全文摘要
本实用新型公开了一种大气在线监测系统，包括服务器和若干个空气监测装置，所述空气监测装置包括进气口、出气口、若干个第一传感器、无线通信模块、气泵和处理器，所述若干个第一传感器包括O3传感器、NOx传感器和VOC传感器中的至少一种，所述进气口与若干个第一传感器之间设有颗粒水分过滤机构，空气从进气口进入后依次经过颗粒水分过滤机构、若干个第一传感器和气泵，然后从出气口排出。本实用新型增设了颗粒水分过滤机构，使得进入第一传感器的空气保持干燥和污染颗粒少的状态，减少水分和污染颗粒对第一传感器的影响，提升本系统中VOC、O3及NOx等传感器的传感精度。本实用新型可以广泛应用于环境检测技术领域。
主设计要求
1.一种大气在线监测系统，其特征在于：包括服务器和若干个空气监测装置，所述空气监测装置包括进气口、出气口、无线通信模块、气泵、处理器和若干个第一传感器，所述若干个第一传感器包括O3传感器、NOx传感器和VOC传感器中的至少一种，所述若干个第一传感器的输出端与处理器的输入端连接，所述处理器与无线通信模块连接，所述无线通信模块与服务器无线通信，所述进气口与若干个第一传感器之间设有颗粒水分过滤机构，空气从进气口进入后依次经过颗粒水分过滤机构、若干个第一传感器和气泵，然后从出气口排出。
设计方案
1.一种大气在线监测系统，其特征在于：包括服务器和若干个空气监测装置，所述空气监测装置包括进气口、出气口、无线通信模块、气泵、处理器和若干个第一传感器，所述若干个第一传感器包括O3<\/sub>传感器、NOx<\/sub>传感器和VOC传感器中的至少一种，所述若干个第一传感器的输出端与处理器的输入端连接，所述处理器与无线通信模块连接，所述无线通信模块与服务器无线通信，所述进气口与若干个第一传感器之间设有颗粒水分过滤机构，空气从进气口进入后依次经过颗粒水分过滤机构、若干个第一传感器和气泵，然后从出气口排出。
2.根据权利要求1所述的一种大气在线监测系统，其特征在于：所述颗粒水分过滤机构包括过滤膜和干燥管。
3.根据权利要求2所述的一种大气在线监测系统，其特征在于：所述过滤膜为聚四氟乙烯薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种大气在线监测系统，其特征在于：所述空气监测装置还包括若干个第二传感器，所述若干个第二传感器包括PM2.5传感器、湿度传感器和温度传感器中的至少一种，所述若干个第二传感器的安装位置与进气口连通，所述若干个第二传感器的输出端与处理器的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的一种大气在线监测系统，其特征在于：所述无线通信模块为LoRa通信模块。
6.根据权利要求1所述的一种大气在线监测系统，其特征在于：所述空气监测装置还包括存储器，所述存储器与处理器连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及环境检测技术领域，尤其是一种大气在线监测系统。
背景技术
近年来，我国各地多时段雾霾污染频发，对社会正常秩序和公众身体健康造成了严重影响。众所周知，大气中PM2.5颗粒的浓度是雾霾污染的关键指标，有关其时空特征及成因机制的研究，受到了学者们的广泛关注。大气所含的氧化活性组分，如VOC、O3<\/sub>及NOx<\/sub>等，与PM2.5成因机制关系密切，受诸多因素影响，这些组分不仅基于时空特征含量差异大，且在形成PM2.5的大气光化学反应过程中几者间还存在相互作用。因此，对这些氧化活性组分进行实时实地联动环境监测，关联获取大量可靠的监测数据，是进行大气环境化学研究，特别是大气PM2.5污染成因研究的基础。
而如VOC、O3<\/sub>及NOx<\/sub>等传感器容易受到大颗粒污染物和水分的影响，影响传感器精度。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种大气在线监测系统，以提升VOC、O3<\/sub>及NOx<\/sub>等传感器的传感精度。
