[发明专利]一种厨房环境中多组分有害气体检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种厨房环境中多组分有害气体检测装置及检测方法，该检测装置包括进样模块、供电模块、气室及传感器模块、信号处理模块、AD转换模块、单片机最小系统模块、串口模块。在外界匀速向气室进气的情况下，传感器可快速稳定、响应并恢复电压基线，其输出的电压响应可被单片机接收并处理，向上位机输出混合气中一氧化碳、甲烷和甲醛等三种组分的浓度检测结果。该装置功能完善，体积小，操作方便，准确性、稳定性、重复性较好，可作为核心装置投入厨房环境中有害气体检测仪器的生产制造中。

技术领域

本发明涉及有害气体检测领域，尤其涉及一种厨房环境中多组分有害气体检测装置及检测方法。

背景技术

长期以来，由于燃气、装修、地理位置、通风习惯等各种因素，室内环境中的有毒有害气体浓度很可能短时间内远远高于安全标准。而高浓度的有毒有害气体，对人体会造成极其不利的影响，轻则导致身体不适、健康受损，重则引起火灾、爆炸等严重事故。

当前有毒有害气体的检测通常应用于工业和室外场合，如隧道、矿井、工厂等，且往往只提供报警的功能，而不能检测出复杂混合气中多种单独组分气体的浓度，难以满足人们日益增长的需求。而市面上的商用仪器由于体积大、价格昂贵、操作不便等缺点，不适合在日常生活中进行长期空气质量的检测。因此，需要提出一种快速、廉价、便捷、小型化的有毒有害气体检测设备及检测技术，进一步实现智能判别各目标气体组分的浓度。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种厨房环境中多组分有害气体检测装置及检测方法，解决常用的检测手段中操作复杂、价格昂贵、仪器庞大、无法进行多组分测量等缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种厨房环境中多组分有害气体检测装置，其特征在于，该装置包括进样模块、供电模块、气室及传感器模块、信号处理模块、AD转换模块、单片机最小系统模块、串口模块；

所述进样模块包括气泵、干燥过滤管和加热室，用于匀速往气室及传感器模块通入经干燥、过滤和控温后的气体；所述气泵用于使进样时和传感器清洗时的气体流速一致且不变，确保传感器输出的电压信号在传感器清洗前后的相对稳定；所述干燥过滤管，内部采用变色硅胶填充，用于过滤进样气体中的颗粒物杂质和水汽，并通过颜色变化指示硅胶性能状况；所述气泵、干燥过滤管和加热室依次连接；

所述供电模块用于为进样模块和单片机最小系统模块提供所需的不同电压，由+12V开关电源供电；

所述气室及传感器模块包括气室和传感器阵列，所述气室主体为长方体结构，气室内部上方有一个气体检测室，气体检测室侧面开有进气孔，所述进气孔连接有进气管，气室内的底部开有6个MOS传感器圆槽用于传感器的固定和替换，在气室的底部还开有3mm高度的底部空槽，并且在气室的底部与进气孔相对的一侧开有出气槽，所述底部空槽与出气槽连通，所述出气槽的底部设有温湿度传感器位点，在出气槽的侧面开有出气孔，所述出气孔连接出气管，用于待检测的气体从气室底部的底部空槽汇合后经出气管排出；所述传感器阵列包括6个MOS传感器和1个温湿度传感器；所述MOS传感器设置在MOS传感器圆槽中，MOS传感器的头部位于气体检测室中，与进气孔的高度一致；所述温湿度传感器设置在出气槽的底部的温湿度传感器位点处，用于检测加热后流过传感器阵列的气体的实际温度和湿度。

所述信号处理模块采用差分放大电路和RC滤波，用于对传感器阵列的输出信号进行差分放大和滤波处理，使其在通入恒定流速1000毫升/分钟纯净空气后的输出电压稳定在1.0V以下，以允许传感器输出电压有较大的变化区间；

所述AD转换模块用于快速完成差分放大和滤波处理后的传感器的电压信号的AD转换，输入到单片机最小系统模块；

所述单片机最小系统模块装载有判别待测气体浓度的算法模型，用于将接收的信号直接在下位机进行分析运算并得出最终结果，通过串口模块发送至上位机；