室内有毒气体自动检测与净化换气装置的制作方法

技术领域本发明涉及环保领域，尤其是空气检测与净化领域，特别是房屋、汽车、娱乐场所、仓库的室内有毒气体自动检测与净化换气装置。它由气敏传感器、甲醛气体感应器、可燃气体检测仪、直流与/或交流互用电源、控制电路、报警电路和利用紫外线催化光触媒净化装置、硅窗换气装置组成；能够在室内自动监测有一氧化碳、瓦斯、煤气、乙醇、甲醛等毒气和可燃气体，并由活性炭净化、吸附空气雾霾中吸附pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物，由硅窗置换出新鲜空气；当浓度达到极限时报警。从而达到室内空气安全的目的；并且设有蔽屏罩，能防止紫外线伤害。

背景技术：
由于工业发展过快、尾气排放量急剧增加，气候变暖等原因，空气严重污染现象非常突出，雾霾严重威胁了人们的身体健康和生命安全。毋庸讳言，目前市场上确实存在一些空气检测设备和空气净化设备，但是比较单一，只检测不净化，或者只净化不检测(如“可燃气体报警器”电路，电子爱好者进阶读本，福建科学技术出版社，isbn7-5335-2001-7/tn·264，p：863-864)。“空气净化器”主要由马达、风扇、空气过滤网等系统组成，其工作原理为：机器内的马达和风扇使室内空气循环流动，污染的空气通过机内的空气过滤网后将各种污染物清除或吸附，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的(请见：空气净化器，360百科，互联网)。而且，这些净化器对于甲醛等有毒气体，应当采用最为先进的光触媒技术，但是由于紫外线对人体有害，而都未采用光触媒技术，因而它们的净化效果不高，尤其甲醛不能被净化。目前，“空气净化器”的专利也不少，大多采用过滤纸、过滤芯、过滤网技术或静电、臭氧、正负离子技术净化，由于污染的空气，尤其是雾霾中含有pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物，pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物和有毒、可燃气体，汽车室内也有甲醛等有毒气体，而且量大、混杂，仅仅依靠过滤、静电、臭氧技术，是不能达到全面净化的目的，同时臭氧、正负离子有毒，静电有危险，用臭氧、正负离子、静电净化空气时反而对人体有伤害。因而，这些专利技术都很单一，不能根据可燃气体、有毒气体浓度梯级自动检测、净化、换气，当有毒气体、可燃气体超过爆炸极限，也不能被检测和报警。本发明依据雾霾含有氮、硫、颗粒物以及多环芳烃碳氢化合物成份，根据气敏传感器原理、光触媒技术，以及多环芳烃知识，采用了气敏传感器、甲醛气体感应器、可燃气体检测仪三种传感器对一氧化碳、瓦斯、煤气、乙醇、甲醛进行检测，同时根据一氧化碳、瓦斯、煤气、乙醇、多环芳烃碳氢化合物、甲醛的化学知识，采用了稀释、加热、吸附、光触媒(光催化氧化)技术，降解、净化一氧化碳、瓦斯、煤气、乙醇、多环芳烃(碳氢化合物)、甲醛，和有毒、可燃气体，并且利用经石灰水处理的活性炭吸附pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物；同时采用硅窗(硅橡胶薄膜----具有交换气体能力的聚二甲基硅氧烷基橡胶膜)对氧气、二氧化碳和氮气有选择性的渗透技术，进一步净化、置换出新鲜空气(其中：气敏传感器、雾霾的成份、多环芳烃、光触媒、活性炭活性炭、硅窗知识，请见360综合搜索、百度搜索，互联网)。

技术实现要素：
本发明的目的是克服现有气体检测设备和空气净化设备与“空气净化器”相关专利技术单一的，只检测不净化，或者只净化不检测，更不能置换出新鲜空气，一些净化甲醛等有毒气体的净化装置应当采用光触媒技术，而未采用光触媒技术；由于光触媒技术需要紫外线照射，但是紫外线对人体有毒，而且一些汽车采用了直流电，没有220v交流电，光触媒技术的紫外线灯也无法安装，都阻碍了光触媒净化技术的运用，甲醛无法完全净化，更不能全面净化氮、硫氧化物和有毒、可燃气体的严重缺陷。本发明采用了设有交流降压、整流变直流，和直流逆变交流技术，能直流、交流互用，适用于房屋、汽车、娱乐场所、仓库内的空气检测、净化；在光触媒的二氧化钛涂层的内胆前口设有紫外线蔽屏，能有效防止紫外线伤害，净化了甲醛，并且利用经石灰水处理的活性炭吸附pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物，让污染的空气得到全面净化，并由硅窗置换出新鲜空气。同时，对于可燃气体检测仪检测出浓度超过爆炸极限的有毒气体、可燃气体时，自动切断光触媒和加热电路，并报警，让室内人员逃离，报专业人员处理，避免危险的发生。在净化空气的同时，有效地保护人们的身体健康和生命安全，比背景的单一的检测、净化装备更加全面、更具有优越性。

