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光电子鼻的控制系统和光电子鼻

摘要

本发明提供一种光电子鼻的控制系统和光电子鼻,光电子鼻的控制系统包括终端、主控板和光子计数器,终端与主控板电连接,光子计数器与主控板电连接;终端用于设置第一控制参数和第二控制参数;主控板根据第一控制参数控制光子计数器;光子计数器通过主控板向终端发送测量数据;主控板还用于与光电子鼻中的注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器电连接;主控板根据第二控制参数控制注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器,注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器通过主控板向终端反馈第一状态信息。本发明提供的光电子鼻的控制系统解决了现有技术中光电子鼻操作复杂的问题。

著录项

  • 公开/公告号CN114923896A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-08-19

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 清华大学;

    申请/专利号CN202210331597.2

  • 发明设计人 刘路正;胡楚雄;

    申请日2022-03-31

  • 分类号G01N21/76(2006.01);

  • 代理机构北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205;北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205;

  • 代理人弋梅梅;臧建明

  • 地址 100084 北京市海淀区清华园

  • 入库时间 2023-06-19 16:25:24

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-09-06

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01N21/76 专利申请号:2022103315972 申请日:20220331

    实质审查的生效

说明书

技术领域

本发明涉及呼吸气检测技术领域,尤其涉及一种光电子鼻的控制系统和光电子鼻。

背景技术

现有的呼吸气中的VOC(Volatile Organic Compounds,挥发性有机化合物)检测设备包括离子迁移谱、气相色谱-质谱和质子转移反应质谱,这些检测设备检测结果准确,但是设备昂贵、结构复杂并且对设备的操作要求较高。电子鼻是利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味的电子系统,目前应用广泛的传感器阵列包括金属氧化物型传感器阵列和电化学型传感器阵列,但是这些传感器阵列的检测灵敏度较低,无法满足呼吸气中的VOC含量检测要求。

以催化化学发光为原理的光传感器具有更高的检测灵敏度,以光传感器阵列为基础的光电子鼻可以用于呼吸气VOC检测,光电子鼻包括多个光传感器,每个光传感器中具有不同的催化涂层,从而与呼吸气中不同组分产生反应,得出反应数据,需要使用专用的分析仪器对反应数据进行采集和分析。光电子鼻还包括注射泵、流量计、切换阀等装置,各装置均有需要调节的参数,在需要更改其中一个装置或者多个装置的参数时,需要操作人员在每个装置内逐一进行更改,并且各装置的工作状态无法进行实时监控。

使用现有的光电子鼻进行呼吸气VOC检测时操作复杂。

发明内容

本发明提供了一种光电子鼻的控制系统和光电子鼻,光电子鼻的控制系统解决了现有技术中光电子鼻操作复杂的问题。

本发明提供一种光电子鼻的控制系统,包括终端、主控板和光子计数器,终端与主控板电连接,光子计数器与主控板电连接;

终端用于设置第一控制参数和第二控制参数;

主控板用于获取第一控制参数并根据第一控制参数控制光子计数器;

光子计数器用于采集光电子鼻中的反应模块的测量数据,并通过主控板向终端发送测量数据;

终端用于接收测量数据;

主控板还用于与光电子鼻中的注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器电连接;

主控板用于获取第二控制参数并根据第二控制参数控制注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器,注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器通过主控板向终端反馈第一状态信息。

在一种可能的实施方式中,本发明提供的光电子鼻的控制系统,光子计数器的数量为多个,且光子计数器与光电子鼻中的多个反应模块一一对应设置,光子计数器用于采集与光子计数器对应的反应模块的测量数据;

或者,还包括移动模块,移动模块与光子计数器连接,移动模块用于控制光子计数器在光电子鼻中的各反应模块之间移动,以使光子计数器采集与光子计数器对应的反应模块的测量数据。

在一种可能的实施方式中,本发明提供的光电子鼻的控制系统,第一控制参数包括采样时间、开机和关机中的至少一者;

第二控制参数包括注射泵的初始化设置、注射速度设置、注射量设置和自动注射设置中的至少一者,第二控制参数还包括气体质量流量控制器的控制流量设置和测量当前流量设置中的至少一者,第二控制参数还包括多通道切换阀的改变切换速度设置和改变切换位置中的至少一者;

