TWI603068B - 氣體濃度偵測裝置及其偵測方法 - Google Patents

氣體濃度偵測裝置及其偵測方法 Download PDF

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氣體濃度偵測裝置及其偵測方法
本發明有關於一種氣體濃度偵測裝置及其偵測方法,尤指一種使用可選擇性產生時序訊號及校正感測訊號之控制模組的氣體濃度偵測裝置及其偵測方法。
目前的氣體濃度偵測裝置其原理在於,提供一光束至待測的氣體(例如二氧化碳、一氧化碳、氨氣、甲烷),光束通過待測氣體後會因為待測氣體的濃度衰弱。因此,感測器可依據所接收通過待測氣體的光束,進一步判斷待測氣體的濃度變化。
但是,氣體濃度偵測裝置的使用上往往會因為光源衰退、感測器耗損等,導致感測器量測到的量測訊號不準確的情況。因此,氣體濃度偵測裝置在上通常都會設定一段校正時間,以提供穩定的量測訊號。
然而,氣體濃度偵測裝置在進行校正期間,並無法提供量測訊號。所以導致習知的氣體濃度偵測裝置整合量測訊號所輸出的氣體濃度訊號呈現片段的情況,大大降低了氣體濃度偵測裝置偵測氣體濃度的效率。舉例來說,目前市售的氣體濃度偵測裝置僅能達到兩秒提供一次氣體濃度訊號。
本發明所要解決的技術問題在於,針對現有技術的不足提供一種氣體濃度偵測裝置及其偵測方法。
為了解決上述的技術問題,本發明所採用的其中一技術方案是,提供一種氣體濃度偵測裝置,包括多個氣體濃度量測模組及控制模組。控制模組耦接於多個氣體濃度量測模組。每一個氣體濃度量測模組包括氣室、訊號產生單元及感測單元。氣室內被導入一待測氣體。訊號產生單元耦接於氣室,以產生一進入氣室且通過待測氣體的量測媒介。感測單元耦接於氣室,以接收通過待測氣體的量測媒介。控制模組耦接於多個氣體濃度量測模組,且控制模組提供多個時序訊號,其中每一個時序訊號控制相對應的訊號產生單元產生量測媒介進入氣室且通過待測氣體。感測單元接收量測媒介,並相對應輸出一感測訊號,且控制模組校正感測單元所輸出的每一個感測訊號,以相對應得到一校正後的感測訊號,接著控制模組整合多個校正後的感測訊號,以獲得一氣體濃度訊號。
為了解決上述的技術問題,本發明所採用的另外一技術方案是,提供一種氣體濃度偵測裝置之偵測方法。氣體濃度偵測裝置包括多個氣體濃度量測模組及一控制模組。每一個氣體濃度量測模組包括被導入一待測氣體的一氣室、一訊號產生單元及一感測單元,氣體濃度偵測裝置之偵測方法包括以下步驟。步驟A:控制模組提供多個時序訊號,且每一個訊號產生單元依據相對應的時序訊號產生量測媒介進入氣室且通過待測氣體。步驟B:感測單元接收量測媒介,並相對應輸出一感測訊號。步驟C:控制模組校正感測單元所輸出的每一個感測訊號,以相對應得到一校正後的感測訊號。步驟D:控制模組整合多個校正後的感測訊號以獲得一氣體濃度訊號。
綜上所述,本發明的有益效果可以在於,本發明實施例所提 供的氣體濃度偵測裝置及其偵測方法,通過控制模組依時序控制多個氣體濃度量測模組,以快速地提供一連續性的氣體濃度訊號。實際上,通過本發明之偵測方法所測得氣體濃度訊號的速率可達到每秒一百次的輸出量。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖,然而所附圖式僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。
D‧‧‧氣體濃度偵測裝置
1‧‧‧第一氣體濃度量測模組
10‧‧‧第一氣室
11‧‧‧第一訊號產生單元
12‧‧‧第一感測單元
101、101’‧‧‧第一通氣孔
2‧‧‧第二氣體濃度量測模組
20‧‧‧第二氣室
