TWI792542B

TWI792542B - 具有對流通道的氣體偵測試片

Info

Publication number: TWI792542B
Application number: TW110133288A
Authority: TW
Inventors: 鍾協訓; 謝秉羲
Original assignee: 超極生技股份有限公司
Priority date: 2021-09-07
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2023-02-11
Also published as: TW202311718A

Abstract

一種具有對流通道的氣體偵測試片，用以檢測環境氣體中是否含有特定一待測氣體標的及/或其濃度，偵測試片包括：一試片本體；一進氣口，設於試片本體，供導入氣體；一出氣口，設於試片本體，供氣體排出；一對流通道，連通於進氣口及出氣口之間；一檢測電路，設於對流通道；一溫度調整單元，設於對流通道，用以改變流經該處的氣體溫度及比重。

Description

具有對流通道的氣體偵測試片

本發明是關於一種氣體偵測試片，尤其是一種可以使氣體產生對流之偵測試片。

現代人對於生活中的環境品質越來越重視，而最緊密環繞人體的就是環境中的氣體，而許多有毒氣體都是人體無法感知察覺的，尤其是像甲醛(HCHO)這類無色易溶的氣體，可經由呼吸道吸收進入人體，一旦長期吸入，可能會造成人體罹患呼吸道、皮膚或消化道等慢性疾病，甚至導致畸型或癌症等重大問題，嚴重危害人體的健康安全，因此市面上一直在積極研發針對環境空間檢測氣體的裝置或儀器。

而先前的氣體檢測裝置，大多體積龐大且製造成本高昂，造成不易移動與攜帶，且價格昂貴不易入手，但現今需要輕巧、容易攜帶而且售價親民的氣體檢測裝置，才能隨時移動各個需要的空間進行檢測，以解決切身重要的毒害問題。目前市面上的可攜式氣體檢測裝置，大部分採行擴散式與泵吸式來引入氣體進入檢測裝置中，但氣體進入檢測裝置後，由於未能具有一定的流動，氣體無法均勻散佈在檢測裝置中，導致氣體濃度不均勻，因此容易產生檢測結果不精確或較大的誤差。而現今為使氣體在檢測裝置內產生較好的流動，通常是在裝置內再加裝一風扇，利用風扇的運轉使氣體更均勻對流，但裝置風扇後檢測裝置則無法繼續減縮其體積，又回歸產生攜帶或移動不易的問題。

諸如此類的問題造成了現有氣體檢測裝置的不易推廣，許多有潛在需求的使用者因為其售價昂貴、使用便利性不足、不易攜帶，更重要的是檢測準確度不足等原因而不使用氣體檢測裝置。

本發明之主要目的在於提供一種能增加氣體偵測準確度而且便於攜帶的偵測試片。

為了達成上述及其他目的，本發明提供一種具有對流通道的氣體偵測試片，用以檢測環境氣體中是否含有特定一待測氣體標的及/或其濃度，該氣體偵測試片其主要包括：一試片本體、一進氣口、一出氣口、一對流通道、一檢測電路及一溫度調整單元。進氣口及出氣口設於試片本體上，進氣口供導入氣體，出氣口供氣體排出，對流通道連通於進氣口及出氣口之間，檢測電路及溫度調整單元皆設於該對流通道，其中溫度調整單元用以改變流經該處的氣體溫度及比重。

基於前述設計，使用者無須藉助量測儀，只要使用一個檢測試片就能檢測環境中的氣體成本及/或濃度，且試片不需與其他外部的硬體設備機械性地連接就能直接使用，另外試片中具有溫度調整單元可以使進入試片的氣體藉由溫度變化進而產生對流，提高氣體檢測的準確度，同時使檢測裝置整體體積縮減至僅一試片大小，還仍可將售價控制於遠低於現有量測儀的售價，從而解決了氣體檢測領域長期以來存在的精準度不足以及不易推廣的問題，讓更多潛在的使用者也能以低廉的費用執行具有潛在需求的氣體檢測。