第一状态信息包括注射泵的注射泵状态和注射过程状态中的至少一者,第一状态信息还包括气体质量流量控制器的当前设定流量值和当前测量流量值中的至少一者,第一状态信息还包括多通道切换阀的设定切换速度和当前切换阀位置中的至少一者。

在一种可能的实施方式中,本发明提供的光电子鼻的控制系统,主控板上具有第一接口和第二接口,主控板通过第一接口与光子计数器电连接,第二接口包括多个子接口,光电子鼻中的注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器分别通过不同子接口与主控板电连接;

移动模块通过子接口与主控板电连接;

终端用于设置第三控制参数,主控板用于获取第三控制参数并根据第三控制参数控制移动模块,移动模块通过主控板向终端反馈第二状态信息。

在一种可能的实施方式中,本发明提供的光电子鼻的控制系统,第三控制参数包括移动模块的设定移动速度、模块归零和设定移动位置中的至少一者,第二状态信息为移动模块否归零和移动速度中的至少一者。

在一种可能的实施方式中,本发明提供的光电子鼻的控制系统,还包括多个温度控制模块,温度控制模块与子接口一一对应电连接;

终端用于设置第四控制参数和发送查询指令,主控板用于获取第四控制参数并根据第四控制参数控制温度控制模块,主控板还用于通过发送查询指令查询温度控制模块的工作状态;

反应模块为光传感器,温度控制模块用于与光传感器一一对应连接,温度控制模块用于根据第四控制参数控制与温度控制模块连接的光传感器的工作温度,温度控制模块通过主控板向终端反馈第三状态信息。

在一种可能的实施方式中,本发明提供的光电子鼻的控制系统,温度控制模块包括加热单元和温度控制单元,加热单元用于加热反应模块,温度控制单元与加热单元电连接,以控制加热单元的加热温度。

在一种可能的实施方式中,本发明提供的光电子鼻的控制系统,第四控制参数包括温度控制模块的设定目标温度和设定温度控制参数中的至少一者;

第三状态信息为温度控制模块的目标温度、当前温度和温度控制参数中的至少一者;

查询指令包括查看当前温度、查看目标温度和查看温度控制参数中的至少一者。

在一种可能的实施方式中,本发明提供的光电子鼻的控制系统,还包括电源开关继电器、等离子发生器和水冷泵,等离子发生器和水冷泵均与电源开关继电器电连接,等离子发生器用于增强光传感器的信号,水冷泵用于冷却光子计数器,主控板上具有第三接口,主控板通过第三接口与电源开关继电器电连接;

终端用于发送开闭指令,主控板用于根据开闭指令控制电源开关继电器的开闭,以在电源开关继电器打开时,等离子发生器和水冷泵均打开,电源开关继电器关闭时,等离子发生器和水冷泵均关闭。

本发明还提供了一种光电子鼻,包括光电子鼻本体和与光电子鼻本体电连接的上述光电子鼻的控制系统。

本发明提供的光电子鼻的控制系统和光电子鼻,光电子鼻的控制系统通过终端设置第一控制参数和第二控制参数,主控板获取第一控制参数并根据第一控制参数控制光子计数器,主控板获取第二控制参数并根据第二控制参数控制注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器,光子计数器通过主控板向终端发送测量数据,注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器通过主控板向终端反馈第一状态信息,由此,通过在终端上进行操作即可对光子计数器、注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器进行控制,在终端上即可获得光子计数器的测量数据和注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器的第一状态信息,从而解决了现有技术中光电子鼻操作复杂的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的光电子鼻的控制系统的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的光电子鼻的控制系统和光电子鼻本体的连接示意图;

图3是本发明实施例提供的光电子鼻的结构示意图。

附图标记说明:

100-光电子鼻的控制系统;

110-终端;

120-主控板;121-第一接口;122-第二接口;1221-子接口;123-第三接口;

130-光子计数器;

140-移动模块;

150-温度控制模块;

160-电源开关继电器;