21‧‧‧第二訊號產生單元
22‧‧‧第二感測單元
201、201’‧‧‧第二通氣孔
5‧‧‧控制模組
51‧‧‧時序處理單元
52‧‧‧訊號處理單元
521‧‧‧校正元件
522‧‧‧整合元件
523‧‧‧傳輸元件
6‧‧‧加壓模組
St1‧‧‧第一時序訊號
St2‧‧‧第二時序訊號
Ss1‧‧‧第一感測訊號
Ss2‧‧‧第二感測訊號
Sc1‧‧‧校正後的第一感測訊號
Sc2‧‧‧校正後的第二感測訊號
C1‧‧‧第一氣體濃度訊號
C2‧‧‧第二氣體濃度訊號
Ct‧‧‧氣體濃度訊號
RM‧‧‧重置模式
WM‧‧‧工作模式
t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9、t10、t11、t12、t13‧‧‧時間點
S101~S112‧‧‧步驟流程
圖1為本發明第一實施例之氣體濃度偵測裝置的結構示意圖。
圖2為本發明第一實施例之氣體濃度偵測裝置的結構配置圖。
圖3為本發明第二實施例之氣體濃度偵測裝置的結構配置圖。
圖4為本發明第三實施例之氣體濃度偵測裝置的結構配置圖。
圖5為本發明第四實施例之氣體濃度偵測裝置的結構配置圖。
圖6為本發明第五實施例之氣體濃度偵測裝置的結構配置圖。
圖7為本發明第六實施例之氣體濃度偵測裝置的結構配置圖。
圖8為本發明任一實施例之偵測方法的流程圖。
圖9為本發明任一實施例之感測訊號的訊號校正圖。
以下係藉由特定的具體實例說明本發明所揭露「氣體濃度偵測裝置及其偵測方法」的實施方式,熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示的內容輕易瞭解本發明的其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用,本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用,在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。又本發明的圖式僅為簡單說明,並非依實際尺寸描繪,亦即未反應出相關構成的實際尺寸,先予敘明。以下的實施方式係進一步詳細說明本發明的相關技術內容,但並非用以 限制本發明的技術範疇。
應理解,雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件或信號等,但此等元件或信號不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件,或者一信號與另一信號。另外,如本文中所使用,術語「或」視實際情況可能包括相關聯之列出項目中之任一者或者多者之所有組合。
首先,請參閱圖1,圖1為本發明第一實施例之氣體濃度偵測裝置的結構示意圖。本發明實施例提供一氣體濃度偵測裝置D,以連續偵測並輸出氣體濃度訊號,氣體濃度偵測裝置D包含多個氣體濃度量測模組及一控制模組5,控制模組5耦接於多個氣體濃度量測模組。附帶一提,本發明中的氣體濃度偵測裝置D可應用於醫療產業,以偵測呼吸器中氣體濃度的變化;亦可應用於工業產業,以偵測工業廢氣中的氣體濃度變化,本發明並未特定限制氣體濃度偵測裝置之應用領域。
