便携式多通道气敏传感监测器及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种便携式多通道气敏传感监测器及其应用，主要解决现有技术中体积大、无法便携使用、通用性差的问题。本发明专利技术通过采用一种便携式多通道气敏传感监测器，包括气敏传感片、监测器探头、监测器主板、监测器外壳、电池，气敏传感片、监测器探头之间通过插槽接触，监测器探头通过线缆与监测器主体相连，监测器内设有蓝牙模块，通过蓝牙技术将监测数据与温湿度值上传至上位机的技术方案较好地解决了上述问题，可用于气敏传感监测中。

Portable multi-channel gas sensor monitor and its application

The invention relates to a portable multi-channel gas sensor monitor and its application, which mainly solves the problems of large volume, non portable use and poor universality in the prior art. The invention adopts a portable multi-channel gas sensing monitor, which comprises a gas sensing piece, a monitor probe, a monitor main board, a monitor shell and a battery. The gas sensing piece and the monitor probe are contacted through slots. The monitor probe is connected with the monitor main body through a cable, and the monitor is equipped with a Bluetooth module. The monitor data and the temperature and humidity are monitored through Bluetooth technology The technical scheme of uploading the data to the upper computer solves the above problems well and can be used in gas sensor monitoring.

【技术实现步骤摘要】
便携式多通道气敏传感监测器及其应用
本专利技术涉及一种便携式多通道气敏传感监测器及其应用。
技术介绍
随着半导体技术与高分子材料技术的发展，气敏传感材料的发展已呈现出由单一材料向复合材料发展的新趋势，尤其是导电高分子气敏材料，因其诱人的应用前景而受到广泛重视。导电高分子气敏材料具有诸多优势，如可以沉积在各种基片上，附着性较好；可以通过选择不同的大分子链结构，对其进行改性，获得不同的化学敏感性能，提高其对气体响应的灵敏度和选择性；可以在室温下工作，更具实用价值等。气敏传感材料的信号采集设备，目前应用较为广泛的是固定式采集系统。此类系统不仅本体体积较大，且多通过有线方式与上位机相连，无法便携使用；其构建的理想气体测试环境，与实际应用场景相差较大，测试结果也与实际应用相差甚远。CN201110366862.2公开了一种气体传感器测试系统，包括配气单元、气敏性测量装置以及测试单元；所述配气单元包括一个空气供给单元、一个以上的待测气体供给单元、将空气与待测气体混匀的气体混合室，所述气体混合室连通气敏性测量装置，用于将配比后的气体通过管道输入气敏性测量装置。所述测试单元包括数据监测器，连接数据监测器的温控仪、尾气分析装置以及计算机；所述数据监测器分别电连接空气供给单元和气敏性测量装置。该专利技术可以较为严格地控制测试环境的条件变量，有利于提高气敏性能测试的准确性，适合实验室验证使用。但是此套系统结构复杂，其构建的理想测试条件与实际的应用场景相差甚远，不适用于实际场景中的应用。CN201620615280.1公开了一种便携式电子鼻系统，设置有进样控制系统、气敏传感器阵列、单片机；进样控制系统与单片机连接，用于稳定进样气体流速和压力；进样控制系统设置有质量流量控制器、三通阀、干燥器、密闭测试腔、可调速真空泵。该技术专利技术通过气敏传感器通用插槽和信号调理电路，引入“即插即用”和“时分复用”在不降低系统气味识别效能的前提下，减小气敏传感器数量和功耗；利用气压传感器和可调速真空泵，精简气路中的稳压阀；通过以上方法，减小系统体积、质量和功耗，最终实现小型化的便携式电子鼻。该技术提出了通用插槽的概念，但没有具体的描述其规格；其密闭测试腔体的加热器还需外接220V电源供电，无法达到便携使用的目的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中体积大、无法便携使用、通用性差的问题，提供一种新的便携式多通道气敏传感监测器，具有便携性好、通用性强的优点。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决的技术问题之一相对应的便携式多通道气敏传感监测器的应用。为解决上述问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种便携式多通道气敏传感监测器，包括气敏传感片、监测器探头、监测器主板、监测器外壳、电池，气敏传感片、监测器探头之间通过插槽接触，监测器探头通过线缆与监测器主体相连，监测器内设有蓝牙模块，通过蓝牙技术将监测数据与温湿度值上传至上位机；监测过程中，气敏传感片与待测气体接触，待测气体中的目标成分与气敏传感材料发生化学或物理反应，使气敏传感片电极间的阻值发生变化，监测器探头将阻值的模拟量信号传递给监测器主板，首先经调理电路对模拟量进行放大和去噪，再经模数转换模块转变为数字信号进入中央处理单元，中央处理单元通过预置的阻值变化量-浓度换算关系，对阻值的变化量所对应的目标气体浓度进行初步计算，再通过蓝牙将阻值变化量上传至智能终端和网络平台，终端和平台端根据大数据实时修正计算关系，得到更准确目标气体浓度。