本實(shí)用新型涉及氣體濃度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型氣體濃度測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代社會(huì)產(chǎn)業(yè)化和城市化水平的不斷提高，環(huán)境污染源也隨著擴(kuò)大。無(wú)論是大氣污染(如NO、NO2、SO2等)還是人體健康診斷(O2，CO2，CO等)，還是采礦安全(CO、CH4等)都涉及到氣體含量及存在與否的測(cè)量問(wèn)題，特別是現(xiàn)代工業(yè)化帶來(lái)的全球臭氧層破壞、溫室效應(yīng)、光化學(xué)煙霧等嚴(yán)重后果，對(duì)國(guó)家發(fā)展和人類(lèi)健康具有深遠(yuǎn)的影響，面對(duì)這種形勢(shì)，人們對(duì)環(huán)境技術(shù)的研究不斷深入，對(duì)環(huán)境產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的投資不斷加大。

目前，氣體傳感的方法非常多，可大致分為物理和化學(xué)兩大類(lèi)。物理的方法可以通過(guò)電流、電導(dǎo)、超聲、光折射率、光強(qiáng)度等物理量的變化來(lái)檢測(cè)氣體的成分及濃度；而化學(xué)的方法則是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)反映引起物理量的變化(如溫度、顏色變化)來(lái)檢測(cè)的。

現(xiàn)有技術(shù)中的氣體濃度測(cè)量裝置存在一些缺陷，比如電化學(xué)傳感器存在成本高、選擇性差、有較大的漂移；分光光度計(jì)操作復(fù)雜，需要專(zhuān)業(yè)人士；變色試紙的測(cè)量數(shù)值會(huì)隨著不同人讀取而結(jié)果不一樣，也會(huì)引入偶然誤差；其他大型儀器，比如氣相色譜等，其成本高，體積大，需要專(zhuān)業(yè)人士操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型提供一種新型氣體濃度測(cè)量裝置，降低了成本，簡(jiǎn)化了整體結(jié)構(gòu)，操作方便，便于攜帶，提高了測(cè)量精度，同時(shí)也擴(kuò)大了測(cè)量范圍。

一種新型氣體濃度測(cè)量裝置，其特征在于：包括顏色信息采集裝置、光源、風(fēng)扇、信號(hào)處理模塊、顯色反應(yīng)單元和殼體；所述殼體內(nèi)設(shè)有通氣道；所述顯色反應(yīng)單元和顏色信息采集裝置均安裝于殼體用于通過(guò)顏色信息采集裝置記錄顯色反應(yīng)單元與通氣道內(nèi)的氣體反應(yīng)所產(chǎn)生的顏色變化；所述殼體上設(shè)有用于安裝顯色反應(yīng)單元的中空?qǐng)A柱體和用于安裝顏色信息采集裝置的安裝座，所述光源與顏色信息采集裝置并列布置用于照明顯色反應(yīng)單元的拍攝面；所述風(fēng)扇鑲嵌于通氣道內(nèi)的一端，所述顏色信息采集裝置、光源和風(fēng)扇與所述信號(hào)處理模塊導(dǎo)電連接優(yōu)選地，所述中空?qǐng)A柱體的進(jìn)口端設(shè)有相適配的端蓋，所述中空?qǐng)A柱體出口端呈錐形。錐形端口限定了顯色反應(yīng)單元的測(cè)量位置。

優(yōu)選地，所述中空?qǐng)A柱體與通氣道垂直并相通，中空?qǐng)A柱體的外端設(shè)有相適配的端蓋，顯色反應(yīng)單元設(shè)于中空?qǐng)A柱體內(nèi)部，所述中空?qǐng)A柱體內(nèi)端呈錐形以防止顯色反應(yīng)單元掉落。設(shè)置中空?qǐng)A柱體，方便更換顯色反應(yīng)單元。

優(yōu)選地，所述端蓋與中空?qǐng)A柱體之間通過(guò)螺紋連接，端蓋的內(nèi)側(cè)面與顯色反應(yīng)單元設(shè)有壓縮彈簧。端蓋與中空?qǐng)A柱體的進(jìn)口端通過(guò)螺紋緊固后，端蓋的彈簧將顯色反應(yīng)單元推向錐形端口并頂住，鎖定顯色反應(yīng)單元和顏色信息采集裝置之間的拍攝距離。

優(yōu)選地，所述殼體對(duì)應(yīng)顏色信息采集裝置的鏡頭設(shè)有圓孔；所述中空?qǐng)A柱體的中心線與所述圓孔的中心線在同一條直線上。保證了顏色信息采集裝置與顯色反應(yīng)單元在同一條直線上，使拍攝更準(zhǔn)確無(wú)誤。

優(yōu)選地，所述顏色信息采集裝置的鏡頭設(shè)于所述圓孔，所述顏色信息采集裝置的后端設(shè)于所述安裝座。使顏色信息采集裝置更牢固的固定在殼體上，不會(huì)輕易松動(dòng)而影響拍攝。