詳細來說,氣體濃度偵測裝置D所包含的多個氣體濃度量測模組中,每一個氣體濃度量測模組皆具有相同結構,以下將取其中一個氣體濃度量測模組(例如為第一氣體濃度量測模組1)進行介紹。此外,每一個氣體濃度量測模組內所容置的待測氣體係來自相同的來源,或是具有類似的氣體性質。第一氣體濃度量測模組1具有一第一氣室10、一第一訊號產生單元11及一第一感測單元12,且第一氣室10分別耦接於第一訊號產生單元11及第一感測單元12。於本實施例中,第一訊號產生單元11及第一感測單元12都設置於第一氣室10內,且第一訊號產生單元11及第一感測單元12分別設置於第一氣室10的兩相對側端。第一氣室10內被導入一待測氣體。於其他實施例當中,每一個氣體濃度量測模組也可以具有不同結構,所屬技術領域具有通常知識者應能依實際需求進行變化,本發明不以此為限。值得一提的是,第一訊號產生單元11亦可設置於第一氣室10外部,只要第一訊號產生單元 11可提供量測媒介至第一氣室10即可。此外,第一感測單元12亦可設置於第一氣室10外部,只要第一感測單元12可接收通過待測氣體的量測媒介即可。
第一訊號產生單元11產生一進入第一氣室10且通過待測氣體的量測媒介。第一感測單元12接收通過待測氣體的量測媒介,並根據量測媒介感測待測氣體的氣體濃度變化,依量測媒介產生感測訊號。
舉例來說,氣體濃度量測模組可以採用NDIR(Non-dispersive Infrared,非分散型紅外光吸收)法。即,利用紅外光通過待測氣體時的光變化,以計算一氣體濃度訊號之方法。此時,第一訊號產生單元11可以為一光束發射元件,例如為紅外光發射元件。第一感測單元12為一光感測元件。當光束發射元件產生一光束至待測氣體後,光束通過待測氣體照射至光感測元件。光感測元件依據所接收到的光束,輸出一光感測訊號至控制模組5。
此外,氣體濃度量測模組也可以採用電阻式氣體量測之方法。即,於高溫狀態下,利用電阻表面與待測氣體所產生的吸附作用,而改變電阻以計算氣體濃度訊號之方法。此時,第一訊號產生單元11可以為一發熱元件。第一感測單元12為一電阻。當發熱元件產生一熱能至電阻,待測氣體會因為電阻表面的吸附作用而附著或脫離於電阻,使得電阻的電阻值改變。接著,電阻根據電流以及改變後的電流值產生一電訊號。控制模組根據電訊號的大小判斷電阻值,進而計算出待測氣體的氣體濃度。
值得一提的是,於本實施例中,氣體濃度偵測裝置D所包含的多個氣體濃度量測模組係使用相同的方法量測氣體濃度。然而,本發明實施例並不以此為限。於其他實施例中,該些氣體濃度量測模組亦可分別使用不同的偵測方法去量測待測氣體的氣體濃度。舉例來說,第一氣體濃度量測模組1使用NDIR法量測氣體濃度,而第二氣體濃度量測模組2使用電阻式氣體量測法量測 氣體濃度。此時,第一氣體濃度量測模組1的結構將與第二氣體濃度量測模組2不同。
控制模組5例如為一控制器或微控制器,控制模組5分別提供多個時序訊號選擇性地控制多個訊號產生單元。詳細而言,控制模組5具有一時序處理單元51及一訊號處理單元52,時序處理單元51依時間變化分別產生不同的時序訊號至該些訊號產生單元。每一個時序訊號控制相對應的訊號產生單元產生量測媒介,使得量測媒介進入氣室且通過待測氣體。訊號處理單元52則接收該些感測單元輸出的感測訊號,並對該些感測訊號進行後續的訊號處理,以產生氣體濃度訊號。
請參閱圖1,控制模組5中的時序處理單元51分別提供不同的時序訊號至不同的訊號產生單元,使得每一個訊號產生單元分別依時序產生量測媒介至氣室內部的待測氣體。感測單元分別接收通過待測氣體的量測媒介,並且依據所接收到的量測媒介分別輸出感測訊號至控制模組5。
控制模組5中的訊號處理單元52接收來自不同感測單元的感測訊號。接著,訊號處理單元52分別校正感測單元所輸出的每一個感測訊號,以相對應地得到校正後的感測訊號。
進一步說,訊號處理單元52還別包括一校正元件521、一整合元件522及一傳輸元件523。整合元件522耦接於校正元件521及傳輸元件523。校正元件521用以校正該些感測訊號,並分別產生多個校正後的感測訊號。而詳細計算以得到校正後的感測訊號之過程將於下方段落介紹。整合元件522用以接收該些校正後的感測訊號,並整合該些校正後的感測訊號以獲得氣體濃度訊號。傳輸元件523用以輸出氣體濃度訊號。
