TWI676790B - 氣體監測裝置 - Google Patents

Abstract

一種氣體監測裝置，包含：一本體，具有一監測腔室、至少一進氣口、至少一過濾通口及至少一出氣口，過濾通口設置一進氣濾網；一第一氣體傳感器；一第二氣體傳感器；一第一致動器，用以控制氣體導入；一第二致動器，用以控制氣體導入；一第一微粒監測模組，包含一微粒傳感器；一第二微粒監測模組，包含一微粒傳感器；其中，透過第一氣體傳感器、第一微粒監測模組之微粒傳感器監測氣體，再透過第二氣體傳感器、第二微粒監測模組之微粒傳感器監測氣體，藉以計算出監測腔室內的氣體資訊，判斷進氣濾網更換之時機。

Description

氣體監測裝置

本案關於一種氣體監測裝置，尤指一種可搭配過濾器使用之氣體監測裝置。

近年來，我國與鄰近區域的空氣汙染問題漸趨嚴重，導致日常生活的環境中有許多對人體有害的氣體，若是無法即時監測將會對人體的健康造成影響。

因此，目前有使用者於鼻腔內塞入一具有濾網之過濾器，使得氣體進入鼻腔前，會先藉由過濾器之濾網將氣體過濾後，再吸入人體內；然而，使用者雖可利用過濾器之濾網過濾進入人體內的氣體，但無法確認過濾器之濾網何時需要更換，且由於過濾器上設有濾網，使用者呼吸的力道會因濾網而減弱，減少吸入氣體的量，兩者皆為當前急需克服之問題。

本案之主要目的係提供一種氣體監測裝置，用以監測氣體通過進氣濾網後的空氣品質，提供使用者即時且準確的氣體資訊，此外，使用者於鼻腔內塞入一具有吸氣濾網之過濾器，由於過濾器之吸氣濾網與進氣濾網具有相同材質，因此，藉由判斷進氣濾網更換時機即可以得知 吸氣濾網之過濾效果以及可以判斷更換吸氣濾網的時機，藉以提升過濾器安全使用的可靠性。

本案之一廣義實施態樣為一種氣體監測裝置，包含：一本體，具有一監測腔室、至少一進氣口、至少一過濾通口及至少一出氣口，過濾通口設置有一進氣濾網；一第一氣體傳感器，設置於監測腔室內；一第二氣體傳感器，設置於監測腔室內；一第一致動器，設置於監測腔室內，用以控制氣體導入；一第二致動器，設置於監測腔室內，用以控制氣體導入；一第一微粒監測模組，設置於監測腔室內，並對應進氣口而設置，包含一微粒傳感器；一第二微粒監測模組，設置於監測腔室內，並對應過濾通口而設置，包含一微粒傳感器；其中，第一致動器控制外部氣體導入監測腔室內，透過第一氣體傳感器進行監測氣體，以及透過第一微粒監測模組之微粒傳感器監測氣體中所含懸浮微粒的粒徑及濃度，當第二致動器控制外部氣體由過濾通口導入並通過進氣濾網過濾至監測腔室內，再透過第二氣體傳感器及微粒監測模組之微粒傳感器監測，以計算出監測腔室內過濾氣體之含量及所含懸浮微粒的粒徑及濃度，進而判斷進氣濾網更換之時機。