本发明的目的是这样实现的：室内有毒气体自动检测与净化换气装置分电源、检测、报警、净化、换气五部分；由直流与/或交流互用电源、气敏传感器、甲醛气体感应器、可燃气体检测仪、控制电路、报警电路、电扇、电热、光触媒、活性炭、硅窗、接电盒、装置外壳、二氧化钛涂层的内胆组装而成。用于检测的气敏传感器、甲醛气体感应器、可燃气体检测仪并联直流与/或交流互用电源；气敏传感器混联电阻、二极管、电容、放大器后，与甲醛气体感应器并联接电磁阀、led灯、电扇；可燃气体检测仪接串联电磁阀和用于报警的扬声器；用导线将控制主件的电键、电磁阀与电阻、电容、放大器、二极管、led灯混联分别连接电扇、电热片、逆变器、光触媒组成控制电路；其中：直流与/或交流互用电源包括直流和交流两部分，直流电源的蓄电池由交流220v市电通过变压器降压、整流器整流充电而成；交流电源由220v市电与/或通过蓄电池和逆变器后升压而成，组装在装置外壳上方的接电盒中，用导线连接；气敏传感器、甲醛气体感应器组装在露出进气口的紫外线屏蔽盖上，用前盖旋紧；可燃气体检测仪组装在装置外壳上方的接电盒中；用于净化的光触媒和电热的电热片电路均组装在二氧化钛涂层的内胆中，电扇安装在装置外壳内的电扇固定钢架上，紫外线由紫外线屏蔽盖蔽屏；经石灰水处理的活性炭和硅窗用于换气，净化后的颗粒物和二氧化碳气体通过经石灰水处理的活性炭吸附后，再通过硅窗换气；经石灰水处理的活性炭和硅窗组装在装置外壳后方，用后盖旋紧；前盖、紫外线屏蔽盖、电扇固定钢架均有进气孔；后盖上有出气孔；接电盒上设有led灯孔和气孔；电键与电阻、电容、放大器、电磁阀、二极管、led灯混联组装在接电盒中的电路版上；电键从装置外壳外控制。

根据光触技术：光触媒在光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水(h2o)和二氧化碳(co2)，因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。光触媒对中低分子的不稳定化合物及绝大部分病菌有很好的降解和杀灭作用，其中包括甲醛。(请见：光触媒，360百科，互联网)。

根据光催化氧化技术：光催化氧化反应是以半导体及空气为催化剂，以光为能量，将有机物降解为co2和h2o。采用的半导体目前反应效率最高的纳米tio2光催化剂，经蜂窝陶瓷载附特殊处理后使用，达到理想效果。在光催化氧化反应中，通过紫外光照射在纳米tio2光催化剂上产生电子空穴对，与表面吸附的水份(h2o)和氧气(o2)反应生成氧化性很活泼的羟基自由基(·oh^-)和超氧阴离子自由基(·o^2-)。能够把各种废臭气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其它voc类有机物、无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳(co2)、水(h2o)以及其它无毒无害物质，同时具有除臭、消毒、杀菌的功效，由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂，所以不会产生二次污染。纳米光催化触媒材料(gc-100)是一种吸收光能后，能在其表面产生催化反应的物质，当特定纳米波长的紫外光照射光催化触媒材料(gc-100)时，其表面发生光催化氧化还原反应。光催化触媒材料(gc-100)吸收光子后在其表面产生电子(e^-)和空穴(h⁺)，将吸收的光能转化成化学能，即具有光催化作用。当光催化触媒材料(gc-100)与空气中的水接触时，表面就吸附h2o、o2、oh^-，h2o、oh^-被空穴(h⁺)所氧化，o2被电子(e^-)还原，oh^-基团的氧化能力较强，使有机物氧化，最终分解为h2o和co2(请见：光催化氧化废气净化设备，豆丁网，上传时间：2014年3月27日)。其中：“gc-100”光触媒剂是以nm-tio2(a)为主要成份，参杂某些金属或金属氧化物制成的纳米级粉体。光触媒剂在波长小于400nm的光照射下，价带电子被激发到导带，形成了电子和空穴，与吸附于其表面的o2和h2o作用，生成超氧化物阴离子自由基·o^2-，o2和羟基自由基·oh^-，其自由基具有很强的氧化分解能力，能破坏有机物中的c-c键、c-h键、c-n键、c-o键、o-h键、n-h键并杀死细菌，可广泛应用于空气净化和污水处理等领域。该产品具有光催化分解有害气体、有机污染物和光催化抗菌的功能。产品成本低、稳定性好，光催化活性高，吸收光波长范围较宽。(请见：gc-100光触媒剂，首页＞纳米产品＞产品介绍，江苏河海纳米科技股份有限公司，互联网)。