值得一提的是,時序處理單元51所提供至訊號產生單元的時序訊號,可以使得訊號產生單元同時產生量測媒介至待測氣體。或者,訊號產生單元可以同時都不產生量測媒介至待測氣體。亦 或是訊號產生單元交錯地產生量測媒介,例如:其中一訊號產生單元提供量測媒介時,另外一訊號產生單元不提供量測媒介。所屬技術領域具有通常知識者應能依實際情況與需求通過調整時序訊號,使得不同的訊號產生單元選擇性地產生量測媒介,以完成本發明。
請參閱圖2,圖2為發明第一實施例之氣體濃度偵測裝置的結構配置圖。本發明所提供之多個氣體濃度量測模組中之多個訊號產生單元之中的其中兩個設置於相同側邊。舉例來說,第一實施例中的氣體濃度偵測裝置(如圖2所示),包含第一氣體濃度量測模組1及第二氣體濃度量測模組2。第二氣體濃度量測模組2具有一第二氣室20、一第二訊號產生單元21及一第二感測單元22。第二氣體濃度量測模組2的具體結構與第一氣體濃度量測模組1的結構大抵相同,於此不再贅述。於本發明第一實施例中,第一氣體濃度量測模組1與第二氣體濃度量測模組2相互結合,且第一訊號產生單元11與第二訊號產生單元21設置於相同側邊,第一感測單元12與二感測單元22設置於相同的另一側邊。
請參閱圖3,圖3為本發明第二實施例之氣體濃度偵測裝置的結構配置圖。本發明第二實施例中的多個氣體濃度量測模組,與圖2之第一實施例中之氣體濃度量測模組不同的是,第二實施例中的第一氣體濃度量測模組1與第二氣體濃度量測模組2係分開設置。
請參閱圖4,圖4為本發明第三實施例之氣體濃度偵測裝置的結構配置圖。本發明第三實施例中的多個氣體濃度量測模組之多個訊號產生單元之中的其中兩個成對角線設置。舉例來說,第三實施例中的第一訊號產生單元11與第二訊號產生單元21呈對角線設置,第一感測單元12與二感測單元22呈另一對角線設置,且兩對角線呈現交叉狀。
請參閱圖5,圖5為本發明第四實施例之氣體濃度偵測裝置的 結構配置圖。本發明第四實施例中的多個氣體濃度量測模組,與圖4之第三實施例中之氣體濃度量測模組不同的是,第四實施例中的第一氣體濃度量測模組1與第二氣體濃度量測模組2係分開設置。
請參閱圖6,圖6為本發明第五實施例之氣體濃度偵測裝置的結構配置圖。與圖2之第一氣體濃度偵測裝置不同的是,本發明第五實施例之氣體濃度偵測裝置,還包括一加壓模組6,例如為幫浦裝置或是風扇裝置,加壓模組6耦接於多個氣體濃度量測模組。每一個氣體濃度量測模組的氣室都具有至少一個通氣孔。加壓模組6可以通過多個氣室上的至少一通氣孔導入待測氣體,作為欲量測氣體濃度的樣品。
詳細來說,如圖6所示,第五實施例之氣體濃度偵測裝置中,第一氣體濃度量測模組1與第二氣體濃度量測模組2相互結合。因此,加壓模組6通過第一氣體濃度量測模組1上的第一通氣孔101,及第二氣體濃度量測模組2上的第二通氣孔201分別導入待測氣體。抑或是,加壓模組6通過第一氣體濃度量測模組1上的第一通氣孔101,及第二氣體濃度量測模組2上的第二通氣孔201分別抽出氣室內的待測氣體。第一通氣孔101設置在第一氣室10的一側壁,且該側壁遠離第二氣體濃度量測模組2。第二通氣孔201設置在第二氣室20的一側壁,且該側壁遠離第一氣體濃度量測模組1。
請參閱圖7,圖7為本發明第六實施例之氣體濃度偵測裝置的結構配置圖。與圖6之氣體濃度偵測裝置不同的是,本發明第六實施例中的第一氣體濃度量測模組1與第二氣體濃度量測模組2係分開設置。並且第一通氣孔101’設置在第一氣室10’的一側壁,且該側壁相鄰於第二氣體濃度量測模組2。第二通氣孔201’設置在第二氣室20’的一側壁,且該側壁相鄰於第一氣體濃度量測模組1。