A‧‧‧過濾器

A1‧‧‧塞環

A2‧‧‧吸氣濾網

1‧‧‧本體

11‧‧‧監測腔室

11a‧‧‧第一腔室

11b‧‧‧第二腔室

12‧‧‧進氣口

13‧‧‧過濾通口

14‧‧‧出氣口

15‧‧‧進氣濾網

2a‧‧‧第一氣體傳感器

2b‧‧‧第二氣體傳感器

3a、3a'‧‧‧第一致動器

3b、3b'‧‧‧第二致動器

31‧‧‧噴氣孔片

31'‧‧‧進氣板

31a‧‧‧連接件

31a'‧‧‧進氣孔

31b‧‧‧懸浮片

31b'‧‧‧匯流排槽

31c‧‧‧中空孔洞

31c'‧‧‧匯流腔室

32‧‧‧腔體框架

32'‧‧‧共振片

32a'‧‧‧中空孔

32b'‧‧‧可動部

32c'‧‧‧固定部

33‧‧‧致動體

33'‧‧‧壓電致動器

33a‧‧‧壓電載板

33a'‧‧‧懸浮板

33b‧‧‧調整共振板

33b'‧‧‧外框

33c‧‧‧壓電板

33c'‧‧‧支架

33d'‧‧‧壓電元件

33e'‧‧‧間隙

33f'‧‧‧凸部

34‧‧‧絕緣框架

34'‧‧‧第一絕緣片

35‧‧‧導電框架

35'‧‧‧導電片

351'‧‧‧導電接腳

352'‧‧‧電極

36‧‧‧共振腔室

36'‧‧‧第二絕緣片

37‧‧‧氣流腔室

37'‧‧‧腔室空間

4a‧‧‧第一微粒監測模組

4b‧‧‧第二微粒監測模組

41‧‧‧微粒傳感器

42‧‧‧微粒監測基座

421‧‧‧承置槽

422‧‧‧監測通道

423‧‧‧光束通道

424‧‧‧容置室

43‧‧‧雷射發射器

5‧‧‧承載隔板

51‧‧‧連通口

52‧‧‧連接器

第1圖為本案過濾器之結構示意圖。

第2圖為本案氣體監測裝置之第一實施例之剖面示意圖。

第3圖為本案第一實施例之第一致動器及第二致動器之結構示意圖。

第4A圖為本案第一實施例之第一致動器及第二致動器之剖面示意圖。

第4B圖至第4C圖為本案第一實施例之第一致動器及第二致動器之作動示意圖。

第5圖為本案氣體監測裝置之第二實施例之剖面示意圖。

第6A圖為本案第二實施例之第一致動器及第二致動器自俯視角度所視得之立體分解示意圖。

第6B圖為本案第二實施例之第一致動器及第二致動器自仰視角度所視得之立體分解示意圖。

第7A圖為本案第二實施例之第一致動器及第二致動器之剖面示意圖。

第7B圖為本案其他實施例之第一致動器及第二致動器之剖面示意圖。

第7C圖至第7E圖為本案第二實施例之第一致動器及第二致動器之作動示意圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非用以限制本案。

本案提供一種氣體監測裝置，請同時參閱第1圖至第3圖。請先參閱第1圖，過濾器A為使用者於鼻腔內所配置具有吸氣濾網A2之過濾裝置，過濾器A包含了二塞環A1，二塞環A1上分別具有一吸氣濾網A2。於本案第一實施例中，氣體監測裝置用以與過濾器A組合使用。

請參閱第2圖，於本案第一實施例中，氣體監測裝置包含了至少一本體1、至少一第一氣體傳感器2a、至少一第二氣體傳感器2b、至少一第一致動器3a、至少一第二致動器3b、至少一第一微粒監測模組4a以及至 少一第二微粒監測模組4b。其中，為避免贅述，以下至少一本體1、至少一第一氣體傳感器2a、至少一第二氣體傳感器2b、至少一第一致動器3a、至少一第二致動器3b、至少一第一微粒監測模組4a以及至少一第二微粒監測模組4b的數量皆使用一個作舉例說明，但不以此為限。本體1、第一氣體傳感器2a、第二氣體傳感器2b、第一致動器3a、第二致動器3b、第一微粒監測模組4a與第二微粒監測模組4b同樣也可以為多個之組合。

於本案第一實施例中，本體1具有至少一監測腔室11、至少一進氣口12、至少一過濾通口13、至少一出氣口14及至少一進氣濾網15。其中，為避免贅述，以下至少一監測腔室11、至少一進氣口12、至少一過濾通口13、至少一出氣口14及至少一進氣濾網15的數量皆使用一個作舉例說明，但不以此為限。監測腔室11、進氣口12、過濾通口13、出氣口14及進氣濾網15同樣也可以為多個之組合。監測腔室11包含一第一腔室11a及一第二腔室11b。第一腔室11a與進氣口12相通，且第一氣體傳感器2a、第一致動器3a、第一微粒監測模組4a皆設置於第一腔室11a內。第二腔室11b與過濾通口13相通，且第二氣體傳感器2b、第二致動器3b、第二微粒監測模組4b皆設置於第二腔室11b內。

請繼續參閱第2圖，進氣濾網15設置於過濾通口13內，且過濾通口13上之進氣濾網15與過濾器A之吸氣濾網A2為具有相同材質之濾網。於本案第一實施例中，吸氣濾網A2及進氣濾網15係具有一發泡材之材質、一不織布之材質，或一活性碳濾網及高效濾網(HEPA)等，但不以此為限。