優(yōu)選地，所述光源為兩個(gè)并且沿通氣道的走向分布于所述鏡頭的兩側(cè)。光源提供足夠了的亮度，使拍攝更清晰。

優(yōu)選地，所述信號(hào)處理模塊設(shè)有電池、信號(hào)傳輸接口、充電接口、開(kāi)關(guān)按鈕和設(shè)置按鈕。電池集成在信號(hào)處理模塊上，不占用單獨(dú)空間，使產(chǎn)品更小型化。

本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在：顏色信息采集裝置和顯色反應(yīng)單元設(shè)于殼體通氣道的兩側(cè)，風(fēng)扇安裝于通氣道的一端內(nèi)，信號(hào)處理模塊與風(fēng)扇、顏色信息采集裝置和光源導(dǎo)電連接；通過(guò)端蓋將顯色反應(yīng)單元推進(jìn)中空?qǐng)A柱體內(nèi)的錐形出口，端蓋的彈簧將顯色反應(yīng)單元頂住，風(fēng)扇將被測(cè)氣體迅速吸入通氣道內(nèi)，并與顯色反應(yīng)單元反應(yīng)，顏色信息采集裝置拍攝顯色反應(yīng)單元的顏色變化，信號(hào)處理模塊將顯色反應(yīng)單元的顏色變化信息傳送至配套的外部設(shè)備，通過(guò)被套的外部設(shè)備分析處理，得出相應(yīng)的氣體濃度。顯色反應(yīng)單元可根據(jù)不同的測(cè)量氣體而更換，極大的擴(kuò)大測(cè)量范圍，同時(shí)也降低了測(cè)量的成本；信號(hào)處理模塊實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的攝像采集、光源控制、通風(fēng)控制和信號(hào)傳遞，使操作方便易行；通過(guò)延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間，采取多組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方式，提高測(cè)量精度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。在所有附圖中，類(lèi)似的元件或部分一般由類(lèi)似的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖3為本實(shí)用新型中運(yùn)算公式的擬合曲線圖。

附圖中，1-顏色信息采集裝置，2-光源，3-風(fēng)扇，4-信號(hào)處理模塊，5-顯色反應(yīng)單元，6-殼體，7-端蓋，8-彈簧，9-安裝座，10-中空?qǐng)A柱體

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能

以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1和圖2所示，新型氣體濃度測(cè)量裝置，包括顏色信息采集裝置1、光源2、風(fēng)扇3、信號(hào)處理模塊4、顯色反應(yīng)單元5和殼體6。殼體6的兩側(cè)面分別設(shè)有用于安裝顯色反應(yīng)單元5和顏色信息采集裝置1的中空?qǐng)A柱體10和安裝座9，顏色信息采集裝置1可以是攝像頭，也可以是顏色識(shí)別器，殼體6的中部設(shè)有與殼體6的兩側(cè)面和上面平行且貫穿于整個(gè)殼體的通氣道，中空?qǐng)A柱體10和圓孔分別與通氣道相連通，中空?qǐng)A柱體10外端設(shè)有相適配的端蓋7，端蓋7與中空?qǐng)A柱體10的外端螺紋連接，端蓋7的內(nèi)側(cè)面設(shè)有彈簧8，中空?qǐng)A柱體10的內(nèi)端呈錐形。顯色反應(yīng)單元5包括多孔的二氧化硅球體和附著在二氧化硅球體的檢測(cè)物質(zhì)，檢測(cè)物質(zhì)與被測(cè)氣體反應(yīng)并呈現(xiàn)顏色變化，顏色隨被測(cè)氣體的濃度大小而改變。顏色信息采集裝置1的鏡頭設(shè)于圓孔，顏色信息采集裝置1的后端與安裝座9通過(guò)螺栓連接緊固，中空?qǐng)A柱體10的中心線與所述圓孔的中心線在同一條直線上，保證顏色信息采集裝置1與二氧化硅球體相對(duì)。光源2包括兩個(gè)LED燈，LED燈分布于鏡頭的水平兩側(cè)，顏色信息采集裝置1攝像時(shí)，LED燈的亮起，提供足夠的亮度。風(fēng)扇3鑲嵌于通氣道內(nèi)的一端，將被測(cè)氣體迅速的吸進(jìn)通氣道內(nèi)。通過(guò)四個(gè)螺栓將信號(hào)處理模塊4的四個(gè)角安裝在殼體的上面，信號(hào)處理模塊4設(shè)有電池、信號(hào)傳輸接口、充電接口、開(kāi)關(guān)按鈕和設(shè)置按鈕，充電接口為電池充電，電池為整個(gè)裝置供電，顏色信息采集裝置1、LED燈和風(fēng)扇3與信號(hào)處理模塊4導(dǎo)電連接。