以下將針對氣體濃度偵測裝置D之偵測方法的流程做進一步介紹。配合圖1,請參考圖8,圖8為本發明任一實施例之偵測方法的流程圖。於本實施例中,氣室內已通過加壓模組預先導入欲待測氣體。於步驟S101中,控制模組5提供多個時序訊號以選擇性地控制多個訊號產生單元。具體來說,控制模組5中的時序處理單元51提供一第一時序訊號St1至第一訊號產生單元11,且提供一第二時序訊號St2至第二訊號產生單元21。附帶一提,第一時序訊號St1與第二時序訊號St2可以完全相同、完全不同、或依照時間差錯開相同的訊號以形成交錯的訊號,所屬技術領域通常知識者可依實際情況與需求進行訊號調整。於本實施例中,第一時序訊號St1與第二時序訊號St2係不同的訊號,使得第一訊號產生單元11及第二訊號產生單元21交錯地提供量測媒介。
於步驟S102中,第一訊號產生單元11及第二訊號產生單元21分別接收不同的時序訊號St1、St2後,依據時序訊號分別提供量測媒介至待測氣體。接著,進入步驟S103。
於步驟S103中,感測單元根據所接收的量測媒介分別產生感測訊號。如圖1所示,第一訊號產生單元11依據第一時序訊號St1,提供量測媒介至第一氣室10中的待測氣體,而通過該待測氣體的量測媒介會由第一感測單元12接收,並且第一感測單元12產生一第一感測訊號Ss1。同時,第二訊號產生單元21依據第二時序訊號St2,提供量測媒介至第二氣室20中的待測氣體,而通過該待測氣體的量測媒介會由第二感測單元22接收,並且第二感測單元22產生一第二感測訊號Ss2。
於步驟S104中,感測單元分別輸出感測訊號至控制模組5。具體來說,第一感測單元12輸出第一感測訊號Ss1至控制模組5中的訊號處理單元52。同時,第二感測單元22輸出第二感測訊號Ss2至控制模組5的訊號處理單元52。
於步驟S105中,控制模組5接收第一感測訊號Ss1及第二感 測訊號Ss2,並且判斷第一感測單元12是否進入一重置模式。具體來說,第一感測單元12具有自動重置功能,使得第一感測單元12可以每隔一段間隔時間就自動進入重置模式。或者,第一感測單元12可以接收中央控制器(圖1未繪示)輸出的重置訊號而進入重置模式。如此一來,第一感測單元12於一工作模式中輸出的第一感測訊號Ss1為邏輯高準位,而第一感測單元12於重置模式中輸出的第一感測訊號Ss1為邏輯低準位。附帶一提,第二感測單元22可透過相同的手段切換於工作模式與重置模式之間,故於此不再多加冗述。
另一方面,時序處理單元51可以在第一感測單元12進入重置模式時,控制第一訊號產生單元11不提供量測媒介,以節省氣體濃度偵測裝置D整體的電力消耗。
校正元件521由第一感測訊號Ss1判斷第一感測單元12處於工作模式或重置模式,且由第二感測訊號Ss2判斷第二感測單元22處於工作模式或重置模式。
若校正元件521判斷第一感測單元12進入重置模式,則進入步驟S106。反之,若校正元件521判斷第一感測單元12沒有進入重置模式,則進入步驟S107。
於步驟S106中,若第一感測單元12進入重置模式,控制模組5對應地擷取第二感測單元22所量測的第二感測訊號Ss2。詳細來說,當第一感測單元12進入重置模式時,第二感測單元22處於工作模式。因此,控制模組5中的校正元件521擷取第二感測訊號Ss2。接著,進入步驟S108。
於步驟S108中,控制模組5依據第二感測訊號Ss2中的一邏輯高準位與一邏輯低準位計算出一差值,作為校正後的感測訊號。具體來說,校正元件521判斷第二感測訊號Ss2中的邏輯高準位及邏輯低準位,將其邏輯高準位與邏輯低準位的差值作為校正後的第二感測訊號Sc2。接著,進入步驟S110中。於步驟S110 中,控制模組5的整合元件522依據校正後的第二感測訊號Sc2,計算一第二氣體濃度訊號C2,並進入步驟S112。
