一种气体浓度检测装置及其检测方法与流程

本发明涉及气体浓度检测技术领域，尤其涉及一种气体浓度检测装置及其检测方法。

背景技术：

随着社会经济的快速发展和人们生活水平的日益提高，人们愈来愈重视工业安全与居室环境，因此对人们所处的环境中的气体浓度进行检测越来越重要。尤其是在化工车间中，一些产品在生产制造时常会产生大量的气体，这些气体达到一定的浓度就会给工作人员的身体健康带来的一定的伤害，甚至会威胁到工作人员生命的安全，造成一些不可挽回的损失，因此对气体浓度进行检测是预防损失，保护人身安全的一个重要措施。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种气体浓度检测装置及其检测方法，可用于对气体中待检测气体的浓度进行检测。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供一种气体浓度检测装置，包括：相对设置的第一偏光片和第二偏光片以及设置在所述第一偏光片和所述第二偏光片之间的光致发光层；所述第一偏光片和所述第二偏光片之间具有间隙，所述间隙用于容纳气体，所述光致发光层被光激发发出光的强度与所述间隙容纳的待检测气体的浓度成比例关系；所述气体浓度检测装置还包括：设置在所述第二偏光片远离所述第一偏光片一侧的光源；其中，所述第一偏光片的透光轴和所述第二偏光片的透光轴垂直。

优选的，所述气体浓度检测装置还包括设置在所述第一偏光片边缘或所述第二偏光片边缘的密封圈，所述第一偏光片、所述第二偏光片和所述密封圈构成密闭腔室；其中，所述密闭腔室设置有进气口和出气口。

进一步优选的，所述进气口和所述出气口设置于所述密封圈上。

优选的，所述密封圈的材料为封框胶。

优选的，所述待检测气体为氧气，所述光致发光层的材料为染料芘类的荧光粉。

优选的，所述待检测气体为氨气，所述光致发光层的材料为金属卟啉类的荧光粉。

优选的，所述光源为oled发光器件。

进一步优选的，所述气体浓度检测装置还包括用于封装所述oled发光器件的封装层，所述第二偏光片设置于所述封装层上。

优选的，所述第一偏光片和/或所述第二偏光片为金属线栅偏光片。

优选的，所述第一偏光片和/或所述第二偏光片为碘系或染料系偏光片；所述气体浓度检测装置还包括衬底基板，所述碘系或染料系偏光片设置于所述衬底基板上。

优选的，所述气体浓度检测装置还包括设置在所述第一偏光片远离所述第二偏光片一侧的检测单元，所述检测单元用于检测从所述第一偏光片出射的光的强度值。

进一步优选的，所述气体浓度检测装置还包括处理单元；所述处理单元与所述检测单元相连接，用于根据所述检测单元检测到的光的强度值，获取所述第一偏光片和所述第二偏光片之间间隙容纳的待检测气体的浓度。

另一方面，提供一种上述的气体浓度检测装置的检测方法，包括：控制光源发光，根据从第一偏光片出射的光的强度获得所述第一偏光片和第二偏光片之间的间隙容纳的气体中待检测气体的浓度。

优选的，控制光源发光，根据从第一偏光片出射的光的强度获得所述第一偏光片和第二偏光片之间的间隙容纳的气体中待检测气体的浓度之前，所述检测方法还包括：在所述第一偏光片和所述第二偏光片之间的间隙通入气体。

优选的，根据从第一偏光片出射的光的强度获得第一偏光片和第二偏光片之间的间隙容纳的气体中待检测气体的浓度之前，所述检测方法还包括：检测从所述第一偏光片出射的光的强度值。

本发明实施例提供一种气体浓度检测装置及其检测方法，气体浓度检测装置包括第一偏光片和第二偏光片，第一偏光片的透光轴和第二偏光片的透光轴垂直，因而经过第二偏光片的偏振光不能透过第一偏光片。但是光致发光层在光源的激发下发出的光为自然光，因而与第一偏振片偏振方向相同的光可以从第一偏光片出射，由于光致发光层在光源的激发下发出光的强度与间隙容纳的待检测气体的浓度成比例关系，因此根据从第一偏光片出射的光的强度便可以获得间隙容纳的待检测气体的浓度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1(a)为本发明实施例提供的一种气体浓度检测装置的结构示意图一；

