专利名称：多功能有害气体检测仪的制作方法
技术领域：
多功能有害气体检测仪技术领域[0001]本实用新型属于有害气体检测设备技术领域，具体涉及一种能够检测汽车尾气 和浙青热排放中的有害气体的检测设备。
背景技术：
[0002]在科技飞速发展的今天，能源的消耗越来越大，与之相关联的就是大量有害气 体的排放。一方面，汽车尾气是空气污染的一大源头，汽车排放的尾气中，含有多种有 害气体，如CO、HC、CO2> NOx等，影响人们的生活的环境和自身的健康。汽车发动 机所排出的污染物成分和浓度与发动机的技术状况密切相关，所以通过对发动机的排气 污染进行检测(检测汽车排出的污染物成分和浓度)，对尾气的净化方法与效果评价和保 护人类生存环境都具有重要意义。[0003]目前市场上汽车尾气检测仪品种繁多，但是用途单一。另一方面，在道路施工 中，特别是浙青路面施工的浙青混合料拌合阶段，在150 180°C的高温下，浙青释放出 多种有害气体，比如HC、H2S> C02、CO等，所以对浙青烟气的检测也是十分必要的。 而在现在的浙青路面施工中，还没有一个专门检测有害气体排放的仪器。在路面施工中 对温度拌合速度等的选择没有考虑到有害气体排放量这一重要指标，导致有害气体大量 排放污染环境，有损施工人员的身体健康。现阶段急需研制一种能够同时检测汽车尾气 和浙青加热排放出的有害气体的检测仪器。发明内容[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述检测有害气体仪器的缺点，提供 一种功能多、用途全、监测数据准确的多功能有害气体检测仪。[0005]解决上述技术问题所采用的技术方案是在安装板上设置有通过导管与气体取 样探头相联通的过滤器和通过导管与过滤器相联通的电动泵，电动泵通过气体导管分别 与设置在安装板上的H2S检测装置和气室相联通，H2S检测装置通过数据线与设置在安装 板上的H2S气体浓度表相连接、并通过导管与排气管相联通，排气管通过导管与气室后 部相联通，在安装板上气室左侧设置有红外光源和位于红外光源与气室之间的切光片、 气室右侧设置有CO滤光片、CO2滤光片、HC滤光片和NO滤光片，安装板上CO滤光片 后方设置有通过数据线与CO放大器及信号处理元件相连的CO半导体红外检测器、CO2 滤光片后方设置有通过数据线与CO2放大器及信号处理元件相连的CO2半导体红外检测 器、HC滤光片后方设置有通过数据线与HC放大器及信号处理元件相连的HC半导体红 外检测器、NO滤光片后方设置有通过数据线与NO放大器及信号处理元件相连的NO半 导体红外检测器，安装板上设置有通过数据线与CO放大器及信号处理元件相连的CO气 体浓度表、通过数据线与CO2放大器及信号处理元件相连的CO2气体浓度表、通过数据 线与HC放大器及信号处理元件相连的HC气体浓度表及通过数据线与NO放大器及信号 处理元件相连的NO气体浓度表。[0006]本实用新型的H2S检测装置为在基座的外围设置有其上设置有测温电阻的加 热环、中心设置有金属氧化膜吸附效应半导体，在金属氧化膜吸附效应半导体两侧设置 有电极。[0007]本实用新型的金属氧化膜吸附效应半导体中的金属氧化膜为金属钯薄膜。[0008]本实用新型中与电动泵相联通的气体导管分成两个分支一个分支检测H2S气 体浓度，利用该分支中H2S检测装置的半导体吸附开关作用实现对H2S气体浓度的检 测；另一分支根据不同波长范围红外线被吸收的程度与气体浓度之间比例关系检测CO、 CO2, HC、NO的气体浓度，该分支中位于气室前的切光片周期性遮蔽/打开，使红外光 源发射的红外线透过气室及滤光片，用半导体红外检测器检测出不同波长长范围红外线 的能量变化，最后由红外线被吸收程度与气体浓度之间的关系换算得到气体浓度，并通 过放大器及信号处理模块放大信号后导入CO、CO2, HC、NO四种气体浓度表，在各仪 表上显示出四种气体的浓度。
[0009]图1是本实用新型实施例1的结构示意图。[0010]图2是图1中H2S检测装置5的俯视图。
具体实施方式
[0011]