170-等离子发生器;

180-水冷泵;

200-光电子鼻本体;

210-反应模块;

220-注射泵;

230-多通道切换阀;

240-气体质量流量控制器;

A-载气;

B-被测气体;

C-废气。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以使固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或维护工具不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或维护工具固有的其它步骤或单元。

肺癌患者呼吸气中的VOC成分与普通人的存在差异,通过对比呼吸气中的VOC成分可以实现肺癌的诊断。

现有的呼吸气VOC检测设备包括离子迁移谱、气相色谱-质谱和质子转移反应质谱,这些检测设备检测结果准确,但是设备昂贵、结构复杂并且对设备的操作要求较高。

电子鼻是利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味的电子系统。电子鼻识别气味的主要机理是电子鼻的传感器阵列中的每个传感器对被测气体都有不同的灵敏度,例如,一号气体可在某个传感器上产生高响应,而对其他传感器则是低响应,对二号气体产生高响应的传感器对一号气体则不敏感,由此,整个传感器阵列对不同成分气体的响应图案不同,电子鼻能根据传感器的响应图案来识别气味。

目前应用广泛的传感器阵列包括金属氧化物型传感器阵列和电化学型传感器阵列,但是这些传感器阵列的检测灵敏度较低,而呼吸气中VOC的含量降低,这些传感器无法满足呼吸气中的VOC含量检测要求。

光传感器以催化化学发光为原理,具体的,催化化学发光是物质在进行化学反应过程中伴随的一种光辐射现象,X、Y两种物质发生化学反应生成Z物质,反应释放的能量被Z物质的分子吸收并跃迁至激发态Z*,处于激发的Z*在回到基态的过程中产生光辐射,由此将化学能转化为光能。光传感器具有更高的检测灵敏度,以光传感器阵列为基础的光电子鼻可以用于检呼吸气中的VOC检测。

光电子鼻包括多个光传感器,每个光传感器中具有不同的催化涂层,从而与呼吸气中不同组分产生反应,得出反应数据,需要使用专用的分析仪器对反应数据进行采集和分析。光电子鼻还包括注射泵、流量计、切换阀等装置,各装置均有需要调节的参数,在需要更改其中一个装置或者多个装置的参数时,需要操作人员在每个装置内逐一进行更改,并且各装置的工作状态无法进行实时监控。

使用现有的光电子鼻进行呼吸气VOC检测时操作复杂。

基于此,本发明提供了一种光电子鼻的控制系统和光电子鼻,光电子鼻的控制系统通过在终端上进行操作即可对光子计数器、注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器进行控制,在终端上即可获得光子计数器的测量数据和注射泵、多通道切换阀和气体质量流量控制器的第一状态信息,从而解决了现有技术中光电子鼻操作复杂的问题。

图1为本发明实施例提供的光电子鼻的控制系统的结构示意图;图2为本发明实施例提供的光电子鼻的控制系统和光电子鼻本体的连接示意图;图3是本发明实施例提供的光电子鼻的结构示意图。如图1至图3所示,本发明提供的光电子鼻的控制系统100,包括终端110、主控板120和光子计数器130,终端110与主控板120电连接,光子计数器130与主控板120电连接,终端110用于设置第一控制参数和第二控制参数,主控板120用于获取第一控制参数并根据第一控制参数控制光子计数器130,光子计数器130用于采集光电子鼻中的反应模块210的测量数据,并通过主控板120向终端110发送测量数据,终端110用于接收测量数据。

主控板120还用于与光电子鼻中的注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240电连接,主控板120用于获取第二控制参数并根据第二控制参数控制注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240,注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240通过主控板120向终端110反馈第一状态信息。

光电子鼻中具有反应模块210,反应模块210用于测量呼吸气中的VOC成分,反应模块210可以通过催化化学发光将呼吸气中的VOC成分转化为可计数的光子。光子计数器130是一种光脉冲检测设备,光子计数器130可以采集反应模块210中产生的光子并将光子转化为测量数据,并在规定的采样时间内将测量数据发送给主控板120,通过主控板120发送给终端110。