於步驟S107中,若第一感測單元12沒有進入重置模式,控制模組5對應地擷取第一感測單元12所量測的第一感測訊號Ss1。詳細來說,當第一感測單元12沒有進入重置模式時,第一感測單元12處於工作模式。因此,控制模組5中的校正元件521擷取第一一感測訊號Ss1。接著,進入步驟S109。
於步驟S109中,控制模組5依據第一感測訊號Ss1中的一邏輯高準位與一邏輯低準位計算出一差值,作為校正後的感測訊號。具體來說,校正元件521判斷第一感測訊號Ss1中的邏輯高準位及邏輯低準位,將其邏輯高準位與邏輯低準位的差值作為校正後的第一感測訊號Sc1。接著,進入步驟S111中。於步驟S111中,控制模組5的整合元件522依據校正後的第一感測訊號Sc1,計算一第一氣體濃度訊號C1,並進入步驟S112。
於步驟S112中,控制模組5中的傳輸元件523接收第一氣體濃度訊號C1及第二氣體濃度訊號C2。接著,傳輸元件523整合第一氣體濃度訊號C1及第二氣體濃度訊號C2,以獲得一氣體濃度訊號Ct。
值得一提的是,控制模組5亦可不包括整合元件522及傳輸元件523。因此,於步驟S107及S108中,校正元件521直接擷取第一感測訊號Ss1及第二感測訊號Ss2,並輸出校正後的第一感測訊號Sc1或校正後的第二感測訊號Sc2至後端處理設備,以獲得氣體濃度訊號。
以下將具體介紹控制模組5接收不同的感測訊號,以獲得一氣體濃度訊號Ct的過程。配合圖1及8,請參閱圖9,圖9為本發明任一實施例之感測訊號的訊號校正圖。
訊號產生單元(例如為上述之第一訊號產生單元11及第二訊號產生單元21)分別依時序訊號提供不同的量測媒介,且感測單元 (例如為上述之第一感測單元12及第二感測單元22)接收不同的量測媒介,並依時序選擇性的進入重置模式RM或工作模式WM。
更進一步來說,重置模式RM包括不穩定期及重置期。於重置期期間,感測單元處於重置狀態,以重置感測單元內部的參數。此時,感測單元在接收到量測媒介後,並無法正確地感測量測媒介並輸出感測訊號。而不穩定期介於感測單元完成重置至進入工作模式之間,或者感測單元介於工作模式與重置期之間。於不穩定期期間,感測單元同樣無法正確地感測量測媒介並輸出感測訊號。舉例來說:第一感測單元11輸出的第一感測訊號Ss1可能呈現快速衰退或快速上升,而產生不穩定的訊號變化,即不穩定期。反之,工作模式WM為正常感測期,感測單元所輸出的感測訊號呈現相對穩定的狀態。
參閱圖1及9,第一感測單元12及第二感測單元22依時間變化進入不同的模式。於時間點t1至t4間,第一感測單元12處於重置模式RM,故第一感測單元12無法正確地產生第一感測訊號Ss1。具體來說,於t1至t2內,第一感測單元12處於不穩定期。於時間點t2至t3間,第一感測單元12處於重置期。而於時間點t3至t4內,第一感測單元12同樣處於不穩定期。此時,第二感測單元22處於工作模式WM,並根據量測媒介產生第二感測訊號Ss2。於時間點t4至t7間,第一感測單元12回到工作模式WM。另一方面,第二感測單元22則進入重置模式RM。具體來說,於14至t5內,第二感測單元22處於不穩定期。於時間點t5至t6間,第二感測單元22處於重置期。而於時間點t6至t7內,第二感測單元22同樣處於不穩定期。
