一種多組分大氣環境網格化監測儀制造技術

本發明專利技術屬于環境監測技術領域，尤其涉及一種多組分大氣環境網格化監測儀。為解決傳統大氣監測設備體積大、價格高、安裝維護復雜，難以滿足越來越高的監測要求的問題。本發明專利技術提出一種多組分大氣環境網格化監測儀，包括箱體主體、箱體上蓋、太陽能電池板、太陽能電池充電管理單元、蓄電池、開關電源、主板、GPRS傳輸模塊、GPRS天線、GPS模塊、隔板轉接板、溫濕度傳感器、防護罩、入口濕度調控單元、導風風扇、PM

A multi component gridded monitoring instrument for atmospheric environment

The invention belongs to the field of environmental monitoring technology, in particular to a multi component atmospheric environment gridding monitoring instrument. In order to solve the problem of large volume, high price and complex installation and maintenance of traditional atmospheric monitoring equipment, it is difficult to meet the increasing requirements of monitoring. The invention provides a multi grid monitor atmospheric environment, including the box body, the box cover, solar panels, solar battery, battery management unit, switching power supply, motherboard, GPRS transmission module, GPRS antenna, GPS module, partition switching board, temperature and humidity sensor, humidity control unit, entrance guard, fan, PM

【技術實現步驟摘要】
一種多組分大氣環境網格化監測儀
本專利技術屬于環境監測
，尤其涉及一種多組分大氣環境網格化監測儀。
技術介紹
目前常規監測的大氣污染物主要是一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、PM2.5和PM10，主要來源于揚塵、燃煤、機動車、工廠排放等。隨著人們對環保的日益重視，對空氣質量監測、交通路網排放監測、工業廢氣監測的需求逐漸增加，改善生態環境和人民群眾生活條件迫在眉睫。然而傳統大氣監測設備體積大、價格高、安裝維護復雜，難以滿足越來越高的監測要求。目前市場上小型化、低成本的傳感器不斷涌現，如何在眾多的傳感器中進行合理的選型，對儀器氣路的布局以及對傳感器測量的濕度條件進行控制，使得傳感器在大氣網格化布點監測時準確度高、穩定性好、可對比性強，顯得尤為重要。目前常見的小型網格化大氣環境監測儀大多不適用于在戶外長期監測，如專利技術專利一種小型化的空氣質量監測裝置及用小型化的空氣質量監測裝置檢測空氣質量的方法(公開號105021779A)，在測量氣體組分SO2、NO2、O3、NH3時分別用膜化學反應的方式，需要定期取樣進行后續的實驗室分析；專利技術專利一種空氣質量檢測儀(公開號105548502A)，在對于顆粒物監測時，只對PM2.5進行了監測，沒有對PM10進行監測，且沒有對顆粒物傳感器的濕度進行控制，測量數據受相對濕度影響，且難以進行數據修正。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提出一種多組分大氣環境網格化監測儀，包括箱體、電源單元、數據采集傳輸單元、GPS單元、傳感器單元、氣流導風調節單元、氣象參數測量單元；所述箱體包括箱體主體1、箱體上蓋2、隔板轉接板11、防護罩13，箱體主體1采用上下層布局設計，中間用密封隔板將箱體主體1分為測量室與電氣室，隔板轉接板11安裝于箱體主體1的中間隔板上，箱體主體1和箱體上蓋2通過密封膠條和鎖扣進行鎖緊密封，在測量室氣路進出口分別設置防護罩13；所述氣流導風調節單元包括入口濕度調控單元14和導風風扇15，在測量室左側安裝導風風扇15，測量室右側進氣口處安裝入口濕度調控單元14；所述傳感器單元包括PM2.5傳感器16和PM10傳感器17、溫濕度傳感器12和氣體傳感器單元18，PM2.5傳感器16和PM10傳感器17布置在靠近測量室右側氣流入口處及入口濕度調控單元14后，沿入口中心線并排放置，氣體傳感器單元18位于PM2.5傳感器16和PM10傳感器17后側，溫濕度傳感器12固定于隔板轉接板11上。