根据气敏传感器的分类：一，半导气体传感器这种类型的传感器在气体传感器中约占60％，根据其机理分为电导型和非电导型，电导型中又分为表面型和容积控制型.(1)sno2半导体是典型的表面型气敏元件，其传感原理是sno2为n型半导体材料。当施加电压时，半导体材料温度升高，被吸附的氧接受了半导体中的电子形成了o2或在还原性气体h2、co、ch4存在时，使半导体表面电阻下降，电导上升，电导变化与气体浓度成比例。nio为p型半导体，氧化性气体使电导下降，对o2敏感。zno半导体传感器也属于此种类型。半导体气体传感器a.电导型的传感器元件分为表面敏感型和容积控制型，表面敏感型传感材料为sno2+pd、zno+pt、ago、v2o5、金属酞青、pt-sno2。表面敏感型气体传感器可检测气体为各种可燃性气体co、no2、氟利昂。传感材料pt-sno2的气体传感器可检测气体为可燃性气体co、h2、ch4。b.容积控制型传感材料为fe2o8、la1-ssrxcoo8和tio2、coo-mgo-sno2体传感器可检测气体为各种可燃性气体co、no2、氟利昂。传感材料pt-sno2容积控制型半导体气体传感器可检测气体为液化石油气、酒精、空燃比控制、燃烧炉气尾气。(2)容积控制型的是晶格缺陷变化导致电导率变化，电导变化与气体浓度成比例关系。fe2o8、tio2属于此种，对可燃性气体敏感。(3)热线性传感器，是利用热导率变化的半导体传感器，又称热线性半导体传感器，是在pt丝线圈上涂敷sno2层，pt丝除起加热作用外，还有检测温度变化的功能。施加电压半导体变热，表面吸氧，使自由电子浓度下降，可燃性气体存在时，由于燃烧耗掉氧自由电子浓度增大，导热率随自由电子浓度增加而增大，散热率相应增高，使pt丝温度下降，阻值减小，pt丝阻值变化与气体浓度为线性关系。这种传感器体积小、稳定、抗毒，可检测低浓度气体，在可燃气体检测中有重要作用。(4)非电导型的fet场效应晶体管气体传感器，pd-fet.场效应晶体管传感器，利用pd吸收hz并扩散达到半导体si和pd的界面，减少pd的功函，这种对h2、co敏感。非电导型fet场效应晶体管气体传感器体积小，便于集成化，多功能，是具有发展前途的气体传感器。二，固体电解质气体传感器这种传感器元件为离子对固体电解质隔膜传导，称为电化学池，分为阳离子传导和阴离子传导，是选择性强的传感器，研究较多达到实用化的是氧化锆固体电解质传感器，其机理是利用隔膜两侧两个电池之间的电位差等于浓差电池的电势。稳定的氧化铬固体电解质传感器已成功地应用于钢水中氧的测定和发动机空燃比成分测量等。为弥补固体电解质导电的不足，近几年来在固态电解质上镀一层气敏膜，把围周环境中存在的气体分子数量和介质中可移动的粒子数量联系起来。三，接触燃烧式气体传感器接触燃烧式传感器适用于可燃性气h2、co、ch4的检测。可燃气体接触表面催化剂pt、pd时燃烧、破热，燃烧热与气体浓富有关。这类传感器的应用面广、体积小、结构简单、稳定性好，缺点是选择性差。四，电化学气体传感器电化学方式的气体传感器常用的有两种(1)恒电位电解式传感器是将被测气体在特定电场下电离，由流经的电解电流测出气体浓度，这种传感器灵敏度高，改变电位可选择的检洌气体，对毒性气体检测有重要作用。(2)原电池式气体传感器在koh电解质溶液中，pt-pb或ag-pb电极构成电池，已成功用于检测o2，其灵敏度高，缺点是透水逸散吸潮，电极易中毒。五，光学气体传感器(1)直接吸收式气体传感器红外线气体传感器是典型的吸收式光学气体传感器，是根据气体分别具有各自固有的光谱吸收谱检测气体成分，非分散红外吸收光谱对so2、co、co2、no等气体具有较高的灵敏度。另外紫外吸收、非分散紫外线吸收、相关分光、二次导数、自调制光吸收法对no、no2、so2、烃类(ch4)等气体具有较高的灵敏度。(2)光反应气体传感器光反应气体传感器是利用气体反应产生色变引起光强度吸收等光学特性改变，传感元件是理想的，但是气体光感变化受到限制，传感器的自由度小。(3)气体光学特性的新传感器光导纤维温度传感器为这种类型，在光纤顶端涂敷触媒与气体反应、发热。温度改变，导致光纤温度改变。利用光纤测温已达到实用化程度，检测气体也是成功的。此外，利用其它物理量变化测量气体成分的传感器在不断开发，如声表面波传感器检测so2、no2、h2s、nh3、h2等气体也有较高的灵敏度。(请见：气敏传感器的分类，百度知道，互联网，2016年05月18日)。

将220v市电用导线联结变压器降压，通过桥式整流器整流后，正极通过led灯接到蓄电池的正极，负极通过电键接到蓄电池的负极上，气敏传感器的加热电阻丝输入极与甲醛气体感应器的加热电阻丝输入极并联接正极，气敏传感器的输出极和甲醛气体感应器的输出极分别接电阻后并联负极，气敏传感器的阳极和甲醛气体感应器的阳极并联接正极，气敏传感器的阴极和甲醛气体感应器的阴极分开，甲醛气体感应器的阴极与串联的电磁阀和led灯的导线以及串联的led灯和电扇的导线两路并联后接负极；气敏传感器的阴极与串联可变电阻、二极管的导线以及串联电容的导线并联后再接电阻，然后并联电解电容的正极和放大器的基极，放大器集电极与甲醛气体感应器的阴极并联；电阻、二极管、电容与电解电容的负极均并联接负极；放大器的发射极串联电阻后再接负极；可燃气体检测仪的阳极与加热电阻丝输入极并联接蓄电池正极，加热电阻丝输出极串联电阻接蓄电池负极，可燃气体检测仪的阴极串联扬声器和电磁阀后接蓄电池负极；蓄电池正极与负极之间串联逆变器，并由电磁阀选择切断或关闭电路；220v市电两根导线与紫外线灯、加热片并联，也由电磁阀选择切断或关闭电路，紫外线灯与逆变器并联。