於時間點t7至t10間,第一感測單元12再一次進入重置模式RM,以重置內部的參數。而第二感測單元22回到工作模式WM,以根據量測媒介偵測待測氣體的氣體濃度變化。於時間點t10至t13間,第一感測單元12再一次回到工作模式WM,而第二感測 單元22則進入重置模式RM。依此類推,第一感測單元12依時序交錯地處於重置模式RM或工作模式WM,同時第二感測單元22與之相對應依時序地處於工作模式WM或重置模式RM。只要其中一個感測單元處於重置模式RM時,另一個感測單元處於工作模式WM並正常地偵測待測氣體的氣體濃度變化即可。
接著,訊號處理單元52接收第一訊號產生單元11輸入的第一感測訊號Ss1,並計算第一感測訊號Ss1的邏輯高準位及邏輯低準位。訊號處理單元52依據邏輯高準位及邏輯低準位的差值,計算出校正後的第一感測訊號Sc1。另外,校正後的第二感測訊號Sc2的計算方法與校正後的第一感測訊號Sc1過程相同,於此不再贅述。
訊號處理單元52依時間順序擷取不同的校正後的感測訊號,並整合該些校正後的感測訊號以獲得氣體濃度訊號。詳細來說,於時間點t1至t4內,訊號處理單元52判斷第一感測單元12處於重置模式RW。因此,訊號處理單元52擷取校正後的第二感測訊號Sc2,以計算為第二氣體濃度訊號C2。接著,於時間點t4至t7內,訊號處理單元52判斷第二感測單元22處於重置模式RW。因此,訊號處理單元52擷取校正後的第一感測訊號Sc1,以計算為第一氣體濃度訊號C1。訊號處理單元52依時序整合所得到的第一氣體濃度訊號C1及第二氣體濃度訊號C2,以獲得氣體濃度訊號Ct。
本領域技術人員應理解,以上所述只是氣體濃度偵測裝置D一典型實施態樣而已,本發明的後續應用可以在不同的實施態樣上具有各種的變化。
另外,本發明實施例所提供的氣體濃度偵測裝置可以具有三個或其他數量的氣體濃度量測模組。於本發明的技術中,若其中一氣體濃度量測模組於重置模式下,至少一氣體濃度量測模組處於工作模式中,即可完成本發明。所屬技術領域具有通常知識者 應能依實際需求調整氣體濃度量測模組的數量,本發明實施例並不以氣體濃度量測模組的數量作為限制。
〔實施例的可行功效〕
綜上所述,本發明的有益效果可以在於,本發明實施例所提供的氣體濃度偵測裝置及其偵測方法,通過控制模組依時序控制多個氣體濃度量測模組,以快速地提供一連續性的氣體濃度訊號。實際上,通過本發明之偵測方法所測得氣體濃度訊號的速率可達到每秒一百次的輸出量。
本發明另外一有益效果在於,氣體濃度偵測裝置之感測單元可以定時進入重置模式,以進行自我校正。於此,感測單元內部的溫度可以保持在安全的範圍內,以延長元件使用的壽命。此外,訊號提供單元可以在對應地感測單元進入重置模式時,不提供量測媒介,以節省氣體濃度偵測裝置整體之電量消耗。以上所述僅為本發明的較佳可行實施例,非因此侷限本發明的專利範圍,故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化,均包含於本發明的保護範圍內。
D‧‧‧氣體濃度偵測裝置
1‧‧‧第一氣體濃度量測模組
10‧‧‧第一氣室
11‧‧‧第一訊號產生單元
12‧‧‧第一感測單元
2‧‧‧第二氣體濃度量測模組
20‧‧‧第二氣室
21‧‧‧第二訊號產生單元
22‧‧‧第二感測單元
5‧‧‧控制模組
51‧‧‧時序處理單元
52‧‧‧訊號處理單元
521‧‧‧校正元件
522‧‧‧整合元件
523‧‧‧傳輸元件
St1‧‧‧第一時序訊號
St2‧‧‧第二時序訊號
Ss1‧‧‧第一感測訊號
Ss2‧‧‧第二感測訊號
Sc1‧‧‧校正後的第一感測訊號
Sc2‧‧‧校正後的第二感測訊號
C1‧‧‧第一氣體濃度訊號
C2‧‧‧第二氣體濃度訊號

Claims (11)