上述技术方案中，优选地，所述气敏传感片是由将传感材料涂覆在覆有叉指电极的绝缘载片上制备而成，传感材料会吸附脱附特定气体而引发其导电性的变化，导电性变化通过叉指电极间的电阻值变化来表征。上述技术方案中，优选地，所述监测器探头具有镂空外壳保护，使气敏传感片与检测气体充分接触，完成吸附脱附，同时避免其与其他物体接触，造成传感片损伤。上述技术方案中，优选地，所述监测器探头接口中有四枚金属弹片，同侧两枚为相连的一组，用来与气敏传感片上的叉指电极接触导电。上述技术方案中，优选地，所述监测器探头通过带有音频接口的两芯线缆与监测器主体相连，在监测器探头端，两芯线缆分别连接两组四枚的弹性接触电极；在线缆的另一端，通过音频接口与监测器主体连接。上述技术方案中，优选地，所述监测器主体由监测器外壳、监测器主板与电池组成，具有至少6通道气敏传感采集与温度、湿度监测功能，通过至少六枚3.5mm音频接口，同时插入至少6组监测器探头和一组温湿度探头，分别对至少六种气体及环境温度、湿度进行测量。上述技术方案中，优选地，监测器主体自带可充电电池，通过充电专用micro-USB接口对其充电。上述技术方案中，优选地，所述监测器主板设有至少两颗LED灯，绿灯显示当前工作状态，红灯显示当前充电状态，通过混合导光柱将灯光色彩混合显示。为解决上述问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：一种便携式多通道气敏传感监测器的应用，用于气体检测中。与现有设备相比，本监测器使用规定尺寸范围的气敏传感片与通用接口，兼容各类气敏传感材料，传感片的更换不需要工具，维护方便；该监测器主板具备6通道气敏传感采集能力，可同时采集最多6路气敏材料电阻值，加上主板本身采集的温度、湿度信息，共8路数据，可以为多维数据融合处理算法提供数据来源；该监测器自带电池，无需外接电源，数据通过蓝牙无线传输到上位机，具有灵活的使用范围，取得了较好的技术效果。附图说明图1为便携式多通道气敏传感监测器结构与使用流程。图2便携式多通道气敏传感监测器数据与控制流程图。图3供电模块电路图。图4STM32F103芯片引脚电路图。图5ATT7022芯片引脚电路图。图6带有参照组的电阻测量电路原理图。图7监测接口与调理滤波电路电路图。下面通过实施例对本专利技术作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。具体实施方式【实施例1】本专利技术提供一种便携式多通道气敏传感材料信号采集设备，如图1所示，它由气敏传感片、监测器探头、温湿度采集探头、监测器主板、监测器外壳、电池及其他支持部分组成。其特征在监测器通过监测气敏传感膜片导电性能的变化来计算目标气体的浓度，可兼容通用规格范围内的各类气敏传感膜片，更换方便；可便携使用，无需外接电源；最多采集包括温湿度在内的8路监测数据，搭配不同种类的气敏传感材料实现传感器阵列；监测器将采集信息通过蓝牙向外传输。下面结合附图对本专利技术作进一步描述。如图1所示，一种便携式多通道气敏传感监测器，该系统设置有气敏材料传感膜片、监测器探头、监测器主体三部分组成并依次连接。气敏材料传感膜片与监测器探头通过探头插槽中的金属弹片接触，监测器探头通过线缆与监测器主体接触。所述气敏材料传感膜片由化学或物理方法，将气敏材料涂覆在印刷有叉指电极的绝缘基片上制备而成。膜片与监测器探头通过金属接触连接。如图2所示，监测过程中，气敏传感片与待测气体接触，待测气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式多通道气敏传感监测器，包括气敏传感片、监测器探头、监测器主板、监测器外壳、电池，气敏传感片、监测器探头之间通过插槽接触，监测器探头通过线缆与监测器主体相连，监测器内设有蓝牙模块，通过蓝牙技术将监测数据与温湿度值上传至上位机；监测过程中，气敏传感片与待测气体接触，待测气体中的目标成分与气敏传感材料发生化学或物理反应，使气敏传感片电极间的阻值发生变化，监测器探头将阻值的模拟量信号传递给监测器主板，首先经调理电路对模拟量进行放大和去噪，再经模数转换模块转变为数字信号进入中央处理单元，中央处理单元通过预置的阻值变化量-浓度换算关系，对阻值的变化量所对应的目标气体浓度进行初步计算，再通过蓝牙将阻值变化量上传至智能终端和网络平台，终端和平台端根据大数据实时修正计算关系，得到更准确目标气体浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种便携式多通道气敏传感监测器，包括气敏传感片、监测器探头、监测器主板、监测器外壳、电池，气敏传感片、监测器探头之间通过插槽接触，监测器探头通过线缆与监测器主体相连，监测器内设有蓝牙模块，通过蓝牙技术将监测数据与温湿度值上传至上位机；监测过程中，气敏传感片与待测气体接触，待测气体中的目标成分与气敏传感材料发生化学或物理反应，使气敏传感片电极间的阻值发生变化，监测器探头将阻值的模拟量信号传递给监测器主板，首先经调理电路对模拟量进行放大和去噪，再经模数转换模块转变为数字信号进入中央处理单元，中央处理单元通过预置的阻值变化量-浓度换算关系，对阻值的变化量所对应的目标气体浓度进行初步计算，再通过蓝牙将阻值变化量上传至智能终端和网络平台，终端和平台端根据大数据实时修正计算关系，得到更准确目标气体浓度。


2.根据权利要求1所述便携式多通道气敏传感监测器，其特征在于所述气敏传感片是由将传感材料涂覆在覆有叉指电极的绝缘载片上制备而成，传感材料会吸附脱附特定气体而引发其导电性的变化，导电性变化通过叉指电极间的电阻值变化来表征。


3.根据权利要求1所述便携式多通道气敏传感监测器，其特征在于所述监测器探头具有镂空外壳保护，使气敏传感片与检测气体充分接触，完成吸附脱附，同时避免其与其他物体接触，造成传感片损伤。

【专利技术属性】
技术研发人员：李明骏，朱亮，邱枫，邹兵，肖安山，朱胜杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37