CN202204805U - 环境空气质量自动监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种环境空气质量自动监测系统，由一个监控总站和多个子站构成，所述子站站房顶部设有采样头、太阳能电池板和风力发电机，站房内设有空气自动监测仪和可充电电池，太阳能电池板和风力发电机的输出端通过充电电路与可充电电池连接，可充电电池和空气自动监测仪连接，所述空气自动监测仪包括安装在机架上的子站计算机、校准装置、气象参数仪、大气污染检测仪，采样头通过采样总管与子站内的空气自动监测仪的样气接口连接。本实用新型具有机动性强，移动迅速，部署方便、灵活等特点。其子站电源依靠太阳能电池板和风力发电机联合供电，适应性好、不受地理条件限制。并且子站、总站采用先进的3G通信技术进行数据交换，因此信息交换迅速、信息量大。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种环境空气质量监测系统，尤其涉及一种环境空气质量自动监测系统。
背景技术
空气是地球上的人们耐以生存的必要物质，人只有通过吸入空气才能获得氧气。据统计，一个成年人每天需要吸入6500升空气才可以获得足够的氧气。但是随着现代工业和交通运输的发展，人们向大气中持续排放的物质数量越来越多，种类越来越复杂，造成大气污染现象越来越严重。由于污染了的空气对人体健康有直接的影响，人体成年累月呼吸这种污染了的空气，也会引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等诸多呼吸道疾病。人们对健康越发关注，就促使技术人员越发对我们生活的环境空气质量进行监测，特别是一些对人体有危害的气体物质，需要实时有效地进行监控和治理。然而，现有的空气质量自动监测系统存在着监测站点固定，对周边环境要求高，测量效果不理想，测量数据不准确，数据传送不方便等诸多问题。
发明内容
本实用新型目的是提供一种环境空气质量自动监测系统，用以解决现有空气质量监测系统测量不方便、测量效果不理想，测量数据不准确，数据传送不方便等技术问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种环境空气质量自动监测系统，由一个监控总站和多个子站构成，所述子站包括站房，站房顶部设有采样头、太阳能电池板和风力发电机，站房内设有空气自动监测仪和可充电电池，太阳能电池板和风力发电机的输出端通过充电电路与可充电电池连接，可充电电池和空气自动监测仪连接，所述空气自动监测仪包括安装在机架上的子站计算机、校准装置、气象参数仪、大气污染检测仪，采样头通过采样总管与子站内的空气自动监测仪的样气接口连接，校准装置与大气污染检测仪校准接口连接，大气污染检测仪的输出接口与子站计算机一接口连接，子站计算机另一接口与气象参数仪输出接口连接，子站计算机USB接口与3G通信模块连接，监控总站计算机USB接口与3G通信模块连接。
作为优选，所述站房底部设有四个车轮，站房前部设有挂钩。
作为优选，所述大气污染检测仪包括采样头、支路接头、氮氧化物测量模块、臭氧测量模块、碳氧化物测量模块、二氧化硫测量模块、空气颗粒物测量模块，各模块均具有一反应腔，反应腔壳体上具有一样气进口和一样气出口，反应腔中设有检测元件；所述支路接头内设有过滤器和切割器，所述采样头与采样总管连接，采样总管末端分支后分别与支路接头中的过滤器和切割器连接。过滤器通过多个支管分别与氮氧化物测量模块、臭氧测量模块、碳氧化物测量模块，二氧化硫测量模块反应腔的样气进口连接，切割器通过支管与空气颗粒物测量模块反应腔的样气进口连接，各模块反应腔的样气出口通过管道与真空泵连接，各模块反应腔中的检测元件经过A\D转换电路与单片机的I/O接口连接，单片机的I/O接口与子站计算机一接口连接。
本实用新型具有机动性强，移动迅速，部署方便、灵活等特点。其子站电源依靠太阳能电池板和风力发电机联合供电，适应性好、不受地理条件限制。并且子站、总站采用先进的3G通信技术进行数据交换，因此信息交换迅速、信息量大。同时中心站系统软件和子站软件两者有机结合，协调整个监测系统的运行，完成对各种监测仪器的数据采集和远程通讯控制及数据处理，对各子站当地的环境空气质量进行24小时自动连续监测。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图；
图2是本实用新型的电路原理框图；
图3是本实用新型的大气污染检测仪结构示意图。
具体实施方式
图1是本实用新型的一种结构示意图。该系统由一个监控总站和多个子站构成，其中子站硬件包括站房1，站房1顶部设有采样头3、太阳能电池板5和风力发电机9，站房内设有空气自动监测仪2和为空气自动监测仪2等提供电力的可充电电池6，太阳能电池板5和风力发电机9的输出端通过充电电路7与可充电电池6连接。站房底部设有四个车轮8，站房前部设有挂钩11，可以由汽车拖往各地放置。
图2是本实用新型的电路原理框图。结合图2进一步可知，空气自动监测仪2包括安装在机架上的子站计算机200、校准装置201、气象参数仪202、大气污染检测仪203。采样头3通过采样总管31与大气污染检测仪203的样气接口连接，校准装置201与大气污染检测仪203校准接口连接，大气污染检测仪203的输出接口与子站计算机200一接口I1连接，子站计算机200另一接口I2与气象参数仪202输出接口连接，子站计算机200的USB接口U与3G通信模块4连接。子站计算机200可连续自动采集大气污染检测仪203、气象参数仪202、校准装置201的数据及状态信息等，并进行预处理和贮存。
监控总站计算机USB接口U也与3G通信模块连接，其打印机输出接口P与打印机连接。通过3G网络，子站计算机200可以等待监控总站计算机轮询或指令。同时将数据传送至监控总站计算机进行实时控制、数据管理及图表生成。