具体的,反应模块210首先测量正常人的呼吸气中的VOC,光子计数器130通过采集光子获得正常人的测量数据,并通过主控板120发送给终端110,终端110将正常人的测量数据作为标准数据。反应模块210然后测量需要诊断人员的呼吸气中的VOC,光子计数器130通过采集光子获得需要诊断人员的测量数据,并通过主控板120发送给终端110,在终端110上对比测量数据与标准数据,即可为用户提供诊断的依据。

在本实施例中,终端110可以为具有显示屏的电子设备,例如终端110可以为计算机或手机,计算机或手机的显示屏可以提供光电子鼻的人机交互界面,用户可以通过终端110的人机交互界面设置第一控制参数。终端110可以通过USB、串口或者局域网与主控板120电连接。

主控板120可以是单片机,主控板120获取终端110设置的第一控制参数。主控板120上具有多个接口,主控板120通过其中一个或多个接口与光子计数器130连接,从而根据第一控制参数对光子计数器130进行相应的控制。具体的,在需要修改光子计数器130中的内置参数时,可以在终端110的人机交互界面上设置第一控制参数,通过主控板120发送给光子计数器130即可完成光子计数器130的内置参数修改。而无需在光子计数器130内部进行操作。

下面对注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240的结构进行说明。

注射泵220是用于注入被测气体B的自动化机电设备,注射泵220包括步进电机、注射器腔、电磁阀(电磁阀包括进样电磁阀和注射电磁阀)、控制电路板。在通过注射泵220注入被测气体B时,在步进电机的作用下,首先打开进样电磁阀,将样品袋中气体吸入注射器腔,随后打开注射电磁阀,将被测气体B注入光电子鼻的气路中,被测气体B的流动过程是在控制电路板的控制下完成的。

多通道切换阀230是用于多通道气路切换的机电设备,多通道切换阀230包括控制电路板、动子、入口和多个出口,多通道切换阀230的入口与注射泵220连接,在控制电路板的控制下,多通道切换阀230的动子转动,以使出口分别与不同的反应模块210连接,从而将被测气体B分别注入到不同的反应模块210中。

在注入被测气体B时,还需要空气作为载体,气体质量流量控制器240是用于对空气的质量流量进行测量和控制的机电设备。气体质量流量控制器240包括控制电路板和质量流量控制单元,在控制电路板的控制下,质量流量控制单元调节空气的质量流量,经过气体质量流量控制器240的具有一定质量流量的空气与被测气体B混合后,通过多通道切换阀230进入不同的反应模块210中。

主控板120根据终端110所产生的第二控制参数来分别对注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240进行控制。注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240根据各自的工作状况产生第一状态信息,并通过各自的控制电路板发送给主控板120,通过主控板120反馈给终端110。

本发明提供的光电子鼻的控制系统,通过终端110设置第一控制参数和第二控制参数,主控板120获取第一控制参数并根据第一控制参数控制光子计数器130,主控板120获取第二控制参数并根据第二控制参数控制注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240,光子计数器130通过主控板120向终端110发送测量数据,注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240通过主控板120向终端110反馈第一状态信息,由此,通过在终端110上进行操作即可对光子计数器130、注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240进行控制,在终端110上即可获得光子计数器130的测量数据和注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240的第一状态信息,从而解决了现有技术中光电子鼻操作复杂的问题。

在一些实施例中,为了提高光电子鼻的检测效率,光子计数器130的数量为多个,且光子计数器130与光电子鼻中的多个反应模块210一一对应设置,光子计数器130用于采集与光子计数器对应的反应模块210的光子并转化为测量数据。

光子计数器130将所获得的对应的反应模块210中的测量数据发送给主控板120,主控板120对数据进行分析处理并发送给终端110,终端110通过对比测量数据与标准数据,即可为用户提供诊断的依据。

在另一些实施例中,由于光子计数器130的成本较高,光子计数器130的数量少于反应模块210的数量,因此,光电子鼻的控制系统100中还可以包括移动模块140,移动模块140与光子计数器130连接,移动模块140用于控制光子计数器130在光电子鼻中的各反应模块210之间移动,以使光子计数器130采集与光子计数器130对应的反应模块210的测量数据。