請繼續參閱第2圖，氣體監測裝置更包含一承載隔板5，承載隔板5設置於本體1，且具有至少一連通口51。於本案第一實施例中，承載隔板5 具有兩個連通口51，分別對應第一微粒監測模組4a及第二微粒監測模組4b而設置。

請繼續參閱第2圖，於本案第一實施例中，第一微粒監測模組4a與第二微粒監測模組4b為具有相同結構的微粒監測模組，為避免贅述，以下皆以第一微粒監測模組4a做實施說明。第一微粒監測模組4a包含了一微粒傳感器41、一微粒監測基座42以及一雷射發射器43。微粒監測基座42設置於承載隔板5上，並具有一承置槽421、一監測通道422、一光束通道423及一容置室424。承置槽421係直接對應於進氣口12而設置，而監測通道422連通承置槽421。微粒傳感器41設置於監測通道422內遠離承置槽421的一端，使得承置槽421與微粒傳感器41分別位於監測通道422的相反兩端。光束通道423連通於容置室424與監測通道422之間。於本案第一實施例中，光束通道423與監測通道422垂直相交。於本案第一實施例中，光束通道423一端與監測通道422垂直相通，另一端則連通容置室424，使得容置室424以及監測通道422分別連通光束通道423的兩端。雷射發射器43設置於容置室424內，並與承載隔板5電性連接。雷射發射器43發射一雷射光束通過光束通道423照射至監測通道422內，當監測通道422內的氣體所含之懸浮微粒受到雷射光束照射後會產生多個光點，光點會投射於微粒傳感器41的表面，微粒傳感器41依據光點監測出氣體中所含懸浮微粒的粒徑及濃度。監測結束後，氣體依序由連通口51以及本體1之出氣口14排出於本體1外。於本案第一實施例中，第一微粒監測模組4a及第二微粒監測模組4b之微粒傳感器41為PM2.5傳感器，但不以此為限。

請繼續審閱第2圖，於本案第一實施例中，第一致動器3a及第二致動器3b係分別架構於第一微粒監測模組4a及第二微粒監測模組4b的承置槽 421上。透過啟動第一致動器3a及第二致動器3b使得本體1外的外部氣體由進氣口12及過濾通口13分別導入第一腔室11a及第二腔室11b內，並各自導引進入第一微粒監測模組4a及第二微粒監測模組4b的監測通道422來分別計算出第一腔室11a及第二腔室11b內的氣體所含有懸浮微粒的粒徑及濃度。此外，第一致動器3a及第二致動器3b可分別高速噴出氣體至第一微粒監測模組4a及第二微粒監測模組4b內的微粒傳感器41之表面，以分別對微粒傳感器41的表面進行清潔作業，噴除沾附於微粒傳感器41表面的懸浮微粒，藉以維持微粒傳感器41表面的清潔來維持其監測的精準度。

於本案第一實施例中，第一致動器3a及第二致動器3b為具有相同結構的致動器，為避免贅述，以下將第一致動器3a及第二致動器3b的結構及作動方式一併做說明。請參閱第3圖至第4C圖，第一致動器3a及第二致動器3b分別包含有依序堆疊之噴氣孔片31、腔體框架32、致動體33、絕緣框架34及導電框架35。噴氣孔片31包含了複數個連接件31a、一懸浮片31b、一中空孔洞31c及至少一間隙。懸浮片31b可彎曲振動，複數個連接件31a則鄰接於懸浮片31b的周緣。於本案第一實施例中，連接件31a其數量為4個，分別鄰接於懸浮片31b的4個角落，但不此以為限。透過複數個連接件31a固定於承置槽421，將噴氣孔片31固定容設於承置槽421中。中空孔洞31c形成於懸浮片31b的中心位置，間隙則是各連接件31a與懸浮片31b之間的氣流孔。腔體框架32疊置於懸浮片31b上，而致動體33則疊置於腔體框架32上。致動體33包含了一壓電載板33a、一調整共振板33b及一壓電板33c。其中，壓電載板33a疊置於腔體框架32上、調整共振板33b疊置於壓電載板33a上、則壓電板33c疊置於調整共振板33b上。壓電板33c供施加驅動電壓後發生形變以帶動壓電載板 33a及調整共振板33b進行往復式彎曲振動。絕緣框架34疊置於致動體33之壓電載板33a上，而導電框架35疊置於絕緣框架34上。其中，致動體33、腔體框架32及該懸浮片31b之間形成一共振腔室36，致動體33與承置槽421的底面之間形成一氣流腔室37。此外，於本案第一實施例中，調整共振板33b的厚度大於壓電載板33a的厚度，但不以此為限。

