專利名稱：易燃物品檢測(cè)裝置及快速檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種易燃?xì)怏w檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，具體地說，是一種檢測(cè)車、船和飛機(jī)乘客行李、托運(yùn)包裹中有否易燃物品的儀器及快速檢測(cè)方法。
目前，對(duì)車、船和飛機(jī)上的旅客攜帶行李和托運(yùn)包裹所夾裝的揮發(fā)性易燃物品尚缺乏理想檢測(cè)工具。這些易燃物品如煤油、汽油、柴油、油漆和香蕉水等，揮發(fā)出來的氣體，雖有異味可嗅辯別，但常因泄漏量少而不為檢查人員發(fā)覺，只有靠開包人工檢查，十分費(fèi)時(shí)耗力，特別在客流高峰期間，必須投入大量人力，憑靠檢查人員經(jīng)驗(yàn)，主觀判斷、選擇抽查。因此，工作效率低且可靠性差。新近有一種用于檢測(cè)行李包裹有否易燃物品的AQ-1型易燃?xì)怏w裝置，雖然也采用氣敏元件、集成電路放大器、時(shí)間控制部和顯示報(bào)警部件等組成，具有電源自檢、靈敏度自檢和報(bào)警等功能。但由于該裝置存在響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，需要10秒鐘、工作范圍小，只能在0～10℃條件下工作，不能工作于高濃度，否則容易中毒，以及還有重量重、能耗大等缺點(diǎn)、這些，限制了它的使用范圍，特別不能適應(yīng)大流量客運(yùn)場(chǎng)合高速檢測(cè)的需要。
本發(fā)明的目的是提供一能快速檢測(cè)易燃?xì)怏w的裝置，特別適應(yīng)對(duì)車、船和飛機(jī)等場(chǎng)合檢測(cè)行包中易燃物品。同時(shí)提供一種快速氣敏檢測(cè)方法。
眾所周知，存放在行李中易燃物品，如汽油、煤油、柴油、酒精、油漆、香蕉水等具有揮發(fā)性質(zhì)，會(huì)從盛體中泄漏出來，使行包內(nèi)外有大的易燃?xì)怏w濃度差異，可以由氣敏元件檢測(cè)，將氣體濃度差異轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。剖析已有技術(shù)，確立本發(fā)明的技術(shù)解決方案1、采用棍棒結(jié)構(gòu)，便于本發(fā)明檢測(cè)裝置適合于行李、包裹等應(yīng)用場(chǎng)合;2、設(shè)置采氣通道部件，以加速和增強(qiáng)氣敏的反應(yīng);3、對(duì)氣敏元件采用開關(guān)加電預(yù)熱，兼顧節(jié)能和消除或縮小氣敏元件的滯后檢測(cè)反應(yīng);4、對(duì)氣敏檢測(cè)采取檢測(cè)進(jìn)程定時(shí)控制區(qū)域采樣，既確保檢測(cè)的可靠性，又縮短檢測(cè)時(shí)間，也能實(shí)施對(duì)氣敏元件低電壓強(qiáng)迫恢復(fù)，大大縮短檢測(cè)過程時(shí)間，一般地，一次檢測(cè)約為3秒鐘;5、選取金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏元件、解決適應(yīng)溫度范圍。因此，本發(fā)明檢測(cè)裝置包括傳感部件、采氣部件，放大器、A/D轉(zhuǎn)換-顯示部件、報(bào)警部件、操作-時(shí)間控制部件和電源。
本發(fā)明易燃?xì)怏w檢測(cè)裝置的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)時(shí)間短，約3秒鐘;工作范圍寬，-20～+40℃;體積小、重量輕、整體呈棍棒型、使用方便;檢測(cè)過程時(shí)間短，能在任意濃度易燃?xì)怏w中工作而不存在中毒現(xiàn)象。本發(fā)明的氣敏進(jìn)程定時(shí)控制區(qū)域采樣檢測(cè)方法使檢測(cè)快速可靠，也簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。
本發(fā)明由以下附圖實(shí)施。


圖1為金屬氧化物氣敏元件氣敏進(jìn)程示意圖。
圖2為本發(fā)明的電原理方塊圖。
圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖示圖。
圖5為本發(fā)明的電路原理圖。
圖6為本發(fā)明另一種實(shí)施電原理圖。
根據(jù)附圖給出本發(fā)明的實(shí)施例，通過對(duì)實(shí)施例的闡述，進(jìn)一步提供本發(fā)明的技術(shù)細(xì)節(jié)。