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这 些实施例。[0012]实施例1[0013]在图1中，本实施例的多功能有害气体检测仪由气体取样探头1、过滤器2、电 动泵3、气体导管4、H2S检测装置5、排气管6、CO半导体红外检测器7、CO2半导体 红外检测器8、CO放大器及信号处理元件9、CO2放大器及信号处理元件10、H2S气体 浓度表11、CO气体浓度表12、CO2气体浓度表13、HC气体浓度表14、NO气体浓度 表15、HC放大器及信号处理元件16、NO放大器及信号处理元件17、HC半导体红外检 测器18、NO半导体红外检测器19、NO滤光片20、HC滤光片21、CO2滤光片22、CO 滤光片23、气室对、切光片25、红外光源沈、安装板27联接构成。[0014]如图1所示，气体取样探头1通过导管与过滤器2相联通，过滤器2通过导管与 电动泵3相联通，过滤器2和电动泵3用螺纹紧固联接件固定安装在安装板27上。安装 板27中部用螺纹紧固连接件固定安装有H2S检测装置5和气室M，电动泵3通过气体导 管4分别与H2S检测装置5和气室M相联通，H2S检测装置5通过数据线与用螺纹紧固 连接件固定安装在安装板27上的H2S气体浓度表11相连接、并通过导管与排气管6相联 通，排气管6通过导管与气室M后部相联通，在安装板27上气室M的红外线入射端的 前方用螺纹紧固联接件固定安装有红外光源26，安装板27上红外光源沈与气室M之间 用螺纹紧固联接件固定安装有切光片25，本实施例中的切光片25为绕平行于红外光源沈 发出的红外线的转轴旋转的叶片，切光片25周期性地遮蔽和打开红外光源沈发出的红外 线所经过的路径，让红外光源沈发射的红外线进入气室对，由于CO、CO2> HC、NO 这4种气体能够吸收一定波长范围的红外线，红外光源沈发射的红外线透过气室M后能量会发生变化。安装板27上气室M的红外线出射端后方用螺纹紧固联接件固定安装有 布置在垂直于红外线路径的直线上的CO滤光片23、CO2滤光片22、HC滤光片21、NO 滤光片20，经过气室M的红外线通过4种不同的滤光片后，分别过滤得到4种单一波长 的红外线。安装板27上CO滤光片23后方用螺纹紧固联接件固定安装有CO半导体红外 检测器7，安装板27上CO2滤光片22后方用螺纹紧固联接件固定安装有CO2半导体红外 检测器8，安装板27上HC滤光片21后方用螺纹紧固联接件固定安装有HC半导体红外 检测器18，安装板27上NO滤光片20后方用螺纹紧固联接件固定安装有NO半导体红外 检测器19，通过4种不同的半导体红外检测器分别检测4种单一波长范围红外线的能量变 化。安装板27上CO半导体红外检测器7后方用螺纹紧固联接件固定安装有通过数据线 与CO半导体红外检测器7相连接的CO放大器及信号处理元件9，安装板27上CO2半导 体红外检测器8后方用螺纹紧固联接件固定安装有通过数据线与CO2半导体红外检测器8 相连接的CO2放大器及信号处理元件10，安装板27上HC半导体红外检测器18后方用 螺纹紧固联接件固定安装有通过数据线与HC半导体红外检测器18相连接的HC放大器及 信号处理元件16，安装板27上NO半导体红外检测器19后方用螺纹紧固联接件固定安装 有通过数据线与NO半导体红外检测器19相连接的NO放大器及信号处理元件17，通过 4个半导体红外检测器分别检测出4种单一波长范围红外线的能量变化，即单一红外线范 围被吸收的程度，由于不同波长范围的红外线被吸收的程度与吸收该波长范围红外线的 气体浓度之间具有相应的比例关系，由红外线被吸收程度与气体浓度之间的比例关系可 计算得到气体浓度。安装板27右侧用螺纹紧固联接件固定安装有通过数据线与CO放大 器及信号处理元件9相连接的CO气体浓度表12、通过数据线与CO2放大器及信号处理 元件10相连接的CO2气体浓度表13、通过数据线与HC放大器及信号处理元件16相连 接的HC气体浓度表14和通过数据线与NO放大器及信号处理元件17相连接的NO气体 浓度表15，经4个放大器及信号处理元件放大处理的信号分别在CO气体浓度表12、CO2 气体浓度表13、HC气体浓度表14及NO气体浓度表15上显示出来。[0015]如图2所示，本实施例中的H2S检测装置5由基座5-1、加热环5_2、测温电阻 5-3、电极5-4和金属氧化膜吸附效应半导体5-5连接构成。基座5-1为圆形结构，在基 座5-1的圆周外围安装有加热环5-2，加热环5-2上安装有测温电阻5-3，加热环5_2与 测温电阻5-3构成恒温控制元件，使工作面温度恒定在150°C左右；在基座5-1的中心安 装有金属氧化膜吸附效应半导体5-5，本实施例中的金属氧化膜吸附效应半导体5-5中的 金属氧化膜为金属钯薄膜，该金属钯薄膜可以将H2S分子中的氢解离成原子状态，在金 属氧化膜吸附效应半导体5-5两侧焊接有电极5-4。本实施例中的金属氧化膜吸附效应半 导体5-5是利用半导体吸附的开关作用实现对H2S气体浓度的检测。