图1(b)为本发明实施例提供的一种气体浓度检测装置的结构示意图二；

图1(c)为本发明实施例提供的一种气体浓度检测装置的结构示意图三；

图2(a)为本发明实施例提供的一种气体浓度检测装置中光致发光层不发光时的结构示意图；

图2(b)为本发明实施例提供的一种气体浓度检测装置中光致发光层发光时的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种气体浓度检测装置的结构示意图四；

图4为本发明实施例提供的一种气体浓度检测装置的结构示意图五；

图5为本发明实施例提供的一种气体浓度检测装置的结构示意图六；

图6为本发明实施例提供的一种气体浓度检测装置的结构示意图七；

图7为本发明实施例提供的一种气体浓度检测装置的结构示意图八。

附图标记：

10-第一偏光片；20-第二偏光片；30-光致发光层；40-光源；50-密封圈；601-进气口(进气管)；602-出气口(出气管)；70-第一衬底基板；80-第二衬底基板；90-封装层；100-检测单元；110-处理单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种气体浓度检测装置，如图1(a)、图1(b)以及图1(c)所示，包括：相对设置的第一偏光片10和第二偏光片20以及设置在第一偏光片10和第二偏光片20之间的光致发光层30；第一偏光片10和第二偏光片20之间具有间隙，该间隙用于容纳气体，光致发光层30被光激发发出光的强度与间隙容纳的待检测气体的浓度成比例关系；气体浓度检测装置还包括：设置在第二偏光片20远离第一偏光片10一侧的光源40；其中，第一偏光片10的透光轴和第二偏光片20的透光轴垂直。

本发明实施例气体浓度检测装置检测气体浓度的原理为：光源40发出的自然光经过第二偏光片20后为偏振光，由于第一偏光片10的透光轴和第二偏光片20的透光轴垂直，因而经过第二偏光片20的偏振光不能透过第一偏光片10，如图2(a)所示，若光致发光层30不发光，则没有光从第一偏光片10出射；如图2(b)所示，若光致发光层30在光源40发出的光的激发下发光，由于光致发光层30被激发发出的光为自然光，不是偏振光，因此偏振方向与第一偏光片10透光轴方向相同的光线可以透过第一偏光片10，这样一来，通过第一偏光片10和第二偏光片20便可以区分出光源40发出的光和光致发光层30被激发发出的光(光源40发出的光不能透过第一偏光片10，光致发光层30发出的光能透过第一偏光片10)。此外，光致发光层30被光激发发出光的强度与间隙容纳的待检测气体的浓度成比例关系，因而根据从第一偏光片10出射的光的强度便可以得到间隙容纳的气体中待检测气体的浓度。

需要说明的是，第一，光致发光层30可以如图1(a)所示，设置在第二偏光片20上，且与第二偏光片20接触，此时第一偏光片10与光致发光层30之间具有间隙；也可以如图1(b)所示，设置在第一偏光片10上，且与第一偏光片10接触，此时光致发光层30与第二偏光片20具有间隙；当然还可以是如图1(c)所示，光致发光层30设置在第一偏光片10和第二偏光片20之间，光致发光层30与第一偏光片10和第二偏光片20都具有间隙，本领域技术人员应该明白，此时光致发光层30应设置在透明基板上(图1(c)中未示意出)。

基于上述，为了降低气体浓度检测装置的工艺难度，本发明实施例优选如图1(a)和如图1(b)所示，光致发光层30设置在第一偏光片10或第二偏光片20上。此外，当光致发光层30设置在第一偏光片10或第二偏光片20上，光致发光层30可以直接设置在第一偏光片10或第二偏光片20上，与第一偏光片10或第二偏光片20接触，也可以是先在第一偏光片10或第二偏光片20上设置钝化层，再在钝化层上设置光致发光层30。

第二，可以在第一偏光片10和第二偏光片20之间设置支撑部件，以使第一偏光片10和第二偏光片20之间保持有间隙。

此外，第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙可以是和外界环境相通的，这样检测间隙容纳的气体中待检测气体的浓度即为检测外界环境中待检测气体的浓度；第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙还可以是密闭的，与外界环境不相通，对此不进行限定。