可以设置一个或者少数的光子计数器130,移动模块140可以设置夹持装置,夹持装置与光子计数器130连接,移动模块140与主控板120电连接,移动模块140在主控板120的控制下,使光子计数器130在各反应模块210之间移动,以获得测量数据。

具体的,光子计数器130移动至其中一个反应模块210处,以获得与这个反应模块210对应的测量数据,并将测量数据存储在主控板120中,光子计数器130移动至另一个反应模块210处,以获得与这个反应模块210对应的测量数据,并将测量处理存储在主控板120中,移动模块140持续移动光子计数器130直至所有的反应模块210的测量数据采集完成,主控板120对测量数据进行分析处理并发送给终端110,终端110通过对比测量数据与标准数据,即可为用户提供诊断的依据。

第一控制参数用于对光子计数器130进行控制,第一控制参数包括采样时间、开机和关机中的至少一者。

采样时间、开机和关机均属于光子计数器130的内置参数,通过在终端110的人机交互界面设置第一控制参数,即可对光子计数器130的内置参数进行更改。

具体的,根据不同的被测气体B,可以选择将全部光子计数器130开机,以提高测量效率,也可以将一部分光子计数器130开机,一部分光子计数器130关机,以节省测量成本。此外,不同的测量气体在反应模块210中发生催化化学发光的时间也不同,因此,可以根据不同的测量气体设置光子计数器130不同采样时间,从而实现更精确的测量。

请继续参见图1和图2所示,主控板120上具有第一接口121和第二接口122,主控板120通过第一接口121与光子计数器130电连接,第二接口122包括多个子接口1221,光电子鼻中的注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240分别通过不同子接口1221与主控板120电连接。

由于在光电子鼻的工作时间内,光子计数器130需要在设置的采样时间内定期向主控板120发送测量数据,为了保证光子计数器130和主控板120连接的稳定性以及数据发送的时效性,第一接口121与光子计数器130一一对应设置,第一接口121可以为RS232接口或者RS485接口。

注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240中的控制电路板分别与子接口1221一一对应连接,并通过子接口1221与主控板120连接。

第二接口122可以为RS485接口,第二接口122通过子接口1221与注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240中的控制电路板的连接方式为主从机的连接方式。

具体的,注射泵220返回的第一状态信息中包含注射泵地址,主控板120根据注射泵地址来判断发送第一状态信息的装置为注射泵220。

气体质量流量控制器240返回的第一状态信息中包含气体质量流量控制器地址,主控板120根据气体质量流量控制器地址来判断发送第一状态信息的装置为来气体质量流量控制器240。

多通道切换阀230返回的第一状态信息中包含多通道切换阀地址,主控板120根据多通道切换阀地址来判断发送第一状态信息的装置为来多通道切换阀230。

主控板120发送第二控制参数时,在第二控制参数中设置第二控制参数地址,第二控制参数地址用于识别注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240中的一者,注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240中的控制电路板均接收第二控制参数,但是只有与第二控制参数地址匹配的装置才执行第二控制参数。

由此,注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240三者与主控板120使用主从机的连接方式,通过地址匹配,避免了注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240三者与主控板120进行通信时的信道混杂问题。

由此,通过终端110的人机交互界面即可对注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240进行控制,而无需通过注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240各自的控制电路板进行设置。此外,通过终端110的人机交互界面可以根据第一状态信息来监控注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240的工作状况。

在本实施例中,第二控制参数包括注射泵220的初始化设置、注射速度设置、注射量设置和自动注射设置中的至少一者,第二控制参数还包括气体质量流量控制器240的控制流量设置和测量当前流量设置中的至少一者,第二控制参数还包括多通道切换阀230的改变切换速度设置和改变切换位置中的至少一者。

第一状态信息包括注射泵220的注射泵状态和注射过程状态中的至少一者,第一状态信息还包括气体质量流量控制器240的当前设定流量值和当前测量流量值中的至少一者,第一状态信息还包括多通道切换阀230的设定切换速度和当前切换阀位置中的至少一者。