請參考第1、2圖，所繪示者為本發明的其中一實施例，其中，具有對流通道的氣體偵測試片可用於各種氣體的檢測（例如電化學檢測），用以檢測待檢測試樣中是否含有目標分析物、目標分析物的濃度及/或其他所需檢測的數值，所述目標分析物可為但不限於甲醛、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、氨、氡及二氧化碳等單一或多種氣體混合，所述需檢測的數值可為但不限於凝固點、密度、蒸氣壓力和露點等物理參數。具有對流通道的氣體偵測試片可與一未與該具有對流通道的氣體偵測試片機械性連接的接收元2搭配使用，所述機械性連接係指兩元件實體上的直接接觸，所述接收元2可為但不限於手機、平板電腦、電腦或其他可與具有對流通道的氣體偵測試片形成無線連接並可顯示、處理及/或中繼傳輸檢測參數訊號的設備。

具有對流通道的氣體偵測試片包括一試片本體1、一進氣口10、一出氣口20、一對流通道30、一檢測電路40及一溫度調整單元50。試片本體1的一端為進氣口10，另一端為出氣口20，對流通道30連通於進氣口10及出氣口20之間，檢測電路40與溫度調整單元50皆設於該對流通道30中。

進氣口10設置在試片本體1前端，可為複數個間隔排列之氣孔，出氣口20設置於試片本體1後端，可為一集中氣孔孔道或為複數個間隔排列之氣孔。對流通道30為一氣體流通管道設置於試片本體1中間，並沿著試片本體1長度方向延伸，連通於進氣口10及出氣口20之間。檢測電路40設於該對流通道30，檢測電路40可能包括但不限於工作電極、參考電極、輔助電極及/或檢測電極；並且，視目標分析物或需檢測的數值，至少一部分檢測電路40還可能包括但不限於附著在導電體上、有助於檢測目標分析物或需檢測的數值的化學試劑、發射光譜、觸媒等，而有助於與目標分析物產生反應（例如電化學反應）。溫度調整單元50設於對流通道30中，溫度調整單元50可為但不限於金屬加熱片、電壓加熱板，用以改變流經對流通道30的氣體溫度及比重。

微處理單元60、無線傳輸單元70及電源單元80皆設於試片本體1，微處理單元60與檢測電路40電性連接，無線傳輸單元70可為但不限於藍芽傳輸晶片，電源單元80可為電容器、燃料電池或其他可充電或不可充電的微型電池，用以供給電力給微處理單元60及無線傳輸單元70。在可能的實施方式中，具有對流通道的氣體偵測試片在第一次使用後可被加以回收，特別是，具有對流通道的氣體偵測試片的可充電電池可被回收利用於其他新製或重製的試片本體1。

電源激活手段3用以供使用者選擇性激活電源單元80向溫度調整單元50、微處理單元60及無線傳輸單元70供給電力的能力，亦即，電源單元80的供電能力被激活時，電源單元80才能供給電力給溫度調整單元50、微處理單元60及無線傳輸單元70；反之，電源單元80的供電能力未被激活時，電源單元80無法供給電力給溫度調整單元50、微處理單元60及無線傳輸單元70，藉以保留電力。電源激活手段3例如為可遮斷電源單元80與其他電路的塑膠膜，從而暫時讓電源單元80失去供電能力；當塑膠膜被移除時，電源單元80與電路接觸並恢復供電能力。在其他可能的實施方式中，電源激活手段3可為但不限於開關、旋鈕；在其他可能的實施方式中，電源激活手段3為將電源單元80置入試片本體1的動作。

為了降低具有對流通道的氣體偵測試片的成本，所述具有對流通道的氣體偵測試片特別不具有供與外部檢測儀形成機械性連接的金手指及用以顯示該檢測參數訊號的顯示器。

當使用者持具有對流通道的氣體偵測試片在欲檢測的環境中，可以先利用電源激活手段3激活電源單元80，使溫度調整單元50、微處理單元60及無線傳輸單元70接受電源單元80供給電力而開始運作。接著使用者揮動偵測試片，使空間中的氣體藉由試片本體1前端的端部、上下兩面及左右兩側所佈滿的進氣口10氣孔，大量導入進氣口10中，氣體緊接著流入對流通道30中，同時在對流通道30中的溫度調整單元50對氣體開始進行加溫，使流進對流通道30的氣體產生升溫，進而改變氣體本身的比重，使氣體比重變小，因此氣體可以在對流通道30產生更大的流動，使對流通道30中的氣體散布的更加均勻，對流通道30中的氣體的濃度也更平均分布，因此對於試片本體1中的氣體之組成和濃度資訊可以更均勻傳送至檢測電路40中。