第三，间隙容纳的待检测气体的浓度即指间隙容纳的待检测气体占间隙容纳的气体的比例。示例的，待检测气体为氧气，间隙容纳的气体为混合气体，则间隙容纳的氧气的浓度即为氧气占混合气体的百分比。例如间隙容纳的氧气的浓度为100％，则间隙容纳的全部是氧气。又例如，间隙容纳的氧气的浓度为60％，则间隙容纳的氧气占混合气体的百分比为60％。

第四，光致发光层30被光激发发出光的强度与间隙容纳的待检测气体的浓度成比例关系，可以是反比例关系，即间隙容纳的待检测气体的浓度越大，光致发光层30被光激发发出光的强度越小；也可以是成正比例关系，即间隙容纳的待检测气体的浓度越大，光致发光层被光激发发出光的强度越大。

第五，本发明实施例提供的气体浓度检测装置可以应用于对不同类型的气体浓度进行检测，具体与光致发光层30的材料有关。此处，对于光致发光层30的材料不进行限定，具体与待检测气体有关，可以通过改变光致发光层30的材料来检测不同气体的气体浓度。例如，当气体浓度检测装置用于检测氧气的浓度，即待检测气体为氧气时，可以使光致发光层30的材料为染料芘类的荧光粉，因为染料芘类的荧光粉在纯氧环境下不能被激发发光，而在不同氧气浓度的气体环境下，染料芘类的荧光粉发出光的强度不同，具体的，氧气浓度越小，染料芘类的荧光粉被激发发出光的强度越大。基于此，根据透过第一偏光片10的光的强度便可以获得间隙容纳的气体中氧气的浓度。染料芘类的荧光粉在不同氧气浓度下被激发发出光的强度不同是因为氧气会与染料芘类的荧光粉中的发光的基团发生反应生成不发光的物质，因而氧气浓度越大，染料芘类的荧光粉中能发光的基团会和氧气发生反应，从而使得染料芘类的荧光粉发出光的强度减弱。

又例如，当气体浓度检测装置用于检测氨气的浓度，即待检测气体为氨气时，可以使光致发光层30的材料为金属卟啉类的荧光粉，金属卟啉类的荧光粉在纯氨气环境下不能被激发发光，而在不同的氨气浓度的气体环境下，金属卟啉类的荧光粉发出光的强度不同。

第六，对于光源40的类型不进行限定，光源40可以是led(light-emittingdiode，发光二极管)灯；也可以是oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)发光器件；当然还可以是白织灯、卤钨灯等。由于oled发光器件厚度小，可减小气体检测装置的体积，且oled发光器件发出光的亮度较大，因而本发明实施例的光源40优选为oled发光器件。

本发明实施例提供一种气体浓度检测装置，气体浓度检测装置包括第一偏光片10和第二偏光片20，第一偏光片10的透光轴和第二偏光片20的透光轴垂直，因而经过第二偏光片20的偏振光不能透过第一偏光片10。但是光致发光层30在光源40的激发下发出的光为自然光，因而与第一偏振片10偏振方向相同的光可以从第一偏光片10出射，由于光致发光层30在光源40的激发下发出光的强度与间隙容纳的待检测气体的浓度成比例关系，因此根据从第一偏光片10出射的光的强度便可以获得间隙容纳的待检测气体的浓度。

若第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙与外界环境是相通的，则间隙容纳的气体成分与外界环境的气体成分相同，这样气体检测装置就只能对外界环境中的待检测气体的浓度进行检测，从而极大地限制了气体浓度检测装置的应用范围。基于此，本发明实施例优选的，如图3所示，气体浓度检测装置还包括设置在第一偏光片10边缘或第二偏光片20边缘的密封圈50，第一偏光片10、第二偏光片20和密封圈50构成密闭腔室；其中，密闭腔室设置有进气口601和出气口602。