将带有220v市电、变压器、桥式整流器、蓄电池、电键、逆变器、电磁阀、可燃气体检测仪、电阻、可变电阻、电容、电解电容、二极管、放大器、led灯的工作电路均组装在电路版上，装入接电盒中，用螺栓固定，并将led灯穿过led灯孔露在接电盒外面，保留气孔畅通，再将接电盒用螺栓通过螺孔固定在装置外壳上方。

将电扇置于有出气孔的电扇固定钢架上用螺栓通过螺孔固定，接通导线；在二氧化钛涂层的内胆中装入紫外线灯和电热片，用螺栓通过螺孔将电热片固定在有出气孔的二氧化钛涂层的内胆的后壁中间，接通导线；再将二氧化钛涂层的内胆装入装置外壳中，通过螺孔用螺栓固定；然后将紫外线屏蔽盖盖在二氧化钛涂层的内胆外口，通过丝牙旋紧；用螺栓将气敏传感器与甲醛气体感应器的电路版固定在露出进气孔的紫外线屏蔽盖上，接通导线；再装上有进气孔的前盖，并通过丝牙与装置外壳旋紧。

在装置外壳后方固定经石灰水处理的活性炭方块后，再装上硅窗；然后盖上有出气孔的后盖，通过丝牙与装置外壳旋紧。

本发明的电路中直流与/或交流互用电源同时设有逆变器和变压器、桥式整流器，直流蓄电池与/或交流220v市电选择互用，适用范围广、方便使用。当室内有220v市电时，切断电键，让220v市电工作；当室内没有220v市电，让蓄电池工作，其中的紫外线灯和电热片需要的220v的电压由逆变器提供；关闭220v市电和电键，停止工作；不关闭电键，同时在220v市电工作下，蓄电池由变压器、桥式整流器整流对蓄电池充电，室内有毒气体自动检测与净化换气装置正常工作，但是蓄电池电量饱和时，led灯熄灭，要人为及时关闭电键或者切断220v市电。

本发明能够在室内自动监测有一氧化碳、瓦斯、煤气、乙醇、甲醛等毒气和可燃气体，并且设有二氧化钛涂层的内胆和紫外线蔽屏盖，能防止紫外线伤害。

依据雾霾的成份含有氮、硫、颗粒物以及多环芳烃碳氢化合物，根据气敏传感器原理以及多环芳烃知识，采用了气敏传感器、甲醛气体感应器、可燃气体检测仪三种传感器对一氧化碳、瓦斯、煤气、乙醇、甲醛进行检测，同时根据一氧化碳、瓦斯、煤气、乙醇、多环芳烃碳氢化合物、甲醛的化学知识，采用了稀释、加热、吸附、光氧化技术、降解、净化了一氧化碳、瓦斯、煤气、乙醇、多环芳烃碳氢化合物、甲醛有毒、可燃气体，并且利用石灰水处理的活性炭活性炭吸附pm2.5、pm10、颗粒物，以及采用硅窗(硅橡胶薄膜----具有交换气体能力的聚二甲基硅氧烷基橡胶膜)对氧气、二氧化碳和氮气有选择性的渗透技术，进一步净化、置换出新鲜空气。室内有毒气体自动检测与净化换气装置能够在室内自动监测有一氧化碳、瓦斯、煤气、乙醇、甲醛等毒气和可燃气体。其中：室内有毒气体自动检测与净化换气装置设有二氧化钛涂层的内胆和紫外线蔽屏，防止紫外线伤害。当室内存在有毒气体、可燃料气体，但浓度不高时，气敏传感器与甲醛气体感应器产生感应，led灯亮灯，电扇工作，让空气旋转与经石灰水处理的活性炭方块接触，pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物等有毒气体、可燃气体被经石灰水处理的活性炭方块吸附净化，然后通过硅窗置换出新鲜空气，从出气孔透出。当室内存在有毒气体、可燃气体，但浓度较高，超出安全标准，并有甲醛等有毒气体时，电磁阀打开逆变器，开启紫外线灯和电热片，让二氧化钛涂层进行光触媒作用，让有毒气体加热氧化，分解成二氧气化碳和水，然后通过被经石灰水处理的活性炭方块吸附净化，然后通过硅窗置换出新鲜空气，从出气孔透出。当室内存在有毒气体、可燃气体，并且浓度很高超过爆炸极限时，可燃气体检测仪通过扬声器报警，并通过电磁阀关闭已经打开的逆变器、紫外线灯、电热片，切断热源，室内人员从室内紧急撤离，并向警方求助处理。从而达到室内空气安全的目的。