本实用新型所采取的技术方案是：
一种大气在线监测系统，包括服务器和若干个空气监测装置，所述空气监测装置包括进气口、出气口、若干个第一传感器、无线通信模块、气泵和处理器，所述若干个第一传感器包括O3<\/sub>传感器、NOx<\/sub>传感器和VOC传感器中的至少一种，所述若干个第一传感器的输出端与处理器的输入端连接，所述处理器与无线通信模块连接，所述无线通信模块与服务器无线通信，所述进气口与若干个第一传感器之间设有颗粒水分过滤机构，空气从进气口进入后依次经过颗粒水分过滤机构、若干个第一传感器和气泵，然后从出气口排出。
进一步，所述颗粒水分过滤机构包括过滤膜和干燥管。
进一步，所述过滤膜为聚四氟乙烯薄膜。
进一步，所述空气监测装置还包括若干个第二传感器，所述若干个第二传感器包括PM2.5传感器、湿度传感器和温度传感器中的至少一种，所述若干个第二传感器的安装位置与进气口连通所述若干个第二传感器的输出端与处理器的输入端连接。
进一步，所述无线通信模块为LoRa通信模块。
进一步，所述空气监测装置还包括存储器，所述存储器与处理器连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型在进气口和若干个第一传感器之间增设了颗粒水分过滤机构，使得进入第一传感器的空气保持干燥和污染颗粒少的状态，减少水分和污染颗粒对第一传感器的影响，提升本系统中VOC、O3<\/sub>及NOx<\/sub>等传感器的传感精度。
附图说明
图1为本实用新型一种具体实施例的大气在线监测系统的模块框图；
图2为本实用新型一种具体实施例的大气在线监测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型进行进一步的说明。
参照图1，一种大气在线监测系统，包括服务器和若干个空气监测装置。所述服务器可以由一台或者多台计算机构成。所述服务器用于收集若干个空气监测装置采集的数据，然后基于这些数据为用户提供服务。
参照图2，所述空气监测装置包括进气口101、出气口106、若干个第一传感器103、气泵105、无线通信模块和处理器，所述进气口101与若干个第一传感器103之间设有颗粒水分过滤机构102，空气从进气口101进入后依次经过颗粒水分过滤机构102、若干个第一传感器103和气泵105，然后从出气口106排出。在本实施例中，还设置了第二传感器104，第二传感器104为PM2.5传感器、温度传感器或者湿度传感器等。空气从进气口101进入后分成两路，气泵105从第一传感器103和第二传感器104的安装位置分别抽气，然后通过出气口106排出，图中虚线箭头表示空气流动的方向。本实施例中，通过外壳的间隔结构将空气监测装置内部划分成若干个空间，在实际应用中，也可以采用管道的方式来连通这些空间。所述进气口101和出气口106上可以设置防尘网或者百叶窗结构。
参照图1，所述若干个第一传感器包括O3<\/sub>传感器、NOx<\/sub>传感器和VOC传感器中的至少一种，所述若干个第一传感器的输出端与处理器的输入端连接，所述处理器与无线通信模块连接，所述无线通信模块与服务器无线通信。
其中，处理器，用于将若干个第一传感器的输出信号进行模数转换等处理，然后将得到的数字信号通过无线通信模块发送至服务器。
无线通信模块，用于提供无线通信功能，所述无线通信模块可以是4G通信模块、LoRa通信模块和NB-IOT通信模块等。在本实施例中，所述无线通信模块通过串口与处理器连接。处理器通过接口发送数据给无线通信模块，无线通信模块将串行数据转换为网络数据发送至服务器。
气泵，用于将空气监测装置中的气体抽出装置外，并产生负压使进气口抽入新的空气。所述气泵可以受控于处理器，也可以不受控与处理器。当然，本实施例还包括必要的电源模块，为空气监测装置的电子组件提供工作电源。
