一种便于自动标定的气体检测装置的制作方法

1.本技术涉及气体检测技术领域，尤其是一种便于自动标定的气体检测装置。


背景技术：

2.气体传感器由于价格低、体积小、易集成、易布点等特性，正成为一种区别于传统监测方式的新型空气污染物监测技术。基于气体传感器的环境监测方法也被逐渐应用到不同的场景中，如环境大气监测，网格化监测，工业监测等。由根据工作原理的不同，常用的气体传感器主要分为电化学传感器、金属氧化物传感器、光离子电离传感器、非分散红外传感器等。
3.在基于电化学传感器的气体检测装置使用过程中，影响其寿命的主要是电解液，通常在2年左右电解液就消耗得不能再正常工作了。并且，在在使用几个月后就会产生零点漂移的问题，影响后续测量精度，需要重新对该电化学传感器进行零点标定。
4.传统的气体检测装置生产企业一直采用标准气体标定方法标定气体检测传感器。如甲醛、苯等挥发性比较强的气体或氮气等气体，由于标准气体获得途径较为困难并且成本较高，通常需要将电化学传感器寄送回原厂进行标定维修，不便于标定。


技术实现要素：

5.为了改善现有技术中气体检测装置不便于标定的问题，本技术提供的一种便于自动标定的气体检测装置采用如下的方案：一种便于自动标定的气体检测装置，包括：检测管道，所述检测管道具有与待测环境气体相连通的取样口以及用于排气的排气口；气泵，与所述检测管道相连通，用于驱动检测管道内的气流向排气口流动；检测箱，内部具有中空的检测腔室，所述检测腔室与检测管道相连通；电化学传感器，所述电化学传感器固定安装在所述检测箱内，用于对检测腔室中的气体进行接触检测；零气发生器，与检测管道相连通，用于将外界空气过滤转化为零气；所述检测管路包括主管路、第一支路以及第二支路，第一支路上安装有第一电磁阀，第二支路上安装有第二电磁阀；第一支路和第二管路的出气端均与所述主管路相连通，取样口位于第一支路的进气端，零气发生器与第二支路的进气端相连通；气体检测装置包括用于检测待测气流的工作态以及用于标定电化学传感器的标定态，工作态时，第一电磁阀开启且第二电磁阀关闭，待测气流进入检测腔室进行检测；标定态时，第一电磁阀关闭而第二电磁阀开启，零气发生器向检测腔室供给零气以将电化学传感器标定。
6.通过采用上述方案，通过零气发生器，能够将外界环境中的空气过滤转化为零气，从而方便地向检测箱中供给零气以进行标定，较为便捷。一方面，泵吸式抽取环境气体以进行检测的过程中，通常并不需要长时间的检测；然而，实际检测过程中，管道以及检测箱内
难免会残留大量的环境气体，导致电化学传感器仍内的电解液仍会始终不断的与环境气体发生反应，导致电解液无谓的消耗，使得电化学传感器的使用寿命降低；并且，反应产生的气体残留会影响下一次检测的精度。本技术技术方案中，能够通过向检测管路中通入标准气体零气，从而及时地将管道以及检测箱中的环境气体排出，有效地降低了电化学传感器中电解液的损耗，保证了该气体检测装置的寿命。另一方面，由于电化学传感器的电解液被消耗的问题，通常电化学传感器使用几个月后就会产生零点漂移的问题，影响后续检测精度；现有的处理方案通常是通过标准气体进行零点标定的方式，然而标准气体获取困难、成本较高，通常需要返厂进行零点标定，较为不便。本技术技术方案中，通过设置有零气发生器，能够有效地将环境空气转化为零气，并且通过电磁阀自动化控制零气发生器的工作。实际工况中，每隔几个月即会自动控制零气发生器工作以产生零气对检测箱内的电化学传感器进行标定，显著提升了标定的便捷度，有效地保证了该气体检测装置长期的检测精度以及稳定性。
7.可选的，所述零气发生器包括过滤管道以及填充于所述过滤管道内的活性炭，所述过滤管道具有进气口以及出气口，进气口与外界空气相连通，出气口与第二支路相连通。