开启电源，本发明的室内有毒气体自动检测与净化换气装置进入检测、净化、换气与/或报警工作状态：

当室内存在有毒气体、可燃气体，但浓度不高小于500ppm，低于《室内空气质量标准》gb/t18883-2002安全标准：甲醛hchomg/m³0.101h均值，甲醛hchomg/m³≤0.08≤0.12；一氧化碳comg/m³101h均值、苯c6h6mg/m³0.111h均值、可吸入颗粒pm10mg/m³0.15日平均值时，气敏传感器与甲醛气体感应器产生感应，气敏传感器的阳极、阴极与甲醛气体感应器的阳极、阴极均产生电信号，通过放大器放大，led灯亮灯，电扇工作，让旋转的空气与经石灰水处理的活性炭方块接触，有毒气体、可燃气体被经石灰水处理的活性炭方块吸附净化，然后通过硅窗置换出新鲜空气，从出气孔透出。

当室内存在有毒气体、可燃气体，但浓度较高，超出《室内空气质量标准》gb/t18883-2002安全标准：甲醛hchomg/m³0.101h均值，甲醛hchomg/m³≤0.08≤0.12；一氧化碳comg/m³101h均值、苯c6h6mg/m³0.111h均值、可吸入颗粒pm10mg/m³0.15日平均值，并有甲醛等有毒气体时，甲醛气体感应器产生感应，甲醛气体感应器的阳极、阴极产生电信号，电磁阀接通逆变器，开启紫外线灯和电热片，让二氧化钛涂层的内胆中的二氧化钛涂层进行光触媒的光催化氧化作用，让有毒气体加热氧化，分解成二氧化碳和水，然后通过经石灰水处理的活性炭方块净化、吸附，然后通过硅窗置换出新鲜空气，从出气孔透出。

其中：甲醛反应式为，hcho+h2o→co2+4h⁺+4e，o2+4h⁺+4e→2h2o，hcho+h2o→co2+2h2o；纳米tio2光催化高级氧化技术反应(光触媒)的过程和反应方程式为，tio2+hv→h⁺+e^-，h⁺+e^-→e，h2o→h⁺+oh^-，h⁺+oh^-→·oh，h⁺+h2o+o^2-→·oh+h⁺+·o^2-，h++h2o→·oh+h⁺，e^-+o2→·o^2-，·o^2-+h⁺→·ho2，2·ho2→o2+h2o2，h2o2+·o^-2→·oh+oh+o2；(其中：·oh为羟基自由基，·o^2-为超氧阴离子自由基，h2o2为过氧化氢，·ho2为超氧化氢自由基，hv为光子能量，h⁺为导带上的光致空穴，e^-为光致电子，e为化学能)。

经石灰水处理的活性炭方块中的石灰反应式为：cao+h2o＝ca(oh)2，cao+co2＝caco3，ca(oh)2+co2＝caco3+h2o，caco3δ＝cao+co2。

可燃气体与氧气发生反应的反应式分别为：一氧化碳和煤气反应式为，2co+o2＝2co2；氢气反应式为2h2+o2＝2h2o；乙醇反应式为，c2h5oh+3o2＝2co2+3h2o；苯反应式为，2c6h6+15o2＝12co2+6h2o；多环芳烃(碳氢化合物)反应式为，hc+o2→co2+h2o；瓦斯和甲烷反应式，ch4+2o2＝co2+2h2o。一氧化碳、瓦斯、煤气、氢气、乙醇、苯、多环芳烃(碳氢化合物)、甲烷ch4均能通过加热、燃烧或者高温氧化方式生成co2和h2o。

有毒气体硫化氢反应式为：2h2s+3o2＝2so2+2h2o，有毒气体氮、硫氧化物的反应式为：so2+h2o＝h2so3，h2so3+cao＝h2o+caso3，4no2+2ca(oh)2＝ca(no3)2+ca(no2)2+2h2o。反应中的caso3、ca(no3)2、ca(no2)2与空气中的pm2.5、pm10、颗粒物均被经石灰水处理的活性炭方块吸附。

当室内存在有毒气体、可燃气体，并且浓度很高超过爆炸极限时，可燃气体检测仪的阳极a、阴极b产生电信号，通过扬声器报警，并通过电磁阀关闭已经打开的逆变器、紫外线灯、电热片，切断热源，室内人员从室内紧急撤离，并向警方求助，由专业人员处理危险。

当室内不存在有毒气体、可燃气体时，气敏传感器的阳极e、阴极f与甲醛气体感应器的阳极k、阴极l，以及可燃气体检测仪的阳极和阴极之间均不产生电信号，led灯不亮，电扇、逆变器、紫外线灯、电热片均不工作，室内人员关闭本发明的室内有毒气体自动检测与净化换气装置的直流与/或交流互用电源，停止工作。

利用经石灰水处理的活性炭吸附pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物，视空气污染情况和pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物的浓度，一段时间后发现经石灰水处理的活性炭被吸附的pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物污染严重时，旋下有出气孔的后盖和硅窗，将经石灰水处理的活性炭方块取出予以更换，然后重新装上，将后盖通过丝牙与装置外壳旋紧。