图3是本实用新型的大气污染检测仪203的结构示意图。大气污染检测仪203包括采样头21、氮氧化物(NOX)测量模块232，臭氧O3测量模块230、碳氧化物(COX)测量模块231，二氧化硫(SO2)测量模块233、空气颗粒物测量模块234。各模块均具有一反应腔28，反应腔28的壳体上具有一样气进口281和一样气出口282，反应腔中设有检测元件26，支路接头22内设有过滤器223和切割器222，所采样总管末端分支后分别与支路接头22中的过滤器223和切割器222连接。
切割器222通过支管与空气颗粒物测量模块234反应腔的样气进口281连接，过滤器223通过多个支管分别与氮氧化物(NOX)测量模块232，臭氧O3测量模块230、碳氧化物(COX)测量模块231，二氧化硫(SO2)测量模块233的反应腔28的样气进口281连接。过滤器223和切割器222构成气体检测通道和颗粒物检测通道，空气经过切割器222除去粗大粒子后将气体送入空气颗粒物测量模块234，空气经过过滤器223过滤空气颗粒后进入氮氧化物(NOX)测量模块232，臭氧O3测量模块230、碳氧化物(COX)测量模块231，二氧化硫(SO2)测量模块233内。
各模块的反应腔28的样气出口282通过管道与聚集接头23连接，聚集接头23与真空泵24的进气口连接，各模块的反应腔28中的检测元件26经过各自的A\D转换电路27与单片机25的I/O接口连接，单片机25的I/O接口与子站计算机200一接口I1连接。
校准装置201包括多种标准气体生器、零气发生器、动态校准仪。标准气体生器、零气发生器与动态校准仪连接。零气发生器原理：空气压缩机吸入洁净空气，压缩后经过冷凝管冷却，气体温度降低，湿空气经过汽水分离器把水和气进行分离，水分经过电磁排水阀排出，不完全干燥空气经过单向阀进入钢瓶。经钢瓶出来的空气由减压阀控制输出压力为0.2Mpa，进入气体洗涤器。气体洗涤器中的活性炭先除去空气中的SO2、O3、NO2、CO2等气体，再由NO洗涤器将空气中的NO氧化为NO2，CO洗涤器将CO氧化为CO2，HC洗涤器将HC氧化为CO2，再经过活性炭去除空气中剩余的CO2、NO2等气体，最后经过末端过滤器输出到动态校准仪，再由动态校准仪输出到大气污染检测仪校准接口。动态校准仪提供4通道气体接口：SO2、NOX、COX、零气接口。可以自动计算和稀释空气流量，实现对各种仪器的单点及多点动态校准；能接受控制器指令进行自动零、跨(单点或多点)校准。
气象参数仪202包括Pt100铂电阻、相对湿度检测电容、谐振震筒式大气压计、三杯型风速计、风叶型电位差计，可将风速、风向、温度、相对湿度、大气压力等指标传送给子站计算机。
系统工作时，操控监控总站计算机发送操控指令，操控指令经3G通信模块传送各子站上的3G通信模块；各子站计算机200接受指令后启动子站内的真空泵24，进而通过采样总管31收集当地大气，通过支路接头22中的过滤器223过滤后，送入各个测量模块的反应腔28内。反应腔28内的检测元件6感应到大气中相应的待测气体后，产生与待测气体浓度成正比的模拟脉冲，脉冲模拟信号经A/D转换器17转换成数字信号后进入子站计算机200，子站计算机200进行待测气体浓度信息数据进行处理后，再经过3G通信模块编码后发送至监控总站的3G通信模块后，经过3G通信模块解码后送入总站计算机进行数据的实时显示、存储管理、控制及图表生成等处理。
最后，应当指出，以上具体实施方式仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述具体实施方式，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种环境空气质量自动监测系统，由一个监控总站和多个子站构成，所述子站包括站房，站房顶部设有采样头、太阳能电池板和风力发电机，站房内设有空气自动监测仪和可充电电池，太阳能电池板和风力发电机的输出端通过充电电路与可充电电池连接，可充电电池和空气自动监测仪连接，所述空气自动监测仪包括安装在机架上的子站计算机、校准装置、气象参数仪、大气污染检测仪，采样头通过采样总管与子站内的空气自动监测仪的样气接口连接，校准装置与大气污染检测仪校准接口连接，大气污染检测仪的输出接口与子站计算机一接口连接，子站计算机另一接口与气象参数仪输出接口连接，子站计算机USB接口与3G通信模块连接，监控总站计算机USB接口与3G通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的环境空气质量自动监测系统，其特征是所述站房底部设有四个车轮，站房前部设有挂钩。
3.根据权利要求2所述的环境空气质量自动监测系统，其特征是所述大气污染检测仪包括采样头、支路接头、氮氧化物测量模块、臭氧测量模块、碳氧化物测量模块、二氧化硫测量模块、空气颗粒物测量模块，各模块均具有一反应腔，反应腔壳体上具有一样气进口和一样气出口，反应腔中设有检测元件；所述支路接头内设有过滤器和切割器，所述采样头与采样总管连接，采样总管末端分支后分别与支路接头中的过滤器和切割器连接；过滤器通过多个支管分别与氮氧化物测量模块、臭氧测量模块、碳氧化物测量模块，二氧化硫测量模块反应腔的样气进口连接，切割器通过支管与空气颗粒物测量模块反应腔的样气进口连接，各模块反应腔的样气出口通过管道与真空泵连接，各模块反应腔中的检测元件经过A\D转换电路与单片机的I/O接口连接，单片机的I/O接口与子站计算机一接口连接。
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Granted publication date: 20120425 Termination date: 20130727 |