8.通过采用上述方案，在过滤管道内填充活性炭，通过活性炭对过滤管道中的环境气体进行过滤，从而简单有效地实现零气的制备供给。传统技术方案中，通常需要寄回工厂，采用制备而成的氮气以及甲醛、苯等气体作为零气以进行标定，零气的制备成本较高且制备流程复杂。本技术技术方案通过活性炭对环境空气进行过滤，从而简单而有效地去除环境空气中的污染物而形成零气；活性炭进行过滤的方式，显著的降低了零气制备的成本，进而降低了该气体检测装置的标定成本。并且，传统标定过程中，通常采用固定容量的零气瓶，在瓶中充满气体以供给零气，瓶内零气消耗完之后无法再进行标定，若增大瓶体容积则导致占用空间过大。本技术通过过滤管道配合填充活性炭即可实现长期可持续的零气制造，提升了该气体检测装置的可持续使用性能。
9.可选的，所述过滤管道多次弯折而形成多个弯折部。
10.通过采用上述方案，将过滤管道多次弯折而形成多个弯折部，多个弯折部的设置，能够使得环境气体在过滤管道中多次被回转减速，充分提升环境空气与活性炭的接触时间，从而充分提升活性炭对环境空气的过滤效果，保证产生的零气洁净度。
11.可选的，所述零气发生装置上设置有启闭件，所述启闭件安装在所述过滤管道的进气口处，所述启闭件工作以开启或关闭所述过滤管道的进气口。
12.通过采用上述方案，在过滤管道的进气口处设置有启闭件，启闭件工作能够控制过滤管道进气口的开启或关闭。在一些其他工况中，由于过滤管道的进气口不被封闭，过滤管道中的活性炭始终与环境空气相连通，导致活性炭使用寿命降低，甚至可能导致后期活性炭的过滤效果变差而使得产生的零气受到影响。本技术技术方案中，需要进行标定时，启闭件控制进气口开启而将使得环境空气被抽入过滤管道中产生零气并供给向检测箱；而在其他时间段，启闭件控制进气口关闭而减少活性炭的使用，从而提升了活性炭的使用寿命。
13.可选的，还包括气体半导体制冷组件，所述半导体制冷组件贴合于主管路外周且位于检测箱靠近取样口的一侧，所述半导体制冷组件用于对进入检测箱的气体降温；所述半导体制冷组件包括半导体制冷器、吸热板和散热器，所述吸热板位于半导体制冷器靠近主管路的一侧，用于与主管路接触以对主管路内气流制冷；所述散热器位于半导体制冷器
远离主管路的一侧，用于将制冷过程中的热量散发到外界空气中。
14.通过采用上述方案，设置有半导体制冷组件，对主管路内的气流进行散热，并且半导体制冷组件位于检测箱靠近取料口的一侧，能够对进入检测箱内的气体进行降温。传统的气体质量监测设备基本都使用电化学传感器，且内部温度随着外界环境的温度变化而进行变化、不可调节。而电化学传感器的使用的温度范围有限，对温度非常敏感，要求尽可能保持温度稳定，同时低湿度和高温度会导致传感器的电解质变干，大大减少传感器的寿命。本技术技术方案通过在主管路外周设置有半导体制冷组件，在不接触主管路内部气流的情况下，通过主管路外壁的导热，使得气流经过时被降温，从而降低了进入检测腔室的气流温度，进而减少了电解液的损耗，提升了电化学传感器的使用寿命。
15.可选的，所述吸热板远离半导体制冷器的一端固定安装有具有弹性的导热片，所述导热片具有适配于主管路形状的卡接部，所述卡接部卡接在所述主管路外周。
16.通过采用上述方案，在半导体吸热板上设置有弹性的导热片，且该导热片具有适配于主管路形状的卡接部，从而能够将半导体制冷组件卡接安装在主管路外周上。本技术实施例中，导热片具有适配于主管路弧形表面的卡接部，导热片弹性的特征使其能够用于覆盖不平整的表面，从而保证主管路与导热片的贴合效果。卡接安装的方式较为便捷，能够便于拆卸的实现该半导体制冷组件的拆装，简化安装流程的同时保证与主管路的贴合程度。
17.可选的，所述检测腔室与检测箱的外壁之间具有隔热层，所述隔热层内填充有隔热棉。
18.通过采用上述方案，在检测腔室与检测箱之间设置有隔热层并在隔热层内填充有隔热棉，从而保证该检测腔室的隔热效果，防止外界温度过高而导致电化学传感器受高温影响而寿命降低的问题，进一步的保证了该气体检测装置的使用寿命。
19.可选的，所述电化学传感器的数量为多个，多个所述电化学传感器均布于所述检测腔室内壁上。