当无H2S气体存在 时，金属氧化膜吸附效应半导体5-5内电子数相对较少，阻抗大，当有H2S气体分子存在 时，由于金属氧化膜具有吸附及解离氢原子的作用，使氢原子扩散引起界面带电，从而 使金属氧化膜吸附效应半导体5-5内电子数相对增大，通过检测电流，得到电流强度， 将电流强度信号导入H2S气体浓度显示仪11，由电流强度与H2S浓度换算关系得到H2S 浓度并在H2S气体浓度显示仪11上显示出来，从而达到检测H2S气体浓度的目的。[0016]本实用新型中的H2S气体浓度表11、CO气体浓度表12、CO2气体浓度表13、 HC气体浓度表14、NO气体浓度表15均为市场销售产品。[0017]本实用新型与现有设备相比具有以下优点[0018](1)在现在的浙青路面施工中，还没有一个专门检测有害气体排放的仪器，因此 在路面施工中对温度拌合速度等的选择没有考虑到有害气体排放量这一重要指标，导致 有害气体大量排放污染环境，损害施工人员的身体健康，本实用新型多功能有害气体检 测仪填补这一空白；[0019](2)结构简单，操作方便，本实用新型多功能有害气体检测仪结构简单，易于实 现模块化配置；[0020](3)减少设计施工成本，方便快捷，同时实现浙青加热排放有害气体检测与汽车 尾气检测两种检测，特别是在隧道公路设计施工，隧道通风试验和一般道路路面施工中 均可用到该设备。
权利要求1.一种多功能有害气体检测仪，在安装板(27)上设置有通过导管与气体取样探头 (1)相联通的过滤器(2)和通过导管与过滤器(2)相联通的电动泵(3)，其特征在于电 动泵(3)通过气体导管(4)分别与设置在安装板(27)上的H2S检测装置(5)和气室(24) 相联通，H2S检测装置(5)通过数据线与设置在安装板(27)上的H2S气体浓度表(11)相 连接、并通过导管与排气管(6)相联通，排气管(6)通过导管与气室(24)相联通，在安 装板(27)上气室(24)左侧设置有红外光源(26)和位于红外光源(26)与气室(24)之间的 切光片(25)、气室(24)右侧设置有CO滤光片(23)、CO2滤光片(22)、HC滤光片(21) 和NO滤光片(20)，安装板(27)上CO滤光片(23)后方设置有通过数据线与CO放大器 及信号处理元件(9)相连的CO半导体红外检测器(7)、CO2滤光片(22)后方设置通过 数据线与CO2放大器及信号处理元件(10)相连的CO2半导体红外检测器(8)、HC滤光 片(21)后方设置有通过数据线与HC放大器及信号处理元件(16)相连的HC半导体红外 检测器(18)、NO滤光片(20)后方设置有通过数据线与NO放大器及信号处理元件(17) 相连的NO半导体红外检测器(19)，安装板(27)上设置有通过数据线与CO放大器及信 号处理元件(9)相连的CO气体浓度表(12)、通过数据线与CO2放大器及信号处理元件 (10)相连的CO2气体浓度表(13)、通过数据线与HC放大器及信号处理元件(16)相连的 HC气体浓度表(14)及通过数据线与NO放大器及信号处理元件(17)相连的NO气体浓 度表(15)。
2.根据权利要求1所述的多功能有害气体检测仪，其特征是所说的H2S检测装置(5) 为在基座(5-1)的外围设置有其上设置测温电阻(5-3)的加热环(5-2)、中心设置有 金属氧化膜吸附效应半导体(5-5)，在金属氧化膜吸附效应半导体(5-5)两侧设置有电极 (5-4)。
3.根据权利要求2所述的多功能有害气体检测仪，其特征是所说的金属氧化膜吸 附效应半导体(5-5)中的金属氧化膜为金属钯薄膜。
专利摘要一种多功能有害检测仪，安装板上设有与气体取样探头联通的过滤器和电动泵，电动泵与H2S检测装置和气室联通，H2S检测装置与H2S气体浓度表相连并与排气管联通，排气管与气室后部联通，安装板上设有红外光源、切光片、CO滤光片、CO2滤光片、HC滤光片和NO滤光片，CO滤光片后设有CO半导体红外检测器、CO2滤光片后设有CO2半导体红外检测器、HC滤光片后设有HC半导体红外检测器、NO滤光片后设有NO半导体红外检测器，安装板上设有CO放大器及信号处理元件、CO气体浓度表、CO2放大器及信号处理元件、CO2气体浓度表、HC放大器及信号处理元件、HC气体浓度表、NO放大器及信号处理元件、NO气体浓度表。本实用新型可检测多种气体，功能多、用途全、监测数据准确。
文档编号G01N21/35GK201803947SQ201020534539
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者刘靖, 周凌昊, 张增平, 裴建中 申请人:长安大学