如圖1和圖2所示，通過(guò)信號(hào)處理模塊4上的開(kāi)關(guān)按鈕將新型氣體濃度測(cè)量裝置打開(kāi)，風(fēng)扇3開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，被測(cè)氣體被吸進(jìn)通氣道并與附著在二氧化硅球體的檢測(cè)物質(zhì)反應(yīng)，檢測(cè)物質(zhì)發(fā)生顏色變化，通氣一分鐘時(shí)，信號(hào)處理模塊發(fā)出信號(hào)并傳向顏色信息采集裝置1和LED燈，LED亮起的同時(shí)顏色信息采集裝置1第一次拍攝檢測(cè)物質(zhì)，信號(hào)處理模塊4將拍攝到的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)傳輸接口傳送到配套的外部設(shè)備中，通氣兩分鐘時(shí)，信號(hào)處理模塊4發(fā)出信號(hào)并傳向顏色信息采集裝置1和LED燈，LED亮起的同時(shí)顏色信息采集裝置1第二次拍攝檢測(cè)物質(zhì)，信號(hào)處理模塊4將拍攝到的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)傳輸接口傳送到配套的外部設(shè)備，通氣三分鐘時(shí)，信號(hào)處理模塊4發(fā)出信號(hào)并傳向顏色信息采集裝置1和LED燈，LED亮起的同時(shí)顏色信息采集裝置1第三次拍攝檢測(cè)物質(zhì)，信號(hào)處理模塊4將拍攝到的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)傳輸接口傳送到配套的外部設(shè)備中。信號(hào)處理模塊4按照以上攝像規(guī)律，每隔一分種獲取一次檢測(cè)物質(zhì)的圖像數(shù)據(jù)并傳輸至配套的外部設(shè)備中，按照時(shí)間依次循環(huán)下去。在外部設(shè)備中進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理：提取每次傳輸來(lái)的圖像數(shù)據(jù)中的R值、G值和B值，將第一次和第十一次的圖像數(shù)據(jù)中R值、G值和B值進(jìn)行對(duì)比，再通過(guò)運(yùn)算公式計(jì)算出被測(cè)氣體的濃度C11并顯示在外部設(shè)備的顯示器上；將第二次和第十二次的圖像數(shù)據(jù)中R值、G值和B值進(jìn)行對(duì)比，再通過(guò)運(yùn)算公式計(jì)算出被測(cè)氣體的濃度C12并顯示在外部設(shè)備的顯示器上；將第三次和第十三次的圖像數(shù)據(jù)中R值、G值和B值進(jìn)行對(duì)比，再通過(guò)運(yùn)算公式計(jì)算出被測(cè)氣體的濃度C13并顯示在外部設(shè)備的顯示器上。信號(hào)處理模塊按照以上規(guī)律至到第二十分鐘的圖像數(shù)據(jù)傳輸至外部設(shè)備，外部設(shè)備按照以上規(guī)律運(yùn)算出十組被測(cè)氣體的濃度C11至C110，并將濃度的最高數(shù)值、最低數(shù)值和平均數(shù)值在外部設(shè)備的顯示器上顯示出來(lái)。

本實(shí)施例中通過(guò)信號(hào)處理模塊的設(shè)置按鈕，延長(zhǎng)顏色信息采集裝置的拍攝時(shí)間至三十分鐘并將依次拍攝的圖像數(shù)據(jù)傳輸至外部設(shè)備，在外部設(shè)備中將第一次和第二十一次的圖像數(shù)據(jù)中R值、G值和B值進(jìn)行對(duì)比，再通過(guò)運(yùn)算公式依次計(jì)算出被測(cè)氣體的濃度C21至C210，并將濃度的最高數(shù)值、最低數(shù)值和平均數(shù)值在外部設(shè)備的顯示器上顯示出來(lái)。

本實(shí)施例中圖像數(shù)據(jù)中的R值、G值和B值，是RGB色彩模式工業(yè)界的一種顏色標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三個(gè)顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加來(lái)得到各式各樣的顏色的，圖像數(shù)據(jù)中的所有顏色都由紅色、綠色和藍(lán)色這三種色光按照不同的比例混合而成的，RGB各有256級(jí)亮度，用數(shù)字表示為從0、1、2、3至到255，圖像數(shù)據(jù)的R值、G值和B值實(shí)際上是三組0到255數(shù)值的排列，改變其中一組或者多組數(shù)值就可以改變某一種顏色。檢測(cè)物質(zhì)的顏色變化，實(shí)際是R值、G值和B值中的一組或者多組值的變化。

如圖3所示，運(yùn)算公式為其中M、N均為常數(shù)，M＝0.1，N＝9.6；C為被測(cè)氣體濃度，單位：mg/m³；Δx為圖像數(shù)據(jù)中R值、G值和B值的變化量，只有一組值變化時(shí)，Δx＝ΔR或者Δx＝ΔG或者Δx＝ΔB，當(dāng)有兩組值變化時(shí)，Δx＝ΔR+ΔB或者Δx＝ΔR+ΔG或者Δx＝ΔB+ΔG，當(dāng)有三組值變化時(shí)，Δx＝ΔR+ΔG+ΔB；f(x)函數(shù)為修正函數(shù)，f(x)＝1。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)的范圍當(dāng)中。