首先,对与注射泵220相关的第二控制参数和第一状态信息进行说明。每次测量开始时,对注射泵220进行初始化设置,可以清除上一次测量时注射泵220的内置参数,以使注射泵220回到初始的工作状态,便于进行本次测量的参数设置。根据不同的被测气体B还需设置注射泵220的注射速度和注射量,此外,还可以将注射泵220设置成自动注射模式。这些设置均可以在终端110的人机交互界面上进行。根据注射泵220反馈的注射泵状态和注射过程状态,可以在终端110的人机交互界面上对注射泵220的工作状态进行实时监控。

然后,对与气体质量流量控制器240相关的第二控制参数和第一状态信息进行说明。可以针对不同的被测气体B来设置气体质量流量控制器240的不同流量,以使被测气体B在反应模块210中进行充足的反应。还可以对被测气体B的流量进行测量,确保当前设置流量与当前测量流量一致。当前设置流量与当前测量流量需作为第一状态信息通过主控板120反馈给终端110,以便于用于在终端110的人机交互界面及时进行调整。

其次,对与多通道切换阀230相关的第二控制参数和第一状态信息进行说明。可以通过设置第二控制参数直接改变多通道切换阀230的位置,另外,根据多通道切换阀230中不同的动子,可以设置多通道切换阀230的不同切换速度。多通道切换阀230的设定切换速度和当前切换阀位置作为第一状态信息通过主控板120反馈给终端110,从而通过终端110的人机交互界面对多通道切换阀230进行实时监控。

请继续参见图1和图2所示,移动模块140通过子接口1221与主控板120电连接;终端110用于设置第三控制参数,主控板120用于获取第三控制参数并根据第三控制参数控制移动模块140,移动模块140通过主控板120向终端110反馈第二状态信息。

移动模块140内的控制电路板也通过子接口1221与主控板120电连接。第三控制参数中包括第三控制参数地址,第三控制参数地址用于识别移动模块140,移动模块140中的控制电路板接受第三控制参数并执行第三控制参数。

移动模块140的第二状态信息也通过主控板120发送至终端110,由此,通过终端110的人机交互界面即可对移动模块140的内置参数进行更改,并且可以监控移动模块140的工作状态。

在本实施例中,第三控制参数包括移动模块的设定移动速度、模块归零和设定移动位置中的至少一者,第二状态信息为移动模块否归零和移动速度中的至少一者。

通过设定移动模块140的移动速度和移动位置可以通过移动模块140精确的移动的光子计数器130,使得光子计数器130及时采集测量数据。通过使移动模块140归零,可以对移动模块140进行校准,确保下次使用时的精度。

通过移动模块否归零和移动速度可以及时判断移动模块140的工作状态,给用户准确及时的反馈。

请继续参见图1和图2所示,光电子鼻的控制系统100还包括多个温度控制模块150,温度控制模块150与子接口1221一一对应电连接。

终端110用于设置第四控制参数和发送查询指令,主控板120用于获取第四控制参数并根据第四控制参数控制温度控制模块150,主控板120还用于通过发送查询指令查询温度控制模块150的工作状态。

反应模块210为光传感器,温度控制模块150用于与光传感器一一对应连接,温度控制模块150用于根据第四控制参数控制与温度控制模块150连接的光传感器的工作温度,温度控制模块150通过主控板120向终端110反馈第三状态信息。

温度控制模块150可以是单片机,温度控制模块150可以控制光传感器中的反应温度。

每个光传感器中发生反应所需的温度不同,因此每个光传感器对应一个温度控制模块150。温度控制模块150通过子接口1221与主控板120电连接,通过终端110的人机交互界面即可设置用于控制温度控制模块150的第四控制参数。第四控制参数包括第四控制参数地址,第四控制参数地址用于识与不同子接口1221连接的温度控制模块150,多个温度控制模块150均接收第四控制参数,但是只有与第四控制参数地址匹配的温度控制模块150才执行第四控制参数,以控制不同的光传感器的温度。

终端110还用于发送查询指令,以查询温度控制模块150的工作状态。温度控制模块150识别查询指令的方式与识别第四控制参数的方式相同,在此不再一一赘述。

第三状态信息中包括与不同温度控制模块150对应的第三状态信息地址,主控板120根据第三状态信息地址来判断发送第三状态信息的温度控制模块150,从而判断对应的温度控制模块150的工作条件。