  1. 一種氣體濃度偵測裝置,其包括:多個氣體濃度量測模組,每一個所述氣體濃度量測模組包括:一氣室,所述氣室內被導入一待測氣體;一訊號產生單元,所述訊號產生單元耦接於所述氣室,以產生一進入所述氣室且通過所述待測氣體的量測媒介;以及一感測單元,所述感測單元耦接於所述氣室,以接收通過所述待測氣體的所述量測媒介;以及一控制模組,所述控制模組耦接於多個所述氣體濃度量測模組,且所述控制模組提供多個時序訊號,其中每一個所述時序訊號控制相對應的所述訊號產生單元產生所述量測媒介進入所述氣室且通過所述待測氣體;其中,所述感測單元接收所述量測媒介,並相對應輸出一感測訊號,且所述控制模組校正所述感測單元所輸出的每一個所述感測訊號,以相對應得到一校正後的感測訊號,接著所述控制模組整合多個所述校正後的感測訊號,以獲得一氣體濃度訊號;其中,每一個所述感測單元依時序選擇性的進入一重置模式或一工作模式;其中,當其中一個所述氣體濃度量測模組處於所述重置模式下時,另外一個所述氣體濃度量測模組處於所述工作模式中。
  2. 如請求項1所述的氣體濃度偵測裝置,其中,多個所述訊號產生單元分別依據所述控制模組所提供的多個所述時序訊號,以交錯地產生所述量測媒介。
  3. 如請求項1所述的氣體濃度偵測裝置,其中,所述控制模組依據所述感測訊號的一邏輯高準位與一邏輯低準位計算出一差值,以獲得所述校正後的感測訊號。
  4. 如請求項1所述的氣體濃度偵測裝置,其中,多個所述氣體濃度量測模組的多個所述訊號產生單元之中的其中兩個設置於相同側邊。
  5. 如請求項1所述的氣體濃度偵測裝置,其中,多個所述氣體濃度量測模組的多個所述訊號產生單元之中的其中兩個成對角線設置。
  6. 如請求項1所述的氣體濃度偵測裝置,還包括:一加壓模組,耦接於多個氣體濃度量測模組,且所述加壓模組通過設置於每一個所述氣室上的至少一通氣孔導入所述待測氣體。
  7. 如請求項1所述的氣體濃度偵測裝置,其中,所述氣體濃度量測模組之所述訊號產生單元係為一光發射元件,以產生一光束至所述待測氣體,且所述感測單元為一光感測元件,所述光感測元件依據所接收的光束輸出一光感測訊號。
  8. 如請求項1所述的氣體濃度偵測裝置,其中,所述氣體濃度量測模組之所述訊號產生單元係為一發熱元件,以產生一熱能至所述感測單元,且所述感測單元為一電阻,所述電阻依據電阻值的變化產生一電訊號。
  9. 一種氣體濃度偵測裝置之偵測方法,所述氣體濃度偵測裝置包括多個氣體濃度量測模組及一控制模組,每一個所述氣體濃度量測模組包括被導入一待測氣體的一氣室、一訊號產生單元及一感測單元,所述氣體濃度偵測裝置之偵測方法包括:步驟A:所述控制模組提供多個時序訊號,且每一個所述訊號產生單元依據相對應的所述時序訊號產生所述量測媒介進入所述氣室且通過所述待測氣體;步驟B:所述感測單元接收所述量測媒介,並相對應輸出一感測訊號; 步驟C:所述控制模組校正所述感測單元所輸出的每一個所述感測訊號,以相對應得到一校正後的感測訊號;以及步驟D:所述控制模組整合多個所述校正後的感測訊號以獲得一氣體濃度訊號;其中,每一個所述感測單元依時序選擇性的進入一重置模式或一工作模式;其中,當其中一個所述氣體濃度量測模組處於所述重置模式下時,另外一個所述氣體濃度量測模組處於所述工作模式中。
  10. 如請求項9所述的氣體濃度偵測裝置之偵測方法,其中於步驟A中,多個所述訊號產生單元分別依據所述控制模組所提供的多個所述時序訊號,交錯地產生所述量測媒介。
  11. 如請求項9所述的氣體濃度偵測裝置之偵測方法,其中於步驟C中,所述控制模組依據所述感測訊號的一邏輯高準位與一邏輯低準位計算出一差值,以獲得所述校正後的感測訊號。
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