所述氣體傳感器單元18包括氣體傳感器底座18-1、氣體傳感器信號板18-2、氣體傳感器18-3、不銹鋼絲網18-4和氣體傳感器上蓋18-5；所述氣體傳感器18-3包括CO、SO2、NO、NO2、O3、CO2、VOCs傳感器；氣體傳感器信號板18-2和氣體傳感器18-3通過插針插座結構進行連接，氣體傳感器信號板18-2通過密封膠墊與氣體傳感器底座18-1進行密封固定，氣體傳感器上蓋18-5上開有多個圓形透氣孔，氣體傳感器上蓋18-5與不銹鋼絲網18-4焊接為一體。所述電源單元包括太陽能電池板3、太陽能充電管理單元4、蓄電池5和開關電源6；太陽能電池板3固定于箱體上蓋2上面，太陽能電池板3通過箱體主體1底部防水接頭連接太陽能充電管理單元4，太陽能充電管理單元4連接蓄電池5，市電供電部分將220V交流市電通過箱體主體1底部引入并接入開關電源6，開關電源6將220V交流電轉換為12V直流電，同時在開關電源6的入口加入氣體放電管進行雷電或過脈沖防護。所述數據采集傳輸單元包括主板7、GPRS傳輸模塊8、GPRS天線9；GPRS傳輸模塊8固定在主板7上，GPRS天線9位于箱體外側底部。所述主板7采用單片機作為主芯片，主板7的外圍電路包括電源、高精度實時時鐘芯片、鐵電存儲器芯片、SD卡存儲模塊、模擬數字轉換芯片，主板7可與中心服務器端進行數據的實時傳送，下發和獲取遠程的傳感器校準參數、下發儀器運行參數，也可以進行遠程校時、遠程程序升級、遠程重啟和歷史數據回調的操作。所述GPS單元包括GPS模塊10，GPS模塊10具有防水功能，且底部有磁性，GPS模塊10通過磁吸方式固定于箱體外部。所述入口濕度調控單元14包括入口過濾網和濕度調控模塊，入口過濾網為不銹鋼材質，用于對漂浮異物進行粗過濾和攔截；濕度調控模塊采用加熱的方式來降低進入箱體的氣流的相對濕度；濕度調控模塊有兩種運行模式，一是常開模式，設定測量室內相對濕度不超過40％；二是周期性開和關模式，當進行網格化布點時設置幾臺運行周期性開關模式，用于研究在除濕和非除濕情況下的數據對比，同時修正未安裝入口濕度調控單元14的儀器。所述氣象參數測量單元包括氣象站19，氣象站19布置在箱體上部支架上，用來測量大氣溫度、濕度、風向和風速；大氣溫度通過鉑電阻進行測量，濕度通過濕敏電容進行測量，風向和風速采用超聲方式進行測量。所述導風風扇15用于將外界大氣氣流引入儀器測量室，導風風扇15的工作電壓為5V，有頻率信號輸出功能，可用于風扇狀態檢測。本專利技術的有益效果在于：(1)箱體采用上下層結構設計，使得電氣部分和氣路部分隔開，電氣部分處于隔離環境，免受大氣環境對電路部分造成影響；(2)采用市電和太陽能供電雙電源設計，太陽能板固定在箱體上蓋上，便于安裝固定；(3)顆粒物傳感器靠近進氣口中心并排放置，減少顆粒物在箱體內的損失；PM2.5采用直接撞擊式切割，PM10傳感器采用虛擬撞擊式切割；(4)入口濕度調控單元運行模式可調，可運行在周期性開關模式，可獲得更多的關于顆粒物方面的信息，同時也可用于修正其它未經過濕度調控的儀器；(5)氣體傳感器固定在氣體傳感器信號板上，兩者固定放置在一個電磁屏蔽的環境內，使其更穩定；(6)箱體外部安裝有小型氣象站，可獲得當地氣象信息，輔助進行污染物溯源和傳輸擴散分析。附圖說明附圖1為一種大氣環境網格化監測儀示意圖附圖2為氣體傳感器單元示意圖附圖標記：1—箱體主體；2—箱體上蓋；3—太陽能電池板；4—太陽能電池充電管理單元；5—蓄電池；6—開關電源；7—主板；8—GPRS傳輸模塊；9—GPRS天線；10—GPS模塊；11—隔板轉接板；12—溫濕度傳感器；13—防護罩；14—入口濕度調控單元；15—導風風扇；16—PM2.5傳感器；17—PM10傳感器；18—氣體傳感器單元；19—氣象站；18-1—氣體傳感器底座；18-2—氣體傳感器信號板；18-3—氣體傳感器；18-4—不銹鋼絲網；18-5—氣體傳感器上蓋；具體實施方式下面結合附圖對本專利技術進行詳細說明。附圖1為一種大氣環境網格化監測儀示意圖。如圖1所示，包括箱體主體1、箱體上蓋2、太陽能電池板3、太陽能電池充電管理單元4、蓄電池5、開關電源6、主板7、GPRS傳輸模塊8、GPRS天線9、GPS模塊10、隔板轉接板11、溫濕度傳感器12、防護罩13、入口濕度調控單元14、導風風扇15、PM2.5傳感器16、PM10傳感器17、氣體傳感器單元18、氣象站19，箱體由箱體主體1和箱體上蓋2組成，材質為鐵或者不銹鋼材質，表面噴塑處理，箱體主體1和箱體上蓋2通過密封膠條和鎖扣進行鎖緊密封，箱體主體1使用中間隔板將其分割為上下兩部分，上部區域為測量室，下部區域為電氣室，測量室為與大氣環境進行直接接觸，電氣室為與大氣本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多組分大氣環境網格化監測儀，其特征在于，包括箱體、電源單元、數據采集傳輸單元、GPS單元、傳感器單元、氣流導風調節單元、氣象參數測量單元；所述箱體包括箱體主體(1)、箱體上蓋(2)、隔板轉接板(11)、防護罩(13)，箱體主體(1)采用上下層布局設計，中間用密封隔板將箱體主體(1)分為測量室與電氣室，隔板轉接板(11)安裝于箱體主體(1)的中間隔板上，箱體主體(1)和箱體上蓋(2)通過密封膠條和鎖扣進行鎖緊密封，在測量室氣路進出口分別設置防護罩(13)；所述氣流導風調節單元包括入口濕度調控單元(14)和導風風扇(15)，在測量室左側安裝導風風扇(15)，測量室右側進氣口處安裝入口濕度調控單元(14)；所述傳感器單元包括PM