其中，对于密封圈50的材料不进行限定，例如可以为橡胶或封装胶。

由于封装胶的密封性较好，且封装胶可以将第一偏光片10和第二偏光片20贴合在一起，在此基础上，涂布封装胶的工艺与现有技术显示装置中涂布封装胶的工艺相同，因此可以利用现有的设备涂布封框胶，从而提高了产线利用率。基于此，本发明实施例优选密封圈50的材料为封框胶。当密封圈50的材料为封框胶时，可以先在第一偏光片10的边缘涂布一圈封框胶，再将第二偏光片20和第一偏光片10对盒，之后对封框胶进行固化，以将第一偏光片10和第二偏光片20固定在一起；当然还可以在第二偏光片20的边缘涂布一圈封框胶，之后进行与上述相似的步骤，此处不再赘述。第一偏光片10、第二偏光片20和封框胶构成密闭腔室，密闭腔室的高度与涂布的封框胶的厚度有关。此处，封框胶的材料可以是热固化型树脂，也可以是紫外固化型树脂。

此处，对于进气口601和出气口602的设置位置不进行限定，可以设置在第一偏光片10或第二偏光片20上；也可以设置在密封圈50上，对此不进行限定。由于光源40发出的光要射向第二偏光片20，光致发光层30发出的光从第一偏光片10出射，为了不遮挡光，影响气体检测装置的检测精度，因而本发明实施例优选，进气口601和出气口602设置在密封圈50上。此外，还可以在进气口601设置进气管601，在出气口602设置出气管602，以便于向密封腔室通入气体或排出气体。

需要说明的是，第一偏光片10、第二偏光片20和密封圈50构成密闭腔室，当需要对一种气体中待检测气体的浓度进行检测时，可以通过出气口602先将密闭腔室中原有的气体排出，再通过进气口601将要检测的气体通入到密闭腔室中，以对该种气体中待检测气体的浓度进行检测。其中，进气和排气的过程可以同时进行。

本发明实施例，第一偏光片10、第二偏光片20和密封圈50构成密闭腔室，因而可以将任意要检测的气体通入到密闭腔室，以对该气体中待检测气体的浓度进行检测，从而扩大了气体检测装置的应用范围，且避免了外界环境中气体对密闭腔室中气体成分的影响，使得气体检测装置检测得到的待检测气体的浓度更准确。

由于偏光片的厚度减小，为了防止偏光片受到损坏，因而本发明实施例优选如图4所示，第一偏光片10设置于第一衬底基板70上，第二偏光片20设置于第二衬底基板80上。此处，当光致发光层30设置在第二偏光片20上时，第二偏光片20和光致发光层30可以设置在第二衬底基板80的两侧，也可以设置在第二衬底基板80的一侧，具体地，可以先在第二衬底基板80上形成第二偏光片20，再在第二偏光片20上形成光致发光层30。

当光源40为oled发光器件时，优选的，如图5所示，气体浓度检测装置还包括用于封装oled发光器件的封装层90，第二偏光片20设置于封装层90上。

其中，对于封装层90的材料不进行限定，可以是无机材料，也可以是有机材料。优选的，封装层90的材料为无机材料，具体的，例如可以为氮化硅(sinx)、氧化硅(siox)或氮氧化硅(sioxny)等。在此基础上，封装层90可以是一层，也可以是两层或两层以上多层。

本发明实施例，在第二偏光片20需要设置于基板上的情况下，由于本发明实施例将第二偏光片20设置于封装层90上，封装层90可以起到与基板相同的作用，因而可以无需再设置基板，这样便省去了一张基板，减小了气体浓度检测装置的厚度。

本发明实施例，对于第一偏光片10和第二偏光片20的类型不进行限定，可以根据需要进行选用。此外，第一偏光片10和第二偏光片20的类型可以相同，也可以不相同。例如，第一偏光片10和/或第二偏光片20为金属线栅偏光片。此时可以是第一偏光片10为金属线栅偏光片，第二偏光片20为其它类型的偏光片；也可以是第二偏光片20为金属线栅偏光片，第一偏光片10为其它类型的偏光片；当然还可以是，第一偏光片10和第二偏光片20均为金属线栅偏光片。

又例如，第一偏光片10和/或第二偏光片20为碘系或染料系偏光片。当第一偏光片10和/或第二偏光片20为碘系或染料系偏光片时，如图4所示，气体浓度检测装置还包括衬底基板，碘系或染料系偏光片设置于衬底基板上。附图4中以第一偏光片10和第二偏光片20均为碘系或染料系偏光片为例，第一偏光片10设置于第一衬底基板70上，第二偏光片20设置于第二衬底基板80上。

