可燃气体探测装置及探测方法与流程

本申请涉及气体浓度监测，尤其是指一种可燃气体探测装置及探测方法。

背景技术：

1、由于家用可燃气体探测器外观尺寸一般都比较小巧，这就要求激光传感器也要小型化，而厂家为了缩小激光传感器的尺寸，把激光器和探测器的距离缩得尽可能短，以满足小型化应用。但这样带来一个缺点就是激光传感器对低浓度的目标气体测量很差。比如，现在市面上小型化的家用可燃气体激光传感器针对空气中3%lel及以下浓度的甲烷气体泄露，基本检不出来，即输出测量的浓度结果为0%lel。造成这种结果的根本原因就是激光器的发射器和接收器之间的光路过短。

2、家用可燃气体激光传感器针对空气中3%lel及以下浓度的甲烷气体泄露检不出来，就意味着对于厨房的微量天然气泄露检不出来，长期下去不仅会给用户带来用气损失，用户长期处在这种泄漏环境中也不利于身体健康，更是增加了潜在的安全隐患。

3、虽然厂家在确保测量精度的情况下已尽量缩小了尺寸，但尺寸还是略大，从应用的角度来看还是希望能进一步缩小尺寸。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种可燃气体探测装置及探测方法，其具有较高的检测精度，且装置的整体体积较小。

2、为实现上述目的，本申请采用如下的技术方案：

3、本申请提供了一种可燃气体探测装置，其包括外壳体和电路板，外壳体上开设有至少一个通气孔，外壳体的内部通过通气孔与外部环境连通，电路板固定设置于外壳体的内部；可燃气体探测装置还包括激光发射系统、激光接收系统、气体容器和控制电路；激光发射系统用于发射激光束；激光接收系统用于接收激光束，并将激光束转换为表征目标气体的测量浓度的电信号；气体容器至少部分设置于激光束的传播路径上，并可供激光束穿过，气体容器具有封闭的空腔，空腔中充装有预设浓度的目标气体；控制电路与激光接收系统电连接，并接收电信号，控制电路根据电信号确定目标气体的测量浓度，其中，测量浓度为气体容器内外的目标气体的浓度之和，控制电路以预设浓度作为目标气体的基准浓度，并根据测量浓度和基准浓度的差值确定气体容器外的目标气体的实际浓度。

4、进一步地，可燃气体探测装置还包括存储电路，存储模块接收激光接收系统或控制电路输出的电信号，存储模块用于存储预设周期内获取的测量浓度；

5、控制电路在预设周期中选取浓度变化在预设区间内的测量浓度，作为校准浓度；控制电路计算校准浓度的持续时长在预设周期中的权值，并将权值满足设定权重的校准浓度更新为基准浓度。

6、进一步地，将激光束的传播路径定义为设定光路，气体容器沿设定光路的延伸方向的厚度与设定光路的长度之间的比值大于0且小于0.8。

7、进一步地，气体容器具有与激光束的射入方向相交的射入面和射出面，射入面与射出面平行，激光束的射入方向与射入面之间的夹角大于等于30°且小于等于90°。

8、进一步地，可燃气体探测装置包括底板和电路板，激光发射系统、激光接收系统和气体容器集成在底板上，底板可拆卸地设置在电路板上。

9、进一步地，可燃气体探测装置还包括设置在底板上的反射镜，激光束通过反射镜改变其传播路径，气体容器设置在反射镜与激光发射系统之间，或气体容器设置在反射镜与激光接收系统之间。

10、进一步地，可燃气体探测装置还包括支撑结构，气体容器通过支撑结构可移动地设置于底板，并具有垂直于激光束的射入方向上的活动自由度。

11、进一步地，支撑结构基本沿预设直线的方向延伸，气体容器可转动地设置在支撑结构上，并具有沿预设直线的周向的活动自由度。

12、进一步地，激光发射系统固定设置于气体容器，并封装在空腔内；或激光接收系统固定设置于气体容器，并封装在空腔内。

13、本申请还提供了一种可燃气体探测方法，其适用于可燃气体探测装置，装置至少包括用于充装预设浓度的目标气体的气体容器，

14、可燃气体探测方法包括：

15、基于预设浓度确定目标气体的基准浓度；

16、接收至少部分穿过气体容器的激光束，以确定目标气体的测量浓度，其中，测量浓度为气体容器内外的目标气体的浓度之和；

17、根据测量浓度和基准浓度的差值确定气体容器外目标气体的实际浓度。

18、本发明提供了一种可燃气体探测装置，相较于现有技术来说，其通过在激光束的传播路径上设置了一个充装有预设浓度的目标气体的气体容器，并将预设浓度作为基准浓度，当激光束至少部分穿过气体容器时，获取目标气体的测量浓度，通过控制电路计算获得测量浓度与基准浓度之差为环境中目标气体的实际浓度。以此解决现有技术中可燃气体探测装置测量精度不高的问题，并且本发明中可燃气体探测装置的整体结构更小，以便于家庭环境下使用。

技术特征：

1.一种可燃气体探测装置，包括外壳体和电路板，所述外壳体上开设有至少一个通气孔，所述外壳体的内部通过所述通气孔与外部环境连通，所述电路板固定设置于所述外壳体的内部，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的可燃气体探测装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的可燃气体探测装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的可燃气体探测装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的可燃气体探测装置，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的可燃气体探测装置，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的可燃气体探测装置，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的可燃气体探测装置，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的可燃气体探测装置，其特征在于，

10.一种可燃气体探测方法，其特征在于，适用于可燃气体探测装置，所述装置至少包括用于充装预设浓度的目标气体的气体容器，

技术总结
本申请公开了一种可燃气体探测装置及探测方法，其包括激光发射系统、激光接收系统、气体容器和控制电路；激光发射系统用于发射激光束，激光接收系统用于接收激光束；气体容器至少部分设置于激光束的传播路径上，并可供激光束穿过，气体容器具有封闭的空腔，空腔中充装有预设浓度的目标气体；控制电路与激光接收系统电连接，并确定目标气体的测量浓度，其中，测量浓度为气体容器内外的目标气体的浓度之和，控制电路以预设浓度作为目标气体的基准浓度，并根据测量浓度和基准浓度的差值确定气体容器外的目标气体的实际浓度。通过上述设置，在保证目标气体检测精度的同时，以使可燃气体探测装置的整体体积更小，以便于家庭环境下使用。

技术研发人员：杜瑞杰
受保护的技术使用者：金卡智能集团（杭州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6