請參閱第4B圖，當施加驅動電壓於致動體33之壓電板33c時，壓電板33c因壓電效應開始產生形變並同步帶動調整共振板33b與壓電載板33a。此時，噴氣孔片31會因亥姆霍茲共振(Helmholtz resonance)原理一起被帶動。當致動體33朝遠離承置槽421的底面位移時，氣流腔室37的容積增加，並且監測腔室11內的氣體開始由噴氣孔片31的連接件31a之間的間隙進入氣流腔室37，於監測腔室11內形成負壓，進而由進氣口12吸取氣體進入監測腔室11內。請再參閱第4C圖，當氣體不斷地進入監測腔室11內時，致動體33再受電壓驅動而朝向承置槽421的底面移動，壓縮氣流腔室37的容積，以將氣流腔室37內部的氣體推擠進入監測通道422內，同時，共振腔室36的氣體也會由中空孔洞31c噴出，透過致動器3不斷地吸取監測腔室11內的氣體，使本體1外的氣體能夠持續地通過進氣口12進入監測腔室11並流入監測通道422內，提供待監測氣體給第一微粒監測模組4a及第二微粒監測模組4b來分別監測第一腔室11a及第二腔室11b內氣體中所含有懸浮微粒的粒徑及濃度。此外，第一氣體傳感器2a及第二氣體傳感器2b係用以監測位於第一腔室11a及第二腔室11b內的氣體資訊。於本案第一實施例中，第一氣體傳感器2a及第二氣體傳感器2b係分別為一揮發性有機物傳感器，但不以此為限。

於本案第一實施例中，氣體監測裝置進一步包含一微處理器(未圖示)，可將第一氣體傳感器2a、第二氣體傳感器2b及第一微粒監測模組4a與 第二微粒監測模組4b之微粒傳感器41所監測之資料做演算處理輸出。承載隔板5為一驅動電路板，具有一連接器52，連接器52電性連接微處理器，用以控制訊號的輸出與輸入。第一微粒監測模組4a與第二微粒監測模組4b的微粒傳感器41、第一致動器3a、第二致動器3b、第一氣體傳感器2a以及第二氣體傳感器2b皆電性連接承載隔板5。

當使用者需要監測吸入氣體之資訊時，本案氣體監測裝置得使氣體經由進氣口12進入，此時位於監測腔室11內的第一氣體傳感器2a及第一微粒監測模組4a之微粒傳感器41便會開始對監測腔室11內氣體進行監測，來計算出氣體資訊及其所包含懸浮微粒的粒徑及濃度。

此外，本案氣體監測裝置也可搭配過濾器A使用，讓使用者塞入過濾器A於鼻子中，並借助本案氣體監測裝置進而得知過濾器A過濾效果，及供使用者判斷更換吸氣濾網A2的時機。當使用者需要確認過濾器A之過濾效果及更換吸氣濾網A2的時機，透過確認本案裝置之進氣濾網15的狀態及更換進氣濾網15時機即可得知。當需要確認更換進氣濾網15的時機時，啟動第二致動器3b，本體1外部的氣體將會由過濾通口13進入，此時進入第二腔室11b內的氣體也會被位於第二腔室11b內的第二氣體傳感器2b及第二微粒監測模組4b之微粒傳感器41進行監測，並計算出氣體資訊及其所包含懸浮微粒的粒徑及濃度，再由微處理器將第二氣體傳感器2b所監測之氣體資訊及第二微粒監測模組4b之微粒傳感器41所監測之氣體所包含懸浮微粒的粒徑及濃度作對比運算。當對比運算之結果達到一預設值，即為進氣濾網15的更換時機。由於過濾通口13上之進氣濾網15與過濾器A之吸氣濾網A2為具有相同材質之濾網，故使用者即能判斷是否需要更換氣體監測裝置之進氣濾網15及過 濾器A之吸氣濾網A2，以讓使用者配置於鼻腔內之過濾器得以安全並可靠的使用。

請參閱第5圖，本案氣體監測裝置之第二實施例之結構與作動方式大致上與第一實施例相同，不同處僅在於致動器3'之結構及作動方式，以下將就本案第二實施例之致動器3'之結構及作動方式作一說明。