當氣體資訊傳送至檢測電路40中，接著利用微處理單元60對檢測電路40發出用於執行檢測的控制訊號；在檢測電路40收到控制訊號後，利用檢測電路40與所述待檢測試樣進行電化學反應並向微處理單元60回授一反餽訊號；利用微處理單元60將反餽訊號轉換成一檢測參數訊號；以及利用微處理單元60將檢測參數訊號經由無線傳輸單元70發送至未與具有對流通道30的氣體偵測試片機械性連接的接收元2；將所述檢測參數訊號顯示於接收元2的一顯示器4。

綜上所述，使用者無須藉助量測儀，只要使用一個體積微小的氣體偵測試片就能產生並發出檢測氣體參數訊號，並且可利用使用者既有的手機或平板電腦等個人裝置即可接受、顯示檢測參數訊號，且試片不需與其他外部的硬體設備機械性地連接就能直接使用，同時仍可將售價控制於遠低於現有量測儀的售價，從而解決了氣體檢測領域長期以來存在的不易推廣的問題，讓更多潛在的使用者也能以低廉的費用執行氣體檢測。更重要的是本氣體偵測試片中具有溫度調整單元50，可以對待測氣體進行升溫，使待測氣體因為溫度上升而產生比重變小效果，加強氣體在偵測試片中的對流作用，而因著氣體對流的提升，使偵測到的氣體濃度更加穩定與均勻，促使試片偵測結果越發準確。

1:試片本體 2:接收元 3:電源激活手段 4:顯示器 10:進氣口 20:出氣口 30:對流通道 40:檢測電路 50:溫度調整單元 60:微處理單元 70:無線傳輸單元 80:電源單元

第1圖為本發明其中一實施例的示意圖。

第2圖為本發明其中一實施例的方塊圖。

1:試片本體

2:接收元

3:電源激活手段

4:顯示器

10:進氣口

20:出氣口

30:對流通道

40:檢測電路

50:溫度調整單元

60:微處理單元

70:無線傳輸單元

80:電源單元

Claims

一種具有對流通道的氣體偵測試片，用以檢測環境氣體中是否含有特定一待測氣體標的及/或其濃度，該氣體偵測試片包括：一試片本體；一進氣口，設於該試片本體，供導入氣體；一出氣口，設於該試片本體，供氣體排出；一對流通道，連通於該進氣口及該出氣口之間；一檢測電路，設於該對流通道；一溫度調整單元，設於該對流通道，用以提升流經該對流通道的氣體溫度而使所述氣體在該對流通道產生更大的流動。
如請求項1所述的具有對流通道的氣體偵測試片，其中該試片本體具有一微處理單元、一無線傳輸單元及一電源單元，其中該檢測電路與該微處理單元電性連接，該微處理單元用以對該檢測電路發出用於執行檢測的一控制訊號，該檢測電路用以在收到該控制訊號後與所述待測氣體進行一反應並向該微處理單元回授一反餽訊號，該微處理單元更用以將該反餽訊號轉換成一檢測參數訊號，並用以將該檢測參數訊號經由該無線傳輸單元發送至未與該氣體偵測試片機械性連接的一接收元，該電源單元用以供給電力給該微處理單元及該無線傳輸單元。
如請求項2所述的具有對流通道的氣體偵測試片，其中更包括一電源激活手段，用以供使用者選擇性激活該電源單元向該微處理單元及該無線傳輸單元供給電力的能力。
如請求項2所述的具有對流通道的氣體偵測試片，其中該電源單元為一電容器。
如請求項1所述的具有對流通道的氣體偵測試片，其中該待測氣體包含甲醛、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、氨、氡及二氧化碳中至少一者。
如請求項2至4中任一項所述的具有對流通道的氣體偵測試片，其中該具有對流通道的氣體偵測試片不具有供與外部檢測儀形成機械性連接的金手指及用以顯示該檢測參數訊號的顯示器。