20.通过采用上述方案，设置多个电化学传感器并均布于检测腔室内壁上，从而对检测腔室中气体进行检测；实际使用工况中，通过多个电化学传感器同时检测并取均值的方式，能够进一步提升该气体检测装置的检测准确度，减少误差。
21.可选的，还包括流量计，所述流量计穿设至所述主管路内部，用于检测主管路中气流的流量。
22.通过采用上述方案，在主管路中穿设有流量计，以检测主管路中气流的流量，从而能够实时的检测进入检测腔室中的气体量，以便于通过控制气泵的功率而实时调控流速。
23.可选的，还包括过滤件，所述过滤件固定安装于所述主管路内，所述过滤件位于检测箱靠近取样口的一侧，所述过滤件用于对待测气流进行初步过滤。
24.通过采用上述方案，在主管路中设置有过滤件，采用过滤件对待测的环境气体进行初步过滤。实际工况中，由于电化学传感器通常是为了检测环境气流中指定的物质浓度，而环境气流中通常存在其他的污染杂质对电化学传感器进行干扰，交叉污染物影响检测的精度。本技术通设置有过滤件，对检测前的环境气流进行过滤，从而减少交叉污染物对检测的影响，保证检测精度。
25.综上所述，本技术包括至少以下有益技术效果：
1. 通过零气发生器，能够将外界环境中的空气过滤转化为零气，从而方便的向检测箱中供给零气以进行标定，较为便捷。一方面，泵吸式抽取环境气体以进行检测的过程中，通常并不需要长时间的检测；然而，实际检测过程中，管道以及检测箱内难免会残留大量的环境气体，导致电化学传感器仍内的电解液仍会始终不断的与环境气体发生反应，导致电解液无谓的消耗，使得电化学传感器的使用寿命降低；并且，反应产生的气体残留会影响下一次检测的精度。本技术技术方案中，能够通过向检测管路中通入标准气体零气，从而及时地将管道以及检测箱中的环境气体排出，有效地降低了电化学传感器中电解液的损耗，保证了该气体检测装置的寿命。另一方面，由于电化学传感器的电解液被消耗的问题，通常电化学传感器使用几个月后就会产生零点漂移的问题，影响后续检测精度；现有的处理方案通常是通过标准气体进行零点标定的方式，然而标准气体获取困难、成本较高，通常需要返厂进行零点标定，较为不便。本技术技术方案中，通过设置有零气发生器，能够有效地将环境空气转化为零气，并且通过电磁阀自动化控制零气发生器的工作。实际工况中，每隔几个月即会自动控制零气发生器工作以产生零气对检测箱内的电化学传感器进行标定，显著提升了标定的便捷度，有效地保证了该气体检测装置长期的检测精度以及稳定性；2. 在过滤管道内填充活性炭，通过活性炭对过滤管道中的环境气体进行过滤，从而简单有效的实现零气的制备供给。传统技术方案中，通常需要寄回工厂，采用制备而成的氮气以及甲醛、苯等气体作为零气以进行标定，零气的制备成本较高且制备流程复杂。本技术技术方案通过活性炭对环境空气进行过滤，从而简单而有效地去除环境空气中的污染物而形成零气；活性炭进行过滤的方式，显著地降低了零气制备的成本，进而降低了该气体检测装置的标定成本。并且，传统标定过程中，通常采用固定容量的零气瓶，在瓶中充满气体以供给零气，瓶内零气消耗完之后无法再进行标定，若增大瓶体容积则导致占用空间过大。本技术通过过滤管道配合填充活性炭即可实现长期可持续的零气制造，提升了该气体检测装置的可持续使用性能；3. 设置有半导体制冷组件，对主管路内的气流进行散热，并且半导体制冷组件位于检测箱靠近取料口的一侧，能够对进入检测箱内的气体进行降温。传统的气体质量监测设备基本都使用电化学传感器，且内部温度随着外界环境的温度变化而进行变化、不可调节。而电化学传感器的使用的温度范围有限，对温度非常敏感，要求尽可能保持温度稳定，同时低湿度和高温度会导致传感器的电解质变干，大大减少传感器的寿命。本技术技术方案通过在主管路外周设置有半导体制冷组件，在不接触主管路内部气流的情况下，通过主管路外壁的导热，使得气流经过时被降温，从而降低了进入检测腔室的气流温度，进而减少了电解液的损耗，提升了电化学传感器的使用寿命。