接著請參閱第6A圖、第6B圖以及第7A圖，本案第二實施例之致動器3'為一氣體泵浦，包括一進氣板31'、一共振片32'、一壓電致動器33'、一第一絕緣片34'、一導電片35'以及一第二絕緣片36'。進氣板31'、共振片32'、壓電致動器33'、第一絕緣片34'、導電片35'以及第二絕緣片36'是依序堆疊組合。

於第二實施例中，進氣板31'具有至少一進氣孔31a'、至少一匯流排槽31b'以及一匯流腔室31c'。匯流排槽31b'是對應進氣孔31a'而設置。進氣孔31a'供導入氣體，匯流排槽31b'引導自進氣孔31a'導入之氣體流至匯流腔室31c'。共振片32'具有一中空孔32a'、一可動部32b'以及一固定部32c'。中空孔32a'對應於進氣板31'之匯流腔室31c'而設置。可動部32b'圍繞中空孔32a'而設置，固定部32c'設置在可動部32b'的外圍。共振片32'與壓電致動器33'共同形成一腔室空間37'於其之間。因此，當壓電致動器33'被驅動時，氣體會由進氣板31'的進氣孔31a'導入，再經匯流排槽31b'匯集至匯流腔室31c'。接著，氣體再通過共振片32'的中空孔32a'，使得壓電致動器33'與共振片32'的可動部32b'產生共振以傳輸氣體。

請續參閱第6A圖、第6B圖以及第7A圖，壓電致動器33'包括一懸浮板33a'、一外框33b'、至少一支架33c'以及一壓電元件33d'。於第二實施例中，懸浮板33a'具有一正方形形態，並可彎曲振動，但不以此為限。懸浮板33a'具有一凸部33f'。於第二實施例中，懸浮板33a'之所以 採用正方形形態設計，乃由於相較於圓形的形態，正方形懸浮板33a'之結構明顯具有省電之優勢。在共振頻率下操作之電容性負載，其消耗功率會隨共振頻率之上升而增加，因正方形懸浮板33a'之共振頻率較圓形懸浮板低，故所消耗的功率亦會較低。然而，於其他實施例中，懸浮板33a'的形態可依實際需求而變化。外框33b'環繞設置於懸浮板33a'之外側。支架33c'連接於懸浮板33a'以及外框33b'之間，以提供彈性支撐懸浮板33a'的支撐力。壓電元件33d'具有一邊長，其小於或等於懸浮板33a'之一邊長。且壓電元件33d'貼附於懸浮板33a'之一表面上，用以施加驅動電壓以驅動懸浮板33a'彎曲振動。懸浮板33a'、外框33b'與支架33c'之間形成至少一間隙33e'，用以供氣體通過。凸部33f'凸設於懸浮板33a'之另一表面上。於第二實施例中，懸浮板33a'與凸部33f'為利用一蝕刻製程製出的一體成型結構，但不以此為限。

請參閱第7A圖，於第二實施例中，腔室空間37'可利用在共振片32'及壓電致動器33'之外框33b'之間所產生的間隙填充一材質，例如導電膠，但不以此為限，使得共振片32'與懸浮板33a'之間可維持一定的深度，進而可導引氣體更迅速地流動。此外，因懸浮板33a'與共振片32'保持適當距離，使彼此的接觸干涉減少，噪音的產生也可被降低。於其他實施例中，可藉由增加壓電致動器33'的外框33b'的高度來減少填充在共振片32'及壓電致動器33'之外框33b'之間的間隙之中的導電膠厚度。如此，在仍可使得懸浮板33a'與共振片32'保持適當距離的情況下，致動器3'的整體組裝不會因熱壓溫度及冷卻溫度而影響導電膠之填充厚度，避免導電膠因熱脹冷縮因素影響到腔室空間37'在組裝完成後的實際大小。

請參閱第7B圖，於其他實施例中，懸浮板33a'可以採以沖壓方式成形，使懸浮板33a'向外延伸一距離，向外延伸距離可由支架33c'成形於懸浮 板33a'與外框33b'之間所調整，使在懸浮板33a'上的凸部33f'的表面與外框33b'的表面兩者形成非共平面。利用於外框33b'的組配表面上塗佈少量填充材質，例如：導電膠，以熱壓方式使壓電致動器33'貼合於共振片32'的固定部32c'，進而使得壓電致動器33'得以與共振片32'組配結合，如此直接透過將上述壓電致動器33'之懸浮板33a'採以沖壓成形構成一腔室空間37'的結構改良，所需的腔室空間37'得以透過調整壓電致動器33'之懸浮板33a'沖壓成形距離來完成，有效地簡化了調整腔室空間37'的結構設計，同時也達成簡化製程，縮短製程時間等優點。

