[發明專利]一種基于預濃縮原理的嗅覺增強器

在審

• 申請號: 201810037795.1
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108036995A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 陶農建
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01N1/40
• 分類號: G01N1/40;G01N33/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

本發明提供了一種基于預濃縮原理的嗅覺增強器，包括兩塊半導體制冷器以及位于兩塊半導體制冷器之間的吸附材料，所述半導體制冷器連接電源，利用珀耳帖效應對吸附材料進行降溫，從而對氣味進行吸附，然后反接電源對吸附材料進行升溫，從而將吸附的高濃度氣味進行釋放。利用該裝置可以將低濃度的氣味進行濃縮，然后釋放出來讓使用者通過嗅覺直接判斷氣味。

技術領域

本發明涉及一種基于預濃縮原理的增強嗅覺的裝置，屬于嗅覺增強技術領域。

背景技術

目前，各類仿生以及專業氣體傳感器很多，氣體傳感器的原理為，氣體和傳感器芯片發生化學或者物理的作用產生可被轉化為光、電等物理信號的變化，通過裝置對該物理信號的采集來分析氣體的種類和濃度。該種類氣體傳感器須具備三個要素：其一，氣體和物理、化學或者生物的傳感器發生作用；其二，該種作用能被轉換為物理的光電信號；其三，使用特殊裝置對該光電信號進行讀出、分析。CN201610727740.4公開了一種醫用電子鼻氣體濃縮系統及方法，其采用珀耳帖制冷系統對吸附劑降溫，采用石英加熱器對吸附劑升溫釋放氣味，然后通過傳感器進行響應，該裝置包括兩套不同的制冷系統與加熱系統，且配備大量傳感器。

另外，眾所周知，犬類的嗅覺器官很發達，是人類嗅覺的幾十乃至千倍。因此犬類靈敏的嗅覺可以用來追蹤兇手，排查毒品和爆炸物，地震等自然災害的尋人和救援，預警等等。但是犬類在該類應用中最大的問題是訓練非常的需要時間和技巧。這是因為犬類的大腦并不發達，只有核桃大小，另外和人類交流也不順暢。如果將人類的大腦和犬類敏銳的嗅覺結合在一起，那將是一個巨大的革新。人們可以不需訓練就可以發揮犬類在緝兇，救援之中的作用，而且借助于強大的大腦記憶、思考和分析能力，人們可以比犬類更快、更準。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種能夠增強氣體濃度的便攜、易用、性價比高的裝置，通過人類嗅覺器官直接聞濃度增加后的氣體進行氣味的辨別。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種基于預濃縮原理的嗅覺增強器，該裝置包括兩塊半導體制冷器以及位于兩塊半導體制冷器之間的吸附材料，所述兩塊半導體制冷器連接電源，利用珀耳帖效應對吸附材料進行降溫，從而對氣味進行吸附，然后反接電源對吸附材料進行升溫，從而將吸附的高濃度氣味進行釋放。

其中，所述吸附材料填充于吸附劑容器內部，吸附劑容器具有進氣口和出氣口。

進一步地，所述吸附劑容器內部設有氣路通道，其一端連接進氣口，另一端連接出氣口，所述氣路通道內填充吸附材料，通過設置通道，可以讓氣體在吸附劑容器內部停留時間增長，從而提高吸附材料對氣味的吸附效率。

所述吸附劑容器材質為鋁，其相對的兩面分別與兩塊半導體制冷器的標示制冷面接觸，并使用散熱硅膠涂抹使其緊密結合從而更好地導熱。

所述半導體制冷器與電源連接的電路上設有手動閥，通過手動閥的上下連接，控制半導體制冷器正接和反接電源。

所述進氣口和出氣口均接有氣管，氣管上設有可調節流量的微型泵，通過微型泵將預吸附的氣體以4～6L/min泵入吸附劑容器中進行吸附，然后調節微型泵流量將吸附劑容器中已經吸附氣味的氣體以0.3～0.5L/min導出即可。

所述兩塊半導體制冷器背向吸附材料的一面均連接有散熱器，散熱器自帶散熱風扇。

所述吸附材料選自活性炭、活性氧化鋁、硅膠或者沸石分子篩中的一種或多種的組合，優選活性炭。

本發明利用半導體制冷器通過正負極的正反接來實現對吸附材料進行降溫和升溫，低溫時吸附材料吸附氣味并進行濃縮，然后再經過高溫脫附將高濃度氣體釋放，從而通過嗅覺就可以辨別高濃度氣味，所選散熱器為電腦常用的散熱器，吸附劑容器也選自電腦水冷散熱器。該裝置體積小，價格低，效果好，適合日常生活和個人使用。

有益效果：