在本实施例中,温度控制模块150包括加热单元和温度控制单元,加热单元用于加热反应模块210,温度控制单元与加热单元电连接,以控制加热单元的加热温度。

具体的,加热单元将PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)加热电压提供给光传感器内的加热电阻,使得光传感器在所需的温度下进行化学发光反应。温度控制单元可以为PID控制(proportion-integral-derivative,比例-积分-微分控制)单元,温度控制单元控制加热单元的加热温度,使得光传感器在恒温下工作。

在一些实施例中,第四控制参数包括温度控制模块150的设定目标温度和设定温度控制参数中的至少一者;第三状态信息为温度控制模块150的目标温度、当前温度和温度控制参数中的至少一者;查询指令包括查看当前温度、查看目标温度和查看温度控制参数中的至少一者。

第四控制参数覆盖了温度控制模块150所需设置的各个参数,由此,通过终端110的人机交互界面即可设置第四控制参数,以对温度控制模块150中的各参数进行修改,而无需通过每个温度控制模块150各自的控制电路板进行设置。查询指令覆盖了温度控制模块150所需确认的各种工作状态,通过终端110的人机交互界面发送查询指令即可对每个温度控制模块的工作状态进行查询。第三状态信息也覆盖了温度控制模块150的各种工作条件,通过终端110的人机交互界面即可确认温度控制模块150工作条件,以对温度控制模块150进行实时监控。

请继续参见图1和图2所示,光电子鼻的控制系统还包括电源开关继电器160、等离子发生器170和水冷泵180,等离子发生器170和水冷泵180均与电源开关继电器160电连接,等离子发生器170用于增强光传感器的信号,水冷泵180用于冷却光子计数器130,主控板120上具有第三接口123,主控板120通过第三接口123与电源开关继电器160电连接。

终端110用于发送开闭指令,主控板120用于根据开闭指令控制电源开关继电器160的开闭,以在电源开关继电器160打开时,等离子发生器170和水冷泵180均打开,电源开关继电器160关闭时,等离子发生器170和水冷泵180均关闭。

电源开关继电器160可以控制等离子发生器170和水冷泵180的打开和关闭。等离子发生器170和水冷泵180均通过直流电源供电,等离子发生器170和水冷泵180均通过电源开关继电器160来控制直流电源的通断。

第三接口123可以为GPIO(General-purpose input/output,通用型之输入输出)接口。在终端110的人机交互界面即可发送开闭指令,以控制等离子发生器170和水冷泵180的打开和关闭,而无需用户手动的去打开和关闭控制等离子发生器170和水冷泵180。

本发明还提供了一种光电子鼻,包括光电子鼻本体200和与光电子鼻本体200电连接的上述实施例提供的光电子鼻的控制系统100。

其中,光电子鼻的控制系统100的结构和工作方式已在上述实施例中进行了详细说明,此处不再一一赘述。

光电子鼻本体200以光传感器作为反应模块210,在光电子鼻的控制系统100的控制下进行工作的装置,光传感器以催化化学发光为原理。光传感器具有更高的检测灵敏度,因此可以用作光电子鼻的反应模块210。

请继续参见图2和图3所示,光电子鼻本体200还包括注射泵220、多通道切换阀230和气体质量流量控制器240。现在对光电子鼻的工作过程做简要的说明,空气作为载气A从气体质量流量控制器240进入,被测气体B由注射泵220注入,载气A和被测气体B汇合后进入等离子发生器170,在等离子发生器170中被活化,然后进入多通道切换阀230中,通过多通道切换阀230分别流入不同的反应模块210中,反应模块210通过温度控制模块150调节至不同的反应温度,从而进行催化化学发光反应,反应所得的光子被光子计数器130采集,从而获得反应数据。光子计数器130可以在移动模块140的作用下在多个反应模块210之间移动,光子计数器130还需通过水冷泵180进行冷却,完成反应后的废气C从反应模块210的另一端排出。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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