請回到第6A圖及第6B圖，於第二實施例中，第一絕緣片34'、導電片35'及第二絕緣片36'皆為框型的薄型片體，但不以此為限。進氣板31'、共振片32'、壓電致動器33'、第一絕緣片34'、導電片35'以及第二絕緣片36'皆可透過微機電的面型微加工技術製程，使致動器3的體積縮小，以構成一微機電系統之致動器3'。

接著，請參閱第7C圖，在壓電致動器33'作動流程中，壓電致動器33'的壓電元件33d'被施加驅動電壓後產生形變，帶動懸浮板33a'向遠離進氣板31'的方向位移，此時腔室空間37'的容積提升，於腔室空間37'內形成了負壓，便汲取匯流腔室31c'內的氣體進入腔室空間37'內。同時，共振片32'產生共振同步向遠離進氣板31'的方向位移，連帶增加了匯流腔室31c'的容積。且因匯流腔室31c'內的氣體進入腔室空間37'的關係，造成匯流腔室31c'內同樣為負壓狀態，進而通過進氣孔31a'以及匯流排槽31b'來吸取氣體進入匯流腔室31c'內。

再來，如第7D圖所示，壓電元件33d'帶動懸浮板33a'朝向進氣板31'位移，壓縮腔室空間37'，同樣的，共振片32'被懸浮板33a'致動，產生共振而朝向進氣板31'位移，迫使同步推擠腔室空間37'內的氣體通過間隙33e'進一步傳輸，以達到傳輸氣體的效果。

最後，如第7E圖所示，當懸浮板33a'被帶動回復到未被壓電元件33d'帶動的狀態時，共振片32'也同時被帶動而向遠離進氣板31'的方向位移，此時的共振片32'將壓縮腔室空間37'內的氣體向間隙33e'移動，並且提升匯流腔室31c'內的容積，讓氣體能夠持續地通過進氣孔31a'以及匯流排槽31b'來匯聚於匯流腔室31c'內。透過不斷地重複上述第7C圖至第7E圖所示之致動器3'作動步驟，使致動器3'能夠連續使氣體高速流動，達到致動器3'傳輸與輸出氣體的操作。

接著，請參閱第6A圖及第6B圖，導電片35'之外緣凸伸一導電接腳351'，以及從內緣凸伸一彎曲狀電極352'，電極352'電性連接壓電致動器33'的壓電元件33d'。導電片35'的導電接腳351'向外接通外部電流，藉以驅動壓電致動器33'的壓電元件33d'。此外，第一絕緣片34'以及第二絕緣片36'的設置，可避免短路的發生。

本案所提供之氣體監測裝置，除了可以提供使用者即時且準確的氣體資訊外，並可以監測氣體通過進氣濾網後的空氣品質，且使用者於鼻腔內配置具有吸氣濾網之過濾器時，因過濾器之吸氣濾網與進氣濾網具有相同材質，藉由判斷進氣濾網更換時機即可以得知吸氣濾網過濾效果及判斷更換吸氣濾網的時機，提升過濾器安全使用可靠性，極具利用性。

本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

Claims (20)