本发明根据有毒气体、可燃气体的浓度，分别由气敏传感器、甲醛气体感应器、可燃气体检测仪检测，分梯级净化、换气，或者报警，从而既净化了空气，又没有紫外线伤害，更不会因可燃气体超过爆炸极限而爆炸，保护人们的身体健康和生命安全，并且交流、直流互用，它广泛适用于房屋、汽车、娱乐场所、仓库内的空气检测、净化和更换。比单一的气体检测设备和空气净化设备更全面、更为优越。

由于采用了上述方案，本发明能够对室内有毒气体、可燃料气体检测、净化、置换与/或报警。开启电键，让蓄电池供电，当室内存在有毒气体、可燃料气体，但浓度不高时，气敏传感器与甲醛气体感应器产生感应，led灯亮灯，电扇工作，让旋转的空气与经石灰水处理的活性炭方块接触，有毒气体、可燃料气体被经石灰水处理的活性炭方块净化吸附，然后通过硅窗置换出新鲜空气，从出气孔透出；当室内存在有毒气体、可燃料气体，但浓度较高，超出安全标准，并有甲醛等有毒气体时，电磁阀打开逆变器，开启紫外线灯和电热片，让二氧化钛涂层进行光触媒作用，让有毒气体加热氧化，分解成二氧气化碳和水，然后通过被经石灰水处理的活性炭方块净化吸附，然后通过硅窗置换出新鲜空气，从出气孔透出；当室内存在有毒气体、可燃料气体，并且浓度很高超过出爆炸极限时，可燃气体检测仪通过扬声器报警，并通过电磁阀关闭已经打开的逆变器、紫外线灯、电热片，切断热源，室内人员紧急撤离室内并向警方求助处理。本发明采用了气敏传感器、甲醛气体感应器、可燃气体检测仪和光触媒技术、活性炭净化过滤技术、硅窗技术，将气敏传感器、甲醛气体感应器、可燃气体检测仪三种检测设备梯级检测与/或报警，又采用了光触媒、紫外线和屏蔽技术，有效地净化甲醛有毒气体，并且采用了电扇稀释，电热片加热氧化技术，将一些可燃气体氧化成二氧化碳、水和颗粒物，然后采用活性炭吸附和硅窗置换技术，尤其是利用经石灰水处理的活性炭吸附pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物，从而净化并置换出新鲜空气。同时，在可燃气体检测仪检测出浓度超过爆炸极限的有毒气体、可燃气体时，切断光触媒和加热电路，自动报警，让室内人员逃离，由专业人员处理，让室内人员逃离危险。采用了交流降压、整流变直流，和直流逆变交流技术，能直流交流互用，适用于房屋、汽车、娱乐场所、仓库内的空气检测、净化；并且在光触媒的二氧化钛涂层的内胆前口设有紫外线蔽屏，能有效防止紫外线伤害；在净化空气的同时，有效地保护人们的身体健康和生命安全。本发明比现有的单一的只检测不净化、只净化不检测的气体检测设备、空气净化设备与“空气净化器”相关专利技术更为全面、更具有优越性。

附图说明下面是对附图的说明

图1室内有毒气体自动检测与净化换气装置功能方框图

图2室内有毒气体自动检测与净化换气装置主件组成方框图

图3室内有毒气体自动检测与净化换气装置电路图

图4室内有毒气体自动检测与净化换气装置截面图

图5室内有毒气体自动检测与净化换气装置具体部件组装图

1、导线2、变压器3、桥式整流器4、蓄电池5、气敏传感器6、甲醛气体感应器7、电阻8、电阻9、放大器10、led灯11、逆变器12、紫外线灯13、电磁阀14、电热片15、led灯16、电扇17、电阻18、电解电容19、电容20、可变电阻21、二极管22、电阻23、电磁阀24、扬声器25、电阻26、可燃气体检测仪27、电键28、前盖29、装置外壳30、螺栓31、电路版32、接电盒33、后盖34、硅窗35、经石灰水处理的活性炭方块36、电扇固定钢架37、二氧化钛涂层的内胆38、紫外线屏蔽盖39、螺孔40、出气孔41、螺栓42、螺栓43、螺孔44、出气孔45、出气孔46、螺孔47、螺栓48、进气孔49、进气孔50、螺栓51、气孔52、led灯孔53、螺栓54、螺孔55、led灯56、电路版

具体实施方式选择220v市电与/或蓄电池作直流与/或交流互用电源。选择但不限于qm-n10型气敏传感器5与winsensormq138甲醛气体感应器6，以及rj-mot200可燃气体检测仪26作为检测；选择电键27、电磁阀13和电磁阀23作为控制，选择扬声器24作为报警，选择电扇、电热、光触媒、经石灰水处理的活性炭作为净化，选择硅窗作为换气。(如图1、图2、图3、图4、图5)。