附图说明
26.图1是本技术实施例整体结构的示意图；图2是本技术实施例为展示过滤管道而隐藏盒体所做的整体示意图；图3是本技术实施例为展示检测箱内部结构所做的检测箱俯视角度的剖视图。
27.附图标记说明：1、检测管道；11、取样口；12、排气口；13、主管路；131、三通接头；14、第一支路；141、第一电磁阀；15、第二支路；151、第二电磁阀；
2、气泵；3、检测箱；31、电化学传感器；32、检测腔室；33、隔热层；4、零气发生器；41、盒体；42、过滤管道；421、进气口；422、出气口；423、弯折部；5、启闭件；51、丝杆电机；52、滑移盘；521、密封塞；53、导向柱；6、半导体制冷组件；61、半导体制冷器；62、吸热板；63、散热器；64、导热片；641、卡接部；7、过滤件；8、流量计。
具体实施方式
28.以下结合附图，对本技术作进一步详细说明。
29.本技术实施例公开一种便于自动标定的气体检测装置。
30.参照图1和图2，一种便于自动标定的气体检测装置，其包括：检测管道1、气泵2、检测箱3、电化学传感器31以及零气发生器4，检测管道1具有用于与环境气体相连通的取样口11以及用于排气的排气口12，气泵2与检测管道1相连通以驱动气流向排气口12流动；检测箱3内具有与检测管道1相连通的检测腔室32，电化学传感器31安装在检测箱3内并接触检测该检测腔室32内的气体，零气发生器4与检测管道1相连通，零气发生器4能够将外界环境空气过滤转化为零气并供给向检测腔室32中以对电化学传感器31标定。
31.参照图1和图2，检测管路包括主管路13、第一支路14以及第二支路15，第一支路14与第二支路15的出气端均与主管路13的进气端相连通；取样口11位于第一支路14的进气端，且取样口11处罩覆有取样过滤网，以初步过滤空气中的大颗粒杂质，零气发生器4与第二支路15的进气端相连通。具体的，主管路13的进气端连接有三通接头131，第一支路14与第二支路15的出气端对应的安装在该三通接头131上，从而实现第一支路14、第二支路15以及主管路13的连通。第一支路14上设置有第一电磁阀141，第二支路15上设置有第二电磁阀151，该气体检测装置还包括控制器，第一电磁阀141与第二电磁阀151均与控制器电连接，控制器通过控制第一电磁阀141和第二电磁阀151以控制第一支路14和第二支路15的连通和封闭。本技术实施例附图中对控制器不做展示。
32.参照图1和图2，气体检测装置包括工作态和标定态，工作态时第一电磁阀141开启而第二电磁阀151关闭，同时气泵2工作以使待测气流进入检测腔室32进行检测；标定态时，第一电磁阀141关闭而第二电磁阀151开启，同时气泵2工作以使环境空气被零气发生器4过滤形成零气、并供给向检测腔室32以将电化学传感器31标定。
33.参照图2和图3，零气发生器4包括盒体41以及安装于所述盒体41内部的过滤管道42，过滤管道42具有进气口421和出气口422，进气口421与外界环境空气相连通，出气口422与第二支路15相连通。过滤管道42内部填充有活性炭，活性炭填压于过滤管道42内部以将通过的环境气流过滤形成零气。在其他实施例中，还可以采用一些其他的目标选择性隔离层，如过滤纸、过滤膜、分子筛、过滤装置和选择性过滤物质填压形成的覆盖结构中的任意一种，在此不做赘述。
34.参照图2和图3，具体的，盒体41低位端侧壁上贯穿开设有第一通孔，盒体41高位端侧壁上贯穿开设第二通孔。过滤管道42进气口421所在的一端由第一通孔穿设至盒体41外，以与环境空气相连通；过滤管道42出气口422所在的一端由第二通孔穿设至盒体41外，以与
第二支路15相连通。过滤管道42在盒体41内部多次弯折而形成多个弯折部423，弯折部423的回转角度为180度；值得一提的是，过滤管道42的出气口422内设置有过滤网，过滤网的孔径小于活性炭的颗粒大小，以防止活性炭随气流进入主管道。
