专利名称：易燃物品检测装置及快速检测方法
技术领域：
本发明涉及一种易燃气体检测装置及检测方法，具体地说，是一种检测车、船和飞机乘客行李、托运包裹中有否易燃物品的仪器及快速检测方法。
目前，对车、船和飞机上的旅客携带行李和托运包裹所夹装的挥发性易燃物品尚缺乏理想检测工具。这些易燃物品如煤油、汽油、柴油、油漆和香蕉水等，挥发出来的气体，虽有异味可嗅辩别，但常因泄漏量少而不为检查人员发觉，只有靠开包人工检查，十分费时耗力，特别在客流高峰期间，必须投入大量人力，凭靠检查人员经验，主观判断、选择抽查。因此，工作效率低且可靠性差。新近有一种用于检测行李包裹有否易燃物品的AQ-1型易燃气体装置，虽然也采用气敏元件、集成电路放大器、时间控制部和显示报警部件等组成，具有电源自检、灵敏度自检和报警等功能。但由于该装置存在响应时间长，需要10秒钟、工作范围小，只能在0～10℃条件下工作，不能工作于高浓度，否则容易中毒，以及还有重量重、能耗大等缺点、这些，限制了它的使用范围，特别不能适应大流量客运场合高速检测的需要。
本发明的目的是提供一能快速检测易燃气体的装置，特别适应对车、船和飞机等场合检测行包中易燃物品。同时提供一种快速气敏检测方法。
众所周知，存放在行李中易燃物品，如汽油、煤油、柴油、酒精、油漆、香蕉水等具有挥发性质，会从盛体中泄漏出来，使行包内外有大的易燃气体浓度差异，可以由气敏元件检测，将气体浓度差异转化为电信号。剖析已有技术，确立本发明的技术解决方案1、采用棍棒结构，便于本发明检测装置适合于行李、包裹等应用场合;2、设置采气通道部件，以加速和增强气敏的反应;3、对气敏元件采用开关加电预热，兼顾节能和消除或缩小气敏元件的滞后检测反应;4、对气敏检测采取检测进程定时控制区域采样，既确保检测的可靠性，又缩短检测时间，也能实施对气敏元件低电压强迫恢复，大大缩短检测过程时间，一般地，一次检测约为3秒钟;5、选取金属氧化物半导体气敏元件、解决适应温度范围。因此，本发明检测装置包括传感部件、采气部件，放大器、A/D转换-显示部件、报警部件、操作-时间控制部件和电源。
本发明易燃气体检测装置的优点是检测时间短，约3秒钟;工作范围宽，-20～+40℃;体积小、重量轻、整体呈棍棒型、使用方便;检测过程时间短，能在任意浓度易燃气体中工作而不存在中毒现象。本发明的气敏进程定时控制区域采样检测方法使检测快速可靠，也简化电路设计。
本发明由以下附图实施。
图1为金属氧化物气敏元件气敏进程示意图。
图2为本发明的电原理方块图。
图3为本发明的结构示意图。
图4为本发明的结构剖示图。
图5为本发明的电路原理图。
图6为本发明另一种实施电原理图。
根据附图给出本发明的实施例，通过对实施例的阐述，进一步提供本发明的技术细节。
根据图1～5给出本发明的棍棒型易燃气体检测装置，特别适合对旅客行包实施气敏检测。
结合图1，本发明金属氧化物半导体气体传感器M取用QM-5N型，t1为检测起始时间，对应传感器M预热时输出电压V1，至t2时，对应电压V2，在t2-t1≈1秒这段时间内，气敏反应不稳定，各类气体反应值几乎相等，可以采用对传感器M后接运算放大器调零办法来消除，即V2是一个为零或接近于零的电压值。这样，以t2为检测信号电压计值的起点时间，以气敏进程中的t3为计值的终点时间，对应的气敏反应终点电压为V0＝V3-V2，若有易燃气体存在，V0为毫伏级电压，若无易燃性气体存在，V0为零电压值，本例中t3-t2＝2秒。t以后气敏元件M受控返回待测状态。
根据图2～5给出本发明检测装置。图2中，本发明检测装置包括传感部件1、采气部件2，放大器3、A/D转换-显示部件4、报警部件5、操作-时间控制部件6和电源7。上述各部件安装在如图4所示的棒型盒8中，电路元件装在印刷电路板13上。图3～5给出图2所示各部件的具体构成，传感部件1包括气敏元件M、测量电阻R6、管座10和保护罩9。采气部件2包括微型电机D、保护二极管D6、叶片14、导气管12，其中电机D与叶片14成机械联结，导气管12的一端插入管座10上的小孔11和另一端置于泵室15。这样，一启动电机D，就使导气管12产生负压，把检测空间-即行包中的易燃物品散发出的气体被抽吸通过气敏元件M。放大器3包括运算放大器IC5、电阻R7、R8、调零电位器W2、灵敏度电位器W3和电容C10、C11，电阻R7与传感部件1中的测量电阻R6和气敏元件M的联结点相连接。A/D转换-显示部件4包括高精度基准电源IC4、31/2位A/D转换器IC8、译码器IC9、驱动器IC10、数字显示屏LED、负压发生器IC12、电位器W4、电阻R9～R22、电容C1～C6和二极管D2、D3，调节W4向IC8提供参考电压，以便与IC5的输出电压，即向IC8输入的检测信号电压进行比较，IC8以每秒转换4次的频率工作，将检测信号电压转换成数码，经IC9译码后由显示屏LED显示。