將整組進氣模組220自凹部110b分離或安裝於凹部110b。由於進氣模組220具有可替換性，使進氣模組220成為一可拋棄式的進氣模組；進一步地說，在進氣模組220自凹部110b分離後，可拋棄進氣模組220。只要於下次的氣體偵測時再安裝一新的進氣模組220於凹部110b，即可進行氣體偵測。

第6圖繪示依照本發明另一實施例之氣體偵測裝置的外觀 圖。氣體偵測裝置300包括殼體110、進氣模組120、擾流元件130(未繪示)、止逆薄膜140(未繪示)、偵測器150(未繪示)、過濾元件155(未繪示)、強制排氣元件160(未繪示)、電線170、電池180及無線收發模組190(未繪示)。如圖所示，電池180可設於殼體110外，且以電線170連接於偵測器150(未繪示)，以供電給偵測器150。另一實施例中，電池180也可設於殼體110內。

此外，上述氣體偵測裝置100及200的電池180與電線170的配置方式可類似本發明實施例之氣體偵測裝置300的 電池180與電線170的配置方式，容此不再贅述。

綜上所述，本發明實施例之氣體偵測裝置具有至少以下功效：

(1). 一實施例中，氣體偵測裝置係一小型化的氣體偵測裝置，具有攜帶便利性。

(2). 一實施例中，氣體偵測裝置包括一可替換地的吹管。如此，可增加更換吹管的便利性。

(3). 一實施例中，氣體偵測裝置包括擾流元件。擾流元件可讓吹氣產生渦漩運動，使吹氣快速地接觸偵測器，減少氣體偵測所需時間。

(4). 一實施例中，氣體偵測裝置包括強制排氣元件。強制排氣元件可將殼體內的吹氣快速地排出殼體外，且可將殼體內的吹氣大部分或幾乎全部排出殼體外，以利下次的氣體偵測。

(5). 一實施例中，氣體偵測裝置包括止逆薄膜。止逆薄膜連接於擾流元件，可讓待測氣體單向地流入空腔。

(6). 一實施例中，擾流元件及止逆薄膜可整合於進氣模組，使擾流元件及止逆薄膜可隨進氣模組一起替換。如此，可避免殘留於擾流元件及止逆薄膜的氣體影響下次的吹氣偵測。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤 飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧氣體偵測裝置

110‧‧‧殼體

110a‧‧‧空腔

110b‧‧‧凹部

110c‧‧‧排氣孔

111‧‧‧外殼

112‧‧‧內殼

120‧‧‧吹管

130‧‧‧擾流元件

131‧‧‧中心柱

132‧‧‧擾流葉片

140‧‧‧止逆薄膜

150‧‧‧偵測器

155‧‧‧過濾元件

160‧‧‧強制排氣元件

170‧‧‧電線

180‧‧‧電池

190‧‧‧無線收發模組

D1‧‧‧外徑

L1‧‧‧長度

P1、P2‧‧‧氣壓

Claims (10)

1. 一種氣體偵測裝置，包括：一殼體，包括一空腔及一排氣孔；一擾流元件，用以讓一待測氣體均勻地進入該空腔；一止逆薄膜，連接於該擾流元件且用以讓該待測氣體單向地流入該空腔；以及一偵測器，設於該空腔內且位於該排氣孔與該止逆薄膜之間，用以偵測該待測氣體的特性；其中，該排氣孔用以讓該待測氣體排出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之氣體偵測裝置，其中該偵測器包括：一電路板，具有至少一貫孔，該至少一貫孔用以讓該待測氣體通過；以及一氣體特性偵測元件，設於該電路板且用以偵測該待測氣體的特性。
3. 如申請專利範圍第1項所述之氣體偵測裝置，更包括：一強制排氣元件，設於該空腔外，用以將該空腔內的該待測氣體強制排出該空腔外。
4. 如申請專利範圍第1項所述之氣體偵測裝置，其中該殼體具有一凹部，該氣體偵測裝置更包括：一吹管，可替換地安裝於該凹部。
5. 如申請專利範圍第4項所述之氣體偵測裝置，其中該擾 流元件包括一中心柱及複數個擾流葉片，各該擾流葉片從該中心柱延伸至該殼體的一內側壁。
6. 如申請專利範圍第5項所述之氣體偵測裝置，其中該殼體包括一止擋壁，該止逆薄膜的中心固定於該中心柱，而該止逆薄膜的邊緣係選擇性地受到該止擋壁的止擋。
7. 如申請專利範圍第1項所述之氣體偵測裝置，其中該殼體與該擾流元件係一體成形。
8. 如申請專利範圍第1項所述之氣體偵測裝置，其中該氣體偵測裝置具有一外徑及一長度，該外徑介於50毫米至80毫米之間，而該長度介於90毫米至120毫米之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之氣體偵測裝置，其中該止逆薄膜的厚度介於45微米至55微米之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之氣體偵測裝置，其中該止逆薄膜的材料包括聚乙烯(Polyethylene)、聚氯氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)、聚脂纖維(Polyester)或其組合。