1. 一種氣體監測裝置，包含： 一本體，具有一監測腔室、至少一進氣口、至少一過濾通口及至少一出氣口，該過濾通口設置有一進氣濾網； 一第一氣體傳感器，設置於該監測腔室內； 一第二氣體傳感器，設置於該監測腔室內； 一第一致動器，設置於該監測腔室內，用以控制氣體導入； 一第二致動器，設置於該監測腔室內，用以控制氣體導入； 一第一微粒監測模組，設置於該監測腔室內，並對應該進氣口而設置，包含一微粒傳感器；以及 一第二微粒監測模組，設置於該監測腔室內，並對應該過濾通口而設置，包含一微粒傳感器； 其中，該第一致動器控制外部氣體導入該監測腔室內，透過該第一氣體傳感器監測氣體，以及透過該第一微粒監測模組之該微粒傳感器監測氣體中所含懸浮微粒的粒徑及濃度，當該第二致動器控制外部氣體由該過濾通口導入並通過該進氣濾網過濾至該監測腔室內，再透過該第二氣體傳感器及該第二微粒監測模組之該微粒傳感器監測，以計算出該監測腔室內過濾氣體之含量及所含懸浮微粒的粒徑及濃度，進而判斷該進氣濾網更換之時機。
2. 如申請專利範圍第1項所述之氣體監測裝置，更包含有一承載隔板，設置於該本體上，並具有一連通口，而該第一微粒監測模組及該第二微粒監測模組之該微粒傳感器承載於該承載隔板上並與該承載隔板電性連接，該第一氣體傳感器及該第二氣體傳感器也與該承載隔板電性連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之氣體監測裝置，其中該承載隔板為一驅動電路板，並具有一連接器，該連接器電性連接一微處理器，用以控制訊號的輸出與輸入。
4. 如申請專利範圍第2項所述之氣體監測裝置，其中該第一微粒監測模組及該第二微粒監測模組各包含： 一微粒監測基座，設置於該承載隔板上，具有一承置槽、一監測通道、一光束通道及一容置室，該承置槽係對應於該進氣口而設置，該監測通道連通該承置槽，該微粒傳感器設置於該監測通道內遠離該承置槽的一端，以及該光束通道連通於該容置室及該監測通道之間；以及 一雷射發射器，設置於該容置室內，並與該承載隔板電性連接，雷射發射器發射一雷射光束通過該光束通道照射至該監測通道內，使通過該監測通道中之氣體受雷射光束之照射而射出光點至該微粒傳感器之表面，藉以監測氣體中所含懸浮微粒的粒徑及濃度，通過該監測通道之氣體得依序由該連通口及該出氣口排出於該本體外。
5. 如申請專利範圍第4項所述之氣體監測裝置，其中該第一致動器架構於該第一微粒監測模組之該承置槽上，並與該微粒傳感器相對應設置，該第一致動器導引氣體進入該監測通道中，以受該第一微粒監測模組之該微粒傳感器監測，該第二致動器架構於該第二微粒監測模組之該承置槽上，導引氣體進入該監測通道中，以受該第二微粒監測模組之該微粒傳感器監測。
6. 如申請專利範圍第5項所述之氣體監測裝置，其中該第一致動器及該第二致動器可分別高速噴出氣體至所對應之該微粒傳感器之表面，以對該微粒傳感器之表面進行清潔作業，噴除沾附於該微粒傳感器表面之懸浮微粒，藉以維持該微粒傳感器監測之精準度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之氣體監測裝置，其中該第一微粒監測模組之該微粒傳感器為PM2.5傳感器，及該第二微粒監測模組之該微粒傳感器為PM2.5傳感器。
8. 如申請專利範圍第5項所述之氣體監測裝置，其中該第一致動器及該第二致動器各包括： 一噴氣孔片，包含複數個連接件、一懸浮片及一中空孔洞，該懸浮片可彎曲振動，該複數個連接件鄰接於該懸浮片周緣，而該中空孔洞形成於該懸浮片的中心位置，該噴氣孔片透過該複數個連接件設置該承置槽中，並由該複數個連接件提供彈性支撐該懸浮片，該噴氣孔片與該承置槽之間形成一氣流腔室，且該複數個連接件及該懸浮片之間形成至少一間隙； 一腔體框架，疊置於該懸浮片上； 一致動體，疊置於該腔體框架上，用以接受驅動電壓而產生往復式地彎曲振動； 一絕緣框架，疊置於該致動體上；以及 一導電框架，疊設置於該絕緣框架上； 其中，該致動體、該腔體框架及該懸浮片之間形成一共振腔室，透過驅動該致動體以帶動該噴氣孔片產生共振，使該噴氣孔片之該懸浮片產生往復式地振動位移，以造成該氣體通過該間隙進入該氣流腔室，再由該監測通道排出，實現該氣體之傳輸流動。