将220v市电用导线1联结变压器2降压，通过桥式整流器3整流后，正极通过led灯55接到24v蓄电池4的正极，负极通过电键27接到24v蓄电池4的负极上，qm-n10型气敏传感器5的加热电阻丝输入极g与winsensormq138甲醛气体感应器6的加热电阻丝输入极m并联接正极，qm-n10型气敏传感器5的加热电阻丝输出极h接电阻22和winsensormq138甲醛气体感应器6的加热电阻丝输出极n接电阻7后并联负极，qm-n10型气敏传感器5的阳极e和winsensormq138甲醛气体感应器6的阳极k并联接正极，qm-n10型气敏传感器5的阴极f和winsensormq138甲醛气体感应器6的阴极l分开，winsensormq138甲醛气体感应器6的阴极l与串联的电磁阀13和led灯15的导线以及串联的led灯10和电扇16的导线1两路并联后接负极；qm-n10型气敏传感器5的阴极f与串联10kω可变电阻20、二极管21的导线1以及串联电容19的导线1并联后再接1kω电阻8，然后并联4.7uf电解电容18的正极和npn放大器9的基极，放大器9集电极与甲醛气体感应器6的阴极l并联；5.1ω电阻22、5.1ω电阻7、二极管21、电容19与电解电容18的负极均并联接负极；放大器9的发射极串联50ω电阻17后再接负极；rj-mot200可燃气体检测仪26的阳极a与加热电阻丝输入极c并联接蓄电池4正极，rj-mot200可燃气体检测仪26的加热电阻丝输出极d串联5.1ω电阻25接蓄电池4负极，rj-mot200可燃气体检测仪26的阴极b串联扬声器24和电磁阀23后接蓄电池4负极；蓄电池4正极与负极之间串联逆变器11，并由电磁阀13与电磁阀23选择切断或关闭电路；220v市电两根导线与紫外线灯12和加热片14并联，也由电磁阀13与电磁阀23选择切断或关闭电路，紫外线灯12与逆变器11并联。(如图3)。

将220v市电、变压器2、桥式整流器3、蓄电池4、电键27、逆变器11、电磁阀13、电磁阀23、可燃气体检测仪26、电阻25、电阻22、电阻7、可变电阻20、电阻8、电阻17、电容19、电解电容18、二极管21、放大器9、led灯10、led灯15、led灯55的工作电路均组装在电路版31上，装入接电盒32中，用螺栓50固定，并将led灯10、led灯15、led灯55穿过led灯孔52露在接电盒32外面，保留气孔51畅通，再将接电盒32用螺栓30通过螺孔39固定在装置外壳29上方；电键27组装在接电盒中，电键27从装置外壳29外控制。(如图3)。

将57bl55s02-212直流24v电机20w的电扇16置于有出气孔44的电扇固定钢架36上用螺栓42通过螺孔43固定，接通导线1；在二氧化钛涂层的内胆37中装入220v、365nm紫外线灯12和24v、100w电热片14，用螺栓47通过螺孔46将电热片14固定在有出气孔45的二氧化钛涂层的内胆37的后壁中间，接通导线1；再将二氧化钛涂层的内胆37装入装置外壳29中，通过螺孔54用螺栓53固定；然后将有进气孔48的紫外线屏蔽盖38盖在二氧化钛涂层的内胆37外口，通过丝牙旋紧；用螺栓41将气敏传感器5与甲醛气体感应器6的电路版56固定在露出进气孔48的紫外线屏蔽盖38上，接通导线1；再装上有进气孔49的前盖28，并通过丝牙与装置外壳29旋紧。(如图4、图5)。

在装置外壳29后方固定经石灰水处理的活性炭方块35后，再装上硅窗34；然后盖上有出气孔40的后盖33，通过丝牙与装置外壳29旋紧。(如图3、图4、图5)。

本发明的电路中直流与/或交流互用电源同时设有逆变器11和变压器2、桥式整流器3，直流蓄电池4与/或交流220v市电，直流与/或交流选择、互用，适用范围广、方便使用；当室内有220v市电时，切断电键27，让220v市电工作；当室内没有220v市电，让蓄电池4工作，其中的紫外线灯12和电热片14需要的220v电压由逆变器11提供；关闭220v市电和电键27，停止工作；不关闭电键27，同时在220v市电工作下，蓄电池4由变压器2、桥式整流器3整流对蓄电池4充电，室内有毒气体自动检测与净化换气装置正常工作，但是蓄电池4电量饱和时，led灯55熄灭，要人为及时关闭电键27或者切断220v市电。

本发明能够在室内自动监测有一氧化碳、瓦斯、煤气、乙醇、甲醛等毒气和可燃气体，并且设有二氧化钛涂层的内胆37和紫外线蔽屏盖38，能防止紫外线伤害。

开启电源，本发明的室内有毒气体自动检测与净化换气装置进入检测、净化、换气与/或报警工作状态(图1、图3)。

当室内存在有毒气体、可燃气体，但浓度不高，小于500ppm，低于《室内空气质量标准》gb/t18883-2002安全标准：甲醛hchomg/m³0.101h均值，甲醛hchomg/m³≤0.08≤0.12；一氧化碳comg/m³101h均值、苯c6h6mg/m³0.111h均值、可吸入颗粒pm10mg/m³0.15日平均值时，气敏传感器5与甲醛气体感应器6产生感应，qm-n10型气敏传感器5的阳极e、阴极f与winsensormq138甲醛气体感应器的6阳极k、阴极l均产生电信号，通过放大器9放大，led灯10、led灯15亮灯，电扇16工作，让旋转的空气与经石灰水处理的活性炭方块35接触，有毒气体、可燃气体被经石灰水处理的活性炭方块35吸附净化，然后通过硅窗34置换出新鲜空气，从出气孔40透出。