报警部件5具有检测值报警和电池供电欠压报警两种功能，与非门A4、A5、D触发器IC11、晶体三极管BG3、电阻R23、R31、发光二极管DI3和蜂鸣器F构成检测值报警、与非门A4的输入与IC8的输出端相联结，IC11的Cp端与IC8的转换节拍信号端相接，当易燃气体含量为0.1%时，即达到IC8的参考电压值时，IC11的R端为“0”，IC11构成T触发器，使发光二极管DI3和蜂鸣器F分别以IC8的节拍频率成间断式光报警和声报警，而当易燃气体含量小于0.1%时，IC11的R端恒为1，因而Q端为“1”、Q端为“0”，发光二极管DI3和蜂鸣器F都不能得到驱动，没有报信号;由发光二极管DI1、欠压发光二极管DI2、电阻R1～R5、晶体三极管BG1、BG2和电位器W1构成电池欠压报警。操作-时间控制部件6包括按钮K2、D触发器IC15、IC13、双定时器IC14、反相器A1、A2、A3、高速电子开关IC1、IC2、IC6、IC7、二极管D7～D6、电阻R24～R31、电容C12～C15，仔细调整电阻R26、R30，使双定时器IC14的Q2端的输出控制方波比Q1端的控制方波滞后t＝t2-t1时间，本实施例取t＝1秒，当t1时启动按钮K2，Q1端波宽约为tu1＝t3-t1，而Q2端方波波宽为tu2＝t3-t2、取tu2＝2秒。这样，电源开启后，开关IC1、和IC7断开，IC6闭合，本装置不采气和不检测，而因IC16以T触发器方式工作，使IC2以IC8的转换频率的二分频频率开关，以达到使气敏元件M以开关加电方式预热，一旦启动K2，检测工作开始，开关IC1闭合，电动机D启动，采气部件2采气，同时，IC16的R端被置“1”，其Q端恒为“1”，使电子开关IC2闭合，气敏元件M加全电压，1秒钟后开关IC6断开而IC7闭合，IC5的输出与IC8的输入连通，对检测读号电压进行A/D转换并动态扫描显示，3秒钟后检测过程结束。电源7包括镍隔电池E、充电插孔J、防反充电二极管D1、电源开关K1和三端稳压电源IC3。
作为一种替换，根据附图6，操作一时间控制部件6包括按钮K2、D触发器IC15～IC17、二极管D11、D12、电阻R32～R34、R24、电容C16、C17、反相器A1、R32～R34、R24、电容C15、C17、反相器A1、和高速电子开关IC1、IC2、IC6、IC7组成。以IC17为主体构成单稳态电路，其波宽由R33和C18、决定，取3秒宽度，IC17接成触发器，(R32+R34)、C17起延迟触发的作用，取延后1秒钟后T触发器产生2秒宽度方波。
权利要求
1.一种易燃物品检测装置，特别用于行李包裹中夹藏易燃物品的检测，包括传感部件1、采气部件2，放大器3、A/D转换-显示部件4、报警部件5、电源7，其特征在于还有操作-时间控制部件6和棍棒型外壳8；上述部件1和2分别由部件6以开关联结电源7，放大器3与部件4由部件6以开关联结；采气部件2中的导气管12的一端插入传感部件1中的气敏元件M的管座10上的小孔11。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于操作-时间控制部件6包括按钮K2、D触发器IC13、IC15、双定时器IC14、反相器A1、A2、A3、高速电子开关IC1、IC2、IC6、IC7、二极管D7～D6、电阻R24～R31、电容C12～C15，或由按钮K2、D触发器IC17、IC16、IC15、二极管D11、D12、电阻R32～R34、R24、电容C16、C17、反相器A1和高速电子开关IC1、IC2、IC6、IC7。
3.一种气敏快速检测方法，特别是采用金属氧化物半导体气体传感器检测的场合，其特征在于检测进程定时控制区域采样。
全文摘要
一种易燃物品检测装置及快速检测方法，特别适应于对夹藏在行李、包裹中易燃物品的检测。本发明检测装置包括传感部件、采气部件，放大器、A/D转换-显示部件、报警部件、操作-时间控制部件，用电池供电，箱体为棍棒型。一次检测时间约3秒。由于采用气敏检测进程定时控制区域采样的方法，大大缩短了检测时间，也使操作-时间控制部件设计简化。
文档编号G01N33/22GK1041038SQ8810557
公开日1990年4月4日 申请日期1988年9月8日 优先权日1988年9月8日
发明者杨友林, 黄根林, 李秉华, 周湘莹 申请人:杨友林, 黄根林, 李秉华, 周湘莹