CN103471972A - 一种自动采样的采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动采样的采集系统，包括监测中心，以及通过通讯网络与监测中心互联的至少一个的户外采样终端；所述户外采样终端包括壳体、至少一个光学传感器，壳体上设置一对以上的进风口，壳体的顶部设置出风口，光学传感器设置在壳体内，且位于进风口旁侧，所述光学传感器内设加热模块。本发明通过光学自动检测PM2.5、利用各种方法使空气自动流动进行采样、光学传感器冗余等方法，整个的PM2.5的测试过程属于全自动无需人工值守的测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保监测装置，尤其涉及一种自动采样空气进行PM2.5采集系统。
背景技术
虽然肉眼看不见空气中的颗粒物，但是颗粒物却能降低空气的能见度，使蓝天消失，天空变成灰蒙蒙的一片，这种天气就是灰霾天。根据《2010年灰霾试点监测报告》，在灰霾天，PM2.5的浓度明显比平时高，PM2.5的浓度越高，能见度就越低。
PM2.5之所以会造成灰霾天能见度降低，其主要原因如下：
空气中不同大小的颗粒物均能降低能见度，不过相比于粗颗粒物，更为细小的PM2.5降低能见度的能力更强。能见度的降低其本质上是可见光的传播受到阻碍。当颗粒物的直径和可见光的波长接近的时候，颗粒对光的散射消光能力最强。可见光的波长在0.4-0.7微米之间，而粒径在这个尺寸附近的颗粒物正是PM2.5的主要组成部分。理论计算的数据也清楚地表明这一点：粗颗粒的消光系数约为0.6平方米/克，而PM2.5的消光系数则要大得多，在1.25-10平方米/克之间，其中PM2.5的主要成分硫酸铵、硝酸铵和有机颗粒物的消光系数都在3左右，是粗颗粒的5倍。所以，PM2.5是灰霾天能见度降低的主要原因。
目前国内外环保部门监测PM2.5普遍采用滤膜称重、β射线吸收和微量振荡天平等方法。这些方法的测试设备测试周期长，设备部署不灵活，造成了许多城市的环境监测中心站点较少，分布分散，环境监测的数据仅从宏观上反映城市的整体的空气质量，但是不能从微观上反映局部区域、特定区域的空气质量的好坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的PM2.5测试设备测试周期长，设备部署不灵活，造成了许多城市的环境监测中心站点较少，分布分散，环境监测的数据仅从宏观上反映城市的整体的空气质量，但是不能从微观上反映局部区域、特定区域的空气质量的好坏。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种自动采样的采集系统，包括监测中心，以及通过通讯网络与监测中心互联的至少一个的户外采样终端；所述户外采样终端包括壳体、至少一个光学传感器，壳体上设置一对以上的进风口，壳体的顶部设置出风口，光学传感器设置在壳体内，且位于进风口旁侧，所述光学传感器内设加热模块。
利用光散射的原理测定颗粒物浓度的方法，是PM2.5测试的方法。该测定方法的原理是：空气中的颗粒物浓度越高，对光的散射就越强。测定光的散射后，就可以算出颗粒物浓度。该测试方式测定速度快，自动化程度高，操作简单。这种测试PM2.5的方式是实时测试，完全达到秒级测试。因此，本发明采用光学传感器检测空气中所含颗粒物浓度的高低，其检测效果准确度高。从结构上来说，多个进风口的设计，可以确保空气的自然流入，同时，空气从多个进风口进入后，再从壳体上部出风口出风，可以保证空气进行正常的流通；光学传感器放置在结构内部的出风口旁边，可以采样到自然的真实的空气，达到真实有效的目标功能；光学传感器内部只有加热模块，使得在光学传感器内部的空气检测通道中，热引起上升气流使得外部的空气流进空气检测通道中。
为保证系统冗余采样的稳定进行，每一个户外采样终端的壳体内，每个进风口旁侧均设置一个光学传感器。在户外采样终端中，使用一个或者多个光学传感器进行采样，使得在长时间的户外终端的采样过程中，如果出现意外的情况，例如不可抗拒的自然问题，或者是人为问题，造成部分光学传感器的脱落、或者损毁，在这样的情况下，如果设备的光学传感器有一个是正常的，那么终端设备可以正常的工作；即一个或者多个光学传感器，不会影响到采样的结果，但是会增加设备的可靠性，使得光学传感器的采样有冗余测试的目标功能。
作为本发明的一种改进方案，户外采样终端安装高度在20-25cm。该种高度不仅有利于采集风样，由于高度适中，也便于安装维修，可以部署在电线杆等公共设施上，方便灵活。
本发明的优点是：通过光学自动检测PM2.5、利用各种方法使空气自动流动进行采样、光学传感器冗余等方法，整个的PM2.5的测试过程属于全自动无需人工值守的测试。
附图说明
图1是本发明户外采样终端的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明包括监测中心，以及通过通讯网络与监测中心互联的至少一个的户外采样终端。
所述户外采样终端包括壳体1、两个光学传感器2，壳体1上设置一对进风口3，壳体1的顶部设置出风口4，两个光学传感器2设置在壳体1内，且分别位于两个进风口3的旁侧，所述光学传感器2内设加热模块2-1。
在城市的不同区域布局并使用本发明，能够比较全面地掌握城市不同区域，在不同时间段、不同气候特点（包括气温、风向、季节）下的 PM2.5 的实时监测数据。
PM2.5环境监测系统环境数据采集设备采用现有的高精度光学传感器采集信息，采用现有的低功耗单片机为监控中心接收信息，通过网络通讯将各个户外采样终端与监控中心连接，可提供方便的数据查询方式，直接通过浏览器可以直接访问测试数据。
使用时，可将户外采样终端部署在电线杆等公共设施上，高度一般为离地面高度20m-25m之间，利用这样的方法进行测试的终端设备则部署很是方便，且整个设备小巧，部署方式灵活。
部署灵活的、实时的PM2.5环境监测系统，配合城市现有的环境监测站点，准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据，并结合天气状况、城市交通、人口密度、工业产值等元素，进行系统的研究，为保护环境，改善城市的大气环境质量改善起到技术支撑作用。
Claims (3)
1.一种自动采样的采集系统，其特征在于，包括监测中心，以及通过通讯网络与监测中心互联的至少一个的户外采样终端；所述户外采样终端包括壳体、至少一个光学传感器，壳体上设置一对以上的进风口，壳体的顶部设置出风口，光学传感器设置在壳体内，且位于进风口旁侧，所述光学传感器内设加热模块。
2.根据权利要求1所述的一种自动采样的采集系统，其特征在于，每一个户外采样终端的壳体内，每个进风口旁侧均设置一个光学传感器。
3.根据权利要求1或2所述的一种自动采样的采集系统，其特征在于，户外采样终端安装高度在20-25cm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN2013104120830A CN103471972A (zh) | 2013-09-11 | 2013-09-11 | 一种自动采样的采集系统 |
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| CN2013104120830A CN103471972A (zh) | 2013-09-11 | 2013-09-11 | 一种自动采样的采集系统 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN103471972A true CN103471972A (zh) | 2013-12-25 |
Family
ID=49796913
Family Applications (1)
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| CN2013104120830A Pending CN103471972A (zh) | 2013-09-11 | 2013-09-11 | 一种自动采样的采集系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103471972A (zh) |
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2013
- 2013-09-11 CN CN2013104120830A patent/CN103471972A/zh active Pending
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