当室内存在有毒气体、可燃气体，但浓度较高，超出《室内空气质量标准》gb/t18883-2002安全标准：甲醛hchomg/m³0.101h均值，甲醛hchomg/m³≤0.08≤0.12；一氧化碳comg/m³101h均值、苯c6h6mg/m³0.111h均值、可吸入颗粒pm10mg/m³0.15日平均值，并有甲醛等有毒气体时，甲醛气体感应器6产生感应，winsensormq138甲醛气体感应器6的阳极k、阴极l产生电信号，电磁阀13接通逆变器11，开启紫外线灯12和电热片14，让二氧化钛涂层的内胆37中的二氧化钛涂层进行光触媒的光催化氧化作用，让有毒气体加热氧化，分解成二氧化碳和水，然后通过经石灰水处理的活性炭方块35净化、吸附，然后通过硅窗34置换出新鲜空气，从出气孔40透出。

其中反应式为：甲醛为hcho+h2o→co2+4h⁺+4e，o2+4h⁺+4e→2h2o，hcho+h2o→co2+2h2o；纳米tio2光催化高级氧化技术反应(光触媒)的过程和反应方程式为：tio2+hv→h⁺+e^-，h⁺+e^-→e，h2o→h⁺+oh^-，h⁺+oh^-→·oh，h⁺+h2o+o^2-→·oh+h⁺+·o^2-，h⁺+h2o→·oh+h⁺，e^-+o2→·o^2-，·o^2-+h⁺→·ho2，2·ho2→o2+h2o2，h2o2+·o^-2→·oh+oh^-+o2(其中：·oh为羟基自由基，·o^2-为超氧阴离子自由基，h2o2为过氧化氢，·ho2为超氧化氢自由基，hv为光子能量，h⁺为导带上的光致空穴，e^-为光致电子，e为化学能)。

经石灰水处理的活性炭方块35中的石灰反应式为：经石灰水处理的活性炭方块中的石灰反应式为：cao+h2o＝ca(oh)2，cao+co2＝caco3，ca(oh)2+co2＝caco3+h2o，caco3δ＝cao+co2。

可燃气体与氧气发生反应的反应式分别为：一氧化碳和煤气反应式为，2co+o2＝2co2；氢气反应式为2h2+o2＝2h2o；乙醇反应式为，c2h5oh+3o2＝2co2+3h2o；苯反应式为，2c6h6+15o2＝12co2+6h2o；多环芳烃(碳氢化合物)反应式为，hc+o2→co2+h2o；瓦斯和甲烷反应式，ch4+2o2＝co2+2h2o。一氧化碳、瓦斯、煤气、氢气、乙醇、苯、多环芳烃(碳氢化合物)、甲烷ch4均能通过加热、燃烧或者高温氧化方式生成co2和h2o。

有毒气体硫化氢反应式为：2h2s+3o2＝2so2+2h2o，有毒气体氮、硫氧化物的反应式为：so2+h2o＝h2so3，h2so3+cao＝h2o+caso3，4no2+2ca(oh)2＝ca(no3)2+ca(no2)2+2h2o。反应中的caso3、ca(no3)2、ca(no2)2与空气中的pm2.5、pm10、颗粒物均被经石灰水处理的活性炭方块吸附。

当室内存在有毒气体、可燃气体，并且浓度很高超过爆炸极限时，rj-mot200可燃气体检测仪26的阳极a、阴极b产生电信号，通过扬声器24报警，并通过电磁阀23关闭已经打开的逆变器11、紫外线灯12、电热片14，切断热源，室内人员从室内紧急撤离，并向警方求助，由专业人员处理危险。

当室内不存在有毒气体、可燃气体时，qm-n10型气敏传感器5的阳极e、阴极f与winsensormq138甲醛气体感应器6的阳极k和阴极l，以及rj-mot200可燃气体检测仪26的阳极a和阴极b之间均不产生电信号，led灯10、led灯15不亮，电扇16、逆变器11、紫外线灯12、电热片14均不工作，室内人员关闭本发明的室内有毒气体自动检测与净化换气装置的直流与/或交流互用电源，停止工作。

利用经石灰水处理的活性炭35吸附pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物，视空气污染情况和pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物的浓度，一段时间后发现经石灰水处理的活性炭35被吸附的pm2.5、pm10、颗粒物和氮、硫氧化物污染严重时，旋下有出气孔40的后盖33和硅窗34，将经石灰水处理的活性炭方块35取出予以更换，然后重新装上，将后盖33通过丝牙与装置外壳29旋紧。

本发明根据有毒气体、可燃气体的浓度，分别由气敏传感器、甲醛气体感应器、可燃气体检测仪检测，分梯级净化、换气，或者报警，从而既净化了空气，又没有紫外线伤害，更不会因可燃气体超过爆炸极限而爆炸，保护人们的身体健康和生命安全，并且交流、直流互用，它广泛适用于房屋、汽车、娱乐场所、仓库内的空气检测、净化和更换。比单一的气体检测设备和空气净化设备更全面、更为优越。