根據(jù)圖1～5給出本發(fā)明的棍棒型易燃?xì)怏w檢測(cè)裝置，特別適合對(duì)旅客行包實(shí)施氣敏檢測(cè)。
結(jié)合圖1，本發(fā)明金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器M取用QM-5N型，t1為檢測(cè)起始時(shí)間，對(duì)應(yīng)傳感器M預(yù)熱時(shí)輸出電壓V1，至t2時(shí)，對(duì)應(yīng)電壓V2，在t2-t1≈1秒這段時(shí)間內(nèi)，氣敏反應(yīng)不穩(wěn)定，各類氣體反應(yīng)值幾乎相等，可以采用對(duì)傳感器M后接運(yùn)算放大器調(diào)零辦法來消除，即V2是一個(gè)為零或接近于零的電壓值。這樣，以t2為檢測(cè)信號(hào)電壓計(jì)值的起點(diǎn)時(shí)間，以氣敏進(jìn)程中的t3為計(jì)值的終點(diǎn)時(shí)間，對(duì)應(yīng)的氣敏反應(yīng)終點(diǎn)電壓為V0＝V3-V2，若有易燃?xì)怏w存在，V0為毫伏級(jí)電壓，若無易燃性氣體存在，V0為零電壓值，本例中t3-t2＝2秒。t以后氣敏元件M受控返回待測(cè)狀態(tài)。
根據(jù)圖2～5給出本發(fā)明檢測(cè)裝置。圖2中，本發(fā)明檢測(cè)裝置包括傳感部件1、采氣部件2，放大器3、A/D轉(zhuǎn)換-顯示部件4、報(bào)警部件5、操作-時(shí)間控制部件6和電源7。上述各部件安裝在如圖4所示的棒型盒8中，電路元件裝在印刷電路板13上。圖3～5給出圖2所示各部件的具體構(gòu)成，傳感部件1包括氣敏元件M、測(cè)量電阻R6、管座10和保護(hù)罩9。采氣部件2包括微型電機(jī)D、保護(hù)二極管D6、葉片14、導(dǎo)氣管12，其中電機(jī)D與葉片14成機(jī)械聯(lián)結(jié)，導(dǎo)氣管12的一端插入管座10上的小孔11和另一端置于泵室15。這樣，一啟動(dòng)電機(jī)D，就使導(dǎo)氣管12產(chǎn)生負(fù)壓，把檢測(cè)空間-即行包中的易燃物品散發(fā)出的氣體被抽吸通過氣敏元件M。放大器3包括運(yùn)算放大器IC5、電阻R7、R8、調(diào)零電位器W2、靈敏度電位器W3和電容C10、C11，電阻R7與傳感部件1中的測(cè)量電阻R6和氣敏元件M的聯(lián)結(jié)點(diǎn)相連接。A/D轉(zhuǎn)換-顯示部件4包括高精度基準(zhǔn)電源IC4、31/2位A/D轉(zhuǎn)換器IC8、譯碼器IC9、驅(qū)動(dòng)器IC10、數(shù)字顯示屏LED、負(fù)壓發(fā)生器IC12、電位器W4、電阻R9～R22、電容C1～C6和二極管D2、D3，調(diào)節(jié)W4向IC8提供參考電壓，以便與IC5的輸出電壓，即向IC8輸入的檢測(cè)信號(hào)電壓進(jìn)行比較，IC8以每秒轉(zhuǎn)換4次的頻率工作，將檢測(cè)信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)碼，經(jīng)IC9譯碼后由顯示屏LED顯示。報(bào)警部件5具有檢測(cè)值報(bào)警和電池供電欠壓報(bào)警兩種功能，與非門A4、A5、D觸發(fā)器IC11、晶體三極管BG3、電阻R23、R31、發(fā)光二極管DI3和蜂鳴器F構(gòu)成檢測(cè)值報(bào)警、與非門A4的輸入與IC8的輸出端相聯(lián)結(jié)，IC11的Cp端與IC8的轉(zhuǎn)換節(jié)拍信號(hào)端相接，當(dāng)易燃?xì)怏w含量為0.1%時(shí)，即達(dá)到IC8的參考電壓值時(shí)，IC11的R端為“0”，IC11構(gòu)成T觸發(fā)器，使發(fā)光二極管DI3和蜂鳴器F分別以IC8的節(jié)拍頻率成間斷式光報(bào)警和聲報(bào)警，而當(dāng)易燃?xì)怏w含量小于0.1%時(shí)，IC11的R端恒為1，因而Q端為“1”、Q端為“0”，發(fā)光二極管DI3和蜂鳴器F都不能得到驅(qū)動(dòng)，沒有報(bào)信號(hào);由發(fā)光二極管DI1、欠壓發(fā)光二極管DI2、電阻R1～R5、晶體三極管BG1、BG2和電位器W1構(gòu)成電池欠壓報(bào)警。操作-時(shí)間控制部件6包括按鈕K2、D觸發(fā)器IC15、IC13、雙定時(shí)器IC14、反相器A1、A2、A3、高速電子開關(guān)IC1、IC2、IC6、IC7、二極管D7～D6、電阻R24～R31、電容C12～C15，仔細(xì)調(diào)整電阻R26、R30，使雙定時(shí)器IC14的Q2端的輸出控制方波比Q1端的控制方波滯后t＝t2-t1時(shí)間，本實(shí)施例取t＝1秒，當(dāng)t1時(shí)啟動(dòng)按鈕K2，Q1端波寬約為tu1＝t3-t1，而Q2端方波波寬為tu2＝t3-t2、取tu2＝2秒。