9. 如申請專利範圍第8項所述之氣體監測裝置，其中該致動體包含： 一壓電載板，疊置於該腔體框架上； 一調整共振板，疊置於該壓電載板上；以及 一壓電板，疊置於該調整共振板上，用以接受驅動電壓而帶動該壓電載板及該調整共振板產生往復式地彎曲振動。
10. 如申請專利範圍第9項所述之氣體監測裝置，其中該調整共振板之厚度大於該壓電載板之厚度。
11. 如申請專利範圍第5項所述之氣體監測裝置，其中該第一致動器及該第二致動器為一氣體泵浦，其包含： 一進氣板，具有至少一進氣孔、至少一對應該進氣孔位置之匯流排槽以及一匯流腔室，該進氣孔用以導入氣體，該匯流排槽用以引導自進氣孔導入之氣體至該匯流腔室； 一共振片，具有一對應該匯流腔室位置的中空孔，以及一圍繞該中空孔周圍的可動部；以及 一壓電致動器，與該共振片在位置上相對應設置，使該進氣板、該共振片以及該壓電致動器係依序堆疊設置，該共振片與該壓電致動器之間形成一腔室空間，用以使該壓電致動器受驅動時，使氣體由該進氣板之該進氣孔導入，經該匯流排槽匯集至該匯流腔室，再通過該共振片之該中空孔，使得該壓電致動器與該共振片之該可動部產生共振以傳輸氣體。
12. 如申請專利範圍第11項所述之氣體監測裝置，其中該壓電致動器包含： 一懸浮板，具有一正方形形態，並且可彎曲振動； 一外框，環繞設置於該懸浮板之外側； 至少一支架，連接於該懸浮板與該外框之間，以提供彈性支撐；以及 一壓電元件，具有一邊長，該邊長係小於或等於該懸浮板之一邊長，且該壓電元件貼附於該懸浮板之一表面上，用以施加電壓以驅動該懸浮板彎曲振動。
13. 如申請專利範圍第11項所述之氣體監測裝置，其中： 該第一致動器及該第二致動器還包含一第一絕緣片、一導電片以及一第二絕緣片；以及 該進氣板、該共振片、該壓電致動器、該第一絕緣片、該導電片及該第二絕緣片係依序堆疊設置。
14. 如申請專利範圍第1項所述之氣體監測裝置，其中該第一氣體傳感器係為一揮發性有機物傳感器，該第二氣體傳感器係為一揮發性有機物傳感器。
15. 如申請專利範圍第1項所述之氣體監測裝置，其中該進氣濾網係具有一發泡材之材質。
16. 如申請專利範圍第1項所述之氣體監測裝置，其中該進氣濾網係具有一不織布之材質。
17. 如申請專利範圍第1項所述之氣體監測裝置，其中該進氣濾網係具有一活性碳濾網及高效濾網(HEPA) 等至少其中之一。
18. 如申請專利範圍第1項所述之氣體監測裝置，其中該監測腔室包含： 一第一腔室，與該進氣口相連通，且該第一氣體傳感器、該第一致動器及該第一微粒監測模組設置於該第一腔室內；以及 一第二腔室，與該過濾通口相通，且該第二氣體傳感器、該第二致動器及該第二微粒監測模組設置於該第二腔室內。
19. 如申請專利範圍第1項所述之氣體監測裝置，進一步包含一微處理器，該微處理器將該第一氣體傳感器、該第二氣體傳感器、該第一微粒監測模組及該第二微粒監測模組之該微粒傳感器所監測資料做演算處理輸出，並將該第二氣體傳感器所監測之氣體資訊及該第二微粒監測模組之該微粒傳感器所監測之氣體所包含懸浮微粒的粒徑及濃度作對比運算，當對比運算結果達到一預設值，即為該進氣濾網更換時機。
20. 一種氣體監測裝置，包含： 至少一本體，具有至少一監測腔室、至少一進氣口、至少一過濾通口及至少一出氣口，該過濾通口設置至少一進氣濾網； 至少一第一氣體傳感器，設置於該監測腔室內； 至少一第二氣體傳感器，設置於該監測腔室內； 至少一第一致動器，設置於該監測腔室內，用以控制氣體導入； 至少一第二致動器，設置於該監測腔室內，用以控制氣體導入； 至少一第一微粒監測模組，設置於該監測腔室內，並對應該進氣口而設置，並包含至少一微粒傳感器；以及 至少一第二微粒監測模組，設置於該監測腔室內，並對應該過濾通口而設置，並包含至少一微粒傳感器； 其中，該第一致動器控制外部氣體導入該監測腔室內，透過該第一氣體傳感器監測氣體，以及透過該第一微粒監測模組之該微粒傳感器監測氣體中所含懸浮微粒的粒徑及濃度，當該第二致動器控制外部氣體由該過濾通口導入並通過該進氣濾網過濾至該監測腔室內，再透過該第二氣體傳感器及該第二微粒監測模組之該微粒傳感器監測，以計算出該監測腔室內過濾氣體之含量及所含懸浮微粒的粒徑及濃度，進而判斷該進氣濾網更換之時機。