35.参照图2和图3，零气发生装置上设置有用于启闭过滤管道42进气口421的启闭件5，启闭件5安装在过滤管道42的进气口421处，启闭件5工作以开启或关闭过滤管道42的进气口421。具体的，启闭件5包括丝杠电机以及滑移盘52，过滤管道42在进气口421处沿水平方向布置，丝杆该电机固定安装在盒体41侧壁上且丝杠沿水平方向布置，滑移盘52螺纹连接于丝杠电机的丝杠上，丝杠电机工作以驱动滑移盘52在水平方向上运动。滑移盘52上靠近盒体41的一端固定设置有弹性的密封塞521，密封塞521的形状适配于过滤管道42进气口421的开口大小，滑移盘52能够沿水平方向朝盒体41运动以将密封塞521过盈插接在过滤管道42的进气口421处。值得一提的是，启闭件5还包括沿水平方向固定安装在盒体41上的导向柱53，滑移盘52滑移插接在该导向柱53上，导向柱53用于对滑移盘52的水平运动导向。
36.参照图2和图3，气体检测装置还包括半导体制冷组件6，半导体制冷组件6贴合于主管路13外周且位于检测箱3靠近取样口11的一侧，具体的，半导体制冷组件6位于气泵2与检测箱3之间，以对流向检测箱3的气流降温。半导体制冷组件6包括半导体制冷器61、吸热板62以及散热器63，本技术实施例中，半导体制冷器61为板状结构，吸热板62固定安装在半导体制冷器61的制冷端板面上，散热器63固定安装在半导体制冷器61的散热端板面上。具体的，吸热板62位于半导体制冷器61靠近主管路13的一侧，吸热板62与主管路13解除以对主管路13内的气流制冷降温；散热器63位于半导体制冷器61远离主管路13的一侧，散热器63与环境空气解除以将制冷过程中散热端产生的热量散发到外界空气中。
37.参照图2和图3，吸热板62远离半导体制冷器61的一端固定安装有弹性的导热片64，导热片64具有适配于主管路13形状的卡接部641，卡接部641卡接在主管路13外周。本技术实施例中，主管路13为圆柱形，卡接部641为适配于主管路13外侧壁的弧形，卡接部641与主管路13外壁卡接时，弧形的卡接部641弹性形变并卡接在主管路13上，以实现半导体制冷组件6与主管路13的可拆式连接。值得一提的是，吸热板62具有高可压缩性、柔软兼有弹性、热传导率良好等优点，能够将主管路13上的热量高效、充分地传递给半导体制冷器61。
38.参照图2和图3，该气体检测装置还包括过滤件7和流量计8，过滤件7固定安装于所述主管路13内，过滤件7位于检测箱3靠近取样口11的一侧，具体的，过滤件7位于半导体制冷组件6与气泵2之间，过滤件7用于对待测气流进行初步过滤，以初步过滤一些无需电化学传感器31检测的杂质。流量计8位于检测箱3与半导体制冷组件6之间，流量计8穿设至主管路13内部以实时监测主管路13中气流的流量。
39.参照图2和图3，检测箱3的外壁与内部中空的检测腔室32之间设置有隔热层33，隔热层33内填充有隔热棉，图中未做填充展示。电化学传感器31的数量为多个，多个电化学传感器31均布于检测腔室32的内壁上。具体的，本技术实施例中，检测腔室32具有四个侧壁，电化学传感器31的数量为8个，每个侧壁上布置有两个电化学传感器31，电化学传感器31均与控制器电连接。
40.本技术实施例一种便于自动标定的气体检测装置的实施原理为：使检测管路包括第一支路14和第二支路15，第一支路14与环境空气相连通，第二支路15与零气发生器4相连通。常态下，气泵2工作以通过第一支路14抽取环境气体并送入检测箱3中进行检测；需要对
电化学传感器31进行标定时，气泵2工作以通过第二支路15抽取环境气体并通过过滤管道42中的活性炭转化为零气并送入检测箱3，以对电化学传感器31进行标定，保证电化学传感器31的检测精度。
41.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。