這樣，電源開啟后，開關(guān)IC1、和IC7斷開，IC6閉合，本裝置不采氣和不檢測(cè)，而因IC16以T觸發(fā)器方式工作，使IC2以IC8的轉(zhuǎn)換頻率的二分頻頻率開關(guān)，以達(dá)到使氣敏元件M以開關(guān)加電方式預(yù)熱，一旦啟動(dòng)K2，檢測(cè)工作開始，開關(guān)IC1閉合，電動(dòng)機(jī)D啟動(dòng)，采氣部件2采氣，同時(shí)，IC16的R端被置“1”，其Q端恒為“1”，使電子開關(guān)IC2閉合，氣敏元件M加全電壓，1秒鐘后開關(guān)IC6斷開而IC7閉合，IC5的輸出與IC8的輸入連通，對(duì)檢測(cè)讀號(hào)電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并動(dòng)態(tài)掃描顯示，3秒鐘后檢測(cè)過程結(jié)束。電源7包括鎳隔電池E、充電插孔J、防反充電二極管D1、電源開關(guān)K1和三端穩(wěn)壓電源IC3。
作為一種替換，根據(jù)附圖6，操作一時(shí)間控制部件6包括按鈕K2、D觸發(fā)器IC15～I(xiàn)C17、二極管D11、D12、電阻R32～R34、R24、電容C16、C17、反相器A1、R32～R34、R24、電容C15、C17、反相器A1、和高速電子開關(guān)IC1、IC2、IC6、IC7組成。以IC17為主體構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路，其波寬由R33和C18、決定，取3秒寬度，IC17接成觸發(fā)器，(R32+R34)、C17起延遲觸發(fā)的作用，取延后1秒鐘后T觸發(fā)器產(chǎn)生2秒寬度方波。
權(quán)利要求
1.一種易燃物品檢測(cè)裝置，特別用于行李包裹中夾藏易燃物品的檢測(cè)，包括傳感部件1、采氣部件2，放大器3、A/D轉(zhuǎn)換-顯示部件4、報(bào)警部件5、電源7，其特征在于還有操作-時(shí)間控制部件6和棍棒型外殼8；上述部件1和2分別由部件6以開關(guān)聯(lián)結(jié)電源7，放大器3與部件4由部件6以開關(guān)聯(lián)結(jié)；采氣部件2中的導(dǎo)氣管12的一端插入傳感部件1中的氣敏元件M的管座10上的小孔11。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于操作-時(shí)間控制部件6包括按鈕K2、D觸發(fā)器IC13、IC15、雙定時(shí)器IC14、反相器A1、A2、A3、高速電子開關(guān)IC1、IC2、IC6、IC7、二極管D7～D6、電阻R24～R31、電容C12～C15，或由按鈕K2、D觸發(fā)器IC17、IC16、IC15、二極管D11、D12、電阻R32～R34、R24、電容C16、C17、反相器A1和高速電子開關(guān)IC1、IC2、IC6、IC7。
3.一種氣敏快速檢測(cè)方法，特別是采用金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器檢測(cè)的場(chǎng)合，其特征在于檢測(cè)進(jìn)程定時(shí)控制區(qū)域采樣。
全文摘要
一種易燃物品檢測(cè)裝置及快速檢測(cè)方法，特別適應(yīng)于對(duì)夾藏在行李、包裹中易燃物品的檢測(cè)。本發(fā)明檢測(cè)裝置包括傳感部件、采氣部件，放大器、A/D轉(zhuǎn)換-顯示部件、報(bào)警部件、操作-時(shí)間控制部件，用電池供電，箱體為棍棒型。一次檢測(cè)時(shí)間約3秒。由于采用氣敏檢測(cè)進(jìn)程定時(shí)控制區(qū)域采樣的方法，大大縮短了檢測(cè)時(shí)間，也使操作-時(shí)間控制部件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化。
文檔編號(hào)G01N33/22GK1041038SQ8810557
公開日1990年4月4日 申請(qǐng)日期1988年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月8日
發(fā)明者楊友林, 黃根林, 李秉華, 周湘瑩 申請(qǐng)人:楊友林, 黃根林, 李秉華, 周湘瑩