O3<\/sub>传感器，用于检测空气中O3<\/sub>。所述O3<\/sub>传感器连接于处理器的模数转换接口。所述O3<\/sub>传感器可以采用电化学式的传感器实现。
NOx<\/sub>传感器，用于检测空气中的氮氧化合物，如NO和NO2<\/sub>。所述NOx<\/sub>传感器连接于处理器的模数转换接口。所述NOx<\/sub>传感器可以采用电化学式的传感器实现。
VOC传感器，用于检测空气中的挥发性有机化合物。所述VOC传感器连接于处理器的模数转换接口。所述VOC传感器可以采用PID传感器实现。
颗粒水分过滤机构，用于过滤空气中的污染颗粒和水分。其可以由污染颗粒的过滤网或者过滤膜和干燥机构组成。当然，所述颗粒水分过滤机构不应该选用能够吸附本系统所要监测的气体的机构实现。所述颗粒水分过滤机构可以先对水进行过滤再对污染颗粒进行过滤，也可以先对污染颗粒进行过滤再对水分进行过滤。
当然，在另一些实施例中，也可以通过在O3<\/sub>传感器、NOx<\/sub>传感器和VOC传感器于处理器之间设置模数转换器来实现模数转换，采用模数转换器实现模数转换，处理器只需要进行数据转发即可。
参照图2，作为优选的实施例，所述颗粒水分过滤机构102包括过滤膜102a和干燥管102b。所述干燥管102b中可以装变色硅胶、无水硫酸镁、活性氧化铝等气体干燥吸附剂。
本实施例先对污染颗粒进行过滤，如PM2.5颗粒等，然后再干燥过滤后的空气，以减少水分对O3<\/sub>传感器、NOx<\/sub>传感器和VOC传感器的影响。
作为优选的实施例，所述过滤膜为聚四氟乙烯薄膜。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂，易于清洁。
作为优选的实施例，所述空气监测装置还包括若干个第二传感器，所述若干个第二传感器包括PM2.5传感器、湿度传感器和温度传感器中的至少一种，所述若干个第二传感器的安装位置与进气口连通所述若干个第二传感器的输出端与处理器的输入端连接。
PM2.5传感器，用于检测空气中的PM2.5颗粒，所述PM2.5传感器通过串口与处理器连接。
温度传感器，用于检测空气温度。所述温度传感器连接于处理器的模数转换接口或者通过模数转换器与处理器连接。
湿度传感器，用于检测空气湿度。所述湿度传感器连接于处理器的模数转换接口或者通过模数转换器与处理器连接。
本实施例增设了多种传感器，提升本系统的空气成本监测范围。
作为优选的实施例，所述无线通信模块为LoRa通信模块。所述LoRa通信模块具有低功耗和传输距离远的特点，适用于偏远地区。LoRa是一种低功耗广域网通信技术。
作为优选的实施例，所述空气监测装置还包括存储器，所述存储器与处理器连接。
为了便于维护人员从监测装置中获取传感器采集的数据，本实施例增设了存储器，所述存储器可以用SD卡实现。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920129824.7
申请日:2019-01-24
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:81(广州)
授权编号:CN209690020U
授权时间:20191126
主分类号:G01N1/34
专利分类号:G01N1/34;G01N1/28;G01N15/06;G01N27/64;G01N27/27;G08C17/02
范畴分类:31E;
申请人:中国科学院广州地球化学研究所;成都理化魔方科技有限公司
第一申请人:中国科学院广州地球化学研究所
申请人地址:510000 广东省广州市天河区五山科华街511号
发明人:王新明;杨浩;严东洋;张慧娜;宋伟;张艳利
第一发明人:王新明
当前权利人:中国科学院广州地球化学研究所
代理人:胡辉
代理机构:44205
代理机构编号:广州嘉权专利商标事务所有限公司 44205
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计