【技術特征摘要】
1.一種多組分大氣環境網格化監測儀，其特征在于，包括箱體、電源單元、數據采集傳輸單元、GPS單元、傳感器單元、氣流導風調節單元、氣象參數測量單元；所述箱體包括箱體主體(1)、箱體上蓋(2)、隔板轉接板(11)、防護罩(13)，箱體主體(1)采用上下層布局設計，中間用密封隔板將箱體主體(1)分為測量室與電氣室，隔板轉接板(11)安裝于箱體主體(1)的中間隔板上，箱體主體(1)和箱體上蓋(2)通過密封膠條和鎖扣進行鎖緊密封，在測量室氣路進出口分別設置防護罩(13)；所述氣流導風調節單元包括入口濕度調控單元(14)和導風風扇(15)，在測量室左側安裝導風風扇(15)，測量室右側進氣口處安裝入口濕度調控單元(14)；所述傳感器單元包括PM2.5傳感器(16)和PM10傳感器(17)、溫濕度傳感器(12)和氣體傳感器單元(18)，PM2.5傳感器(16)和PM10傳感器(17)布置在靠近測量室右側氣流入口處及入口濕度調控單元(14)后，沿入口中心線并排放置，氣體傳感器單元(18)位于PM2.5傳感器(16)和PM10傳感器(17)后側，溫濕度傳感器(12)固定于隔板轉接板(11)上。2.根據權利要求1所述一種多組分大氣環境網格化監測儀，其特征在于，所述氣體傳感器單元(18)包括氣體傳感器底座(18-1)、氣體傳感器信號板(18-2)、氣體傳感器(18-3)、不銹鋼絲網(18-4)和氣體傳感器上蓋(18-5)；所述氣體傳感器(18-3)包括CO、SO2、NO、NO2、O3、CO2、VOCs傳感器；氣體傳感器信號板(18-2)和氣體傳感器(18-3)通過插針插座結構進行連接，氣體傳感器信號板(18-2)通過密封膠墊與氣體傳感器底座(18-1)進行密封固定，氣體傳感器上蓋(18-5)上開有多個圓形透氣孔，氣體傳感器上蓋(18-5)與不銹鋼絲網(18-4)焊接為一體。3.根據權利要求1所述一種多組分大氣環境網格化監測儀，其特征在于，所述電源單元包括太陽能電池板(3)、太陽能充電管理單元(4)、蓄電池(5)和開關電源(6)；太陽能電池板(3)固定于箱體上蓋(2)上面，太陽能電池板(3)通過箱體主體(1)底部防水接頭連接太陽能充電管理單元(4)，太陽能充電管理單元(4)連接蓄電池(5)，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣靖坤，張強，
申請(專利權)人：清華大學，北京科領奈爾環境科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11