优选的，如图6所示，气体浓度检测装置还包括设置在第一偏光片10远离第二偏光片20一侧的检测单元100，检测单元100用于检测从第一偏光片10出射的光的强度值。

其中，对于检测单元100类型不进行限定，只要能够检测从第一偏光片10出射的光的强度值即可。示例的，检测单元100可以为光电检测装置。

本发明实施例，在第一偏光片10远离第二偏光片20的一侧设置检测单元100，这样便可以对从第一偏光片10出射的光的强度值进行精确检测，从而得到的第一偏光片10和第二偏光片20之间间隙容纳的待检测气体的浓度更准确。

进一步优选的，如图7所示，气体浓度检测装置还包括处理单元110；处理单元110与检测单元100相连接，用于根据检测单元100检测到的光的强度值，获取第一偏光片10和第二偏光片20之间间隙容纳的待检测气体的浓度。

此处，处理单元110例如可以为cpu(centralprocessingunit中央处理器)。

本发明实施例，气体浓度检测装置还包括处理单元110，由于处理单元110可以根据检测单元100检测到的光的强度，获取第一偏光片10和第二偏光片20之间间隙容纳的待检测气体的浓度，这样便可以精确得到第一偏光片10和第二偏光片20之间间隙容纳的待检测气体的浓度，从而便于使用者根据待检测气体的浓度做出相关措施。

上述实施例中，当光致发光层30的材料为染料芘类的荧光粉时，气体浓度检测装置为氧气浓度检测装置，用于对第一偏光片10和第二偏光片20之间间隙容纳的气体中的氧气浓度进行检测；当光致发光层30的材料为金属卟啉类的荧光粉时，气体浓度检测装置为氨气浓度检测装置，用于对第一偏光片10和第二偏光片20之间间隙容纳的气体中的氨气浓度进行检测。

本发明实施例还提供一种上述气体浓度检测装置的检测方法，包括：

s100、控制光源40发光，根据从第一偏光片10出射的光的强度获得第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙容纳的气体中待检测气体的浓度。

其中，对于光源40的类型不进行限定，光源40可以是led灯；也可以是oled发光器件；当然还可以是白织灯、卤钨灯等。本发明实施例的光源40优选为oled发光器件。

此处，第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙可以是和外界环境相通的，也可以是密闭的，与外界环境不相通，对此不进行限定。当第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙与外界环境相通时，第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙容纳的气体即为外界环境中的气体；当第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙是密闭的时，可以向第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙通入任意要检测的气体，以对该气体中的待检测气体的浓度进行检测。

本发明实施例提供一种气体浓度检测装置的检测方法，气体浓度检测装置包括第一偏光片10和第二偏光片20，第一偏光片10的透光轴和第二偏光片20的透光轴垂直，因而经过第二偏光片20的偏振光不能透过第一偏光片10。但是光致发光层30在光源40的激发下发出的光为自然光，因而与第一偏振片10偏振方向相同的光可以从第一偏光片10出射，由于光致发光层30在光源40的激发下发出光的强度与间隙容纳的待检测气体的浓度成比例关系，因此根据从第一偏光片10出射的光的强度便可以获得间隙容纳的气体中待检测气体的浓度。

优选的，控制光源40发光，根据从第一偏光片10出射的光的强度获得第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙容纳的气体中待检测气体的浓度之前，上检测方法还包括：在第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙通入气体。

此处，对于在第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙通入的气体不进行限定，可以是任意的气体。该气体成分可以与外界环境的气体成分相同，也可以不相同。

本发明实施例，在第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙通入气体，这样便可以对该气体中待检测气体的浓度进行检测。

优选的，根据从第一偏光片10出射的光的强度获得第一偏光片10和第二偏光片20之间的间隙容纳的气体中待检测气体的浓度之前，上述检测方法还包括：检测从第一偏光片10出射的光的强度值。

此处，可以在第一偏光片10上设置光电检测装置，以对从第一偏光片10出射的光的强度值进行检测。

本发明实施例，由于对从第一偏光片10出射的光的强度值进行检测，因而可以精确得到从第一偏光片10出射的光的强度，这样得到的第一偏光片10和第二偏光片20之间间隙容纳的待检测气体的浓度更准确。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。