[发明专利]检测低浓度含水气体的电子鼻及方法

权利要求书

1.一种检测低浓度含水气体的电子鼻，其特征在于，包括：采样器、亲疏水复合气体流通室、抽气设备、图像传感器和处理器；

所述亲疏水复合气体流通室的进气口连接所述采样器，所述亲疏水复合气体流通室的出气口连接所述抽气设备；所述抽气设备用于将混合有水蒸气的待测气体经所述采样器抽至所述亲疏水复合气体流通室；

所述亲疏水复合气体流通室的第一侧面用亲水性的玻璃片制成，所述亲疏水复合气体流通室的第二侧面放置有用疏水性基底制成的气体检测试纸，所述玻璃片与所述气体检测试纸不接触，所述第一侧面与第二侧面相对；

所述玻璃片用于冷凝所述待测气体中的水蒸气；所述抽气设备还用于将冷凝再蒸发后的水蒸气抽离所述亲疏水复合气体流通室；

所述图像传感器用于实时采集所述第一侧面的图像并传输至所述处理器，所述处理器根据所述第一侧面的图像进行气体检测。

2.根据权利要求1所述的电子鼻，其特征在于，所述图像传感器朝向所述第一侧面，用于实时采集所述第一侧面的图像；

当水蒸气冷凝在所述玻璃片上时，所述第一侧面的图像显示玻璃片上水蒸气冷凝的颜色；

当水蒸气冷凝再蒸发后被抽离所述亲疏水复合气体流通室之后，待测气体中的有效气体作用于所述气体检测试纸时，所述第一侧面的图像为透过所述玻璃片显示的所述气体检测试纸的颜色。

3.根据权利要求1所述的电子鼻，其特征在于，所述亲疏水复合气体流通室的第一侧面和第二侧面之间通过疏水性密封圈气密连接；

所述亲疏水复合气体流通室的进气口和出气口分别开设在所述玻璃片的两端。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电子鼻，其特征在于，还包括加热设备；

所述采样器的进气口用于采集所述待测气体，出气口连接所述亲疏水复合气体流通室的进气口；

所述采样器内设置有吸附填料，所述加热设备用于在所述吸附填料富集所述待测气体后对所述采样器进行加热，以使所述待测气体从所述吸附填料上热解吸出来并流到所述亲疏水复合气体流通室。

5.根据权利要求4所述的电子鼻，其特征在于，

所述抽气设备开启后，控制所述待测气体以100mL/min-1000mL/min的气速流经所述吸附填料；

开启加热设备的同时，所述抽气设备控制从所述吸附填料上热解吸出来的待测气体以300mL/min-1000mL/min的气速流到所述亲疏水复合气体流通室。

6.根据权利要求4所述的电子鼻，其特征在于，还包括疏水性的微孔滤膜；

所述采样器的出气口连接所述微孔滤膜的一侧，所述微孔滤膜的另一侧连接所述亲疏水复合气体流通室的进气口；

所述待测气体从所述吸附填料上热解吸出来并流到所述微孔滤膜，使所述待检测气体冷凝降温；

其中，所述微孔滤膜的温度低于所述采样器的温度，且高于所述玻璃片和气体检测试纸的温度。

7.根据权利要求6所述的电子鼻，其特征在于，所述微孔滤膜为聚四氟乙烯微孔滤膜或者聚偏氟乙烯微孔滤膜。

8.根据权利要求1-3任一项所述的电子鼻，其特征在于，所述气体检测试纸为比色传感阵列试纸；

所述待测气体中有效气体的浓度为十亿分之一体积分数级。

9.一种检测低浓度含水气体的方法，其特征在于，使用权利要求1-7 任一项所述的电子鼻对混合有水蒸气的待测气体进行检测，包括：

所述处理器从每张第一侧面的图像中提取颜色信号，根据所述颜色信号的变化量和图像采集时间绘制反应时程曲线；

所述处理器根据所述反应时程曲线的第一个驼峰确定水蒸气的信号，根据所述反应时程曲线的第二个驼峰确定待测气体中有效气体的信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述气体检测试纸为比色传感阵列试纸；

所述处理器从每张第一侧面的图像中提取颜色信号，根据所述颜色信号的变化量和图像采集时间绘制反应时程曲线，包括：

确定所述比色传感阵列试纸中每个阵列点位在第一侧面的图像中的目标位置；

在每张第一侧面的图像的目标位置提取颜色信号，根据每个目标位置的颜色信号的变化量和图像采集时间绘制每个阵列点位的比色反应时程曲线；

将同一图像采集时间的多个目标位置的颜色信号的变化量相加，得到全阵列比色反应时程曲线。