CN105606667A - 一种低浓度空气污染物综合检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低浓度空气污染物综合检测系统，其特征在于包括气泵、气室及气室内并联的CO、NO、NO2、HC等气体的检测模块，以及与气室内气体检测模块连接的电源和计算机，其中，CO、NO、NO₂采用四电极电化学气体传感器检测模块，HC采用光离子化气体传感器（PID）检测模块，各检测模块通过485协议组网，进行数据通信，利用计算机对传感器进行监控。本发明，实际使用过程中，可以根据需要实际需要，多点布局，多套检测系统，连接同一台电脑，形成更大的网络，通过计算机对所有检测点进行监控。

Description

一种低浓度空气污染物综合检测系统

发明领域

本发明涉及气体浓度检测领域，具体涉及空气污染物综合检测系统。

背景技术

随着人们对环境的日益重视，人们对大型室内公共场所、地下停车场、隧道等封闭、半封闭场所的环境监测提出了更高的要求，特别是上述空间的空气污染物虽然浓度高于国家标准，但是污染物浓度仍然处于很低的范围，例如CO、NO、NO₂、HC等浓度一般均在10ppm以内，更多的时候部分气体浓度更是处于1ppm以内，因而对传感器等提出了更高的要求，同时，因为涉及的空气污染物种类较多，因此需要一种检测系统能够同时对多种空气污染物进行检测。

传统的气体检测仪器多为单气体或固定气体种类的单气体检测仪器，检测气体品种单一、固定，且一般不具备数据存储功能，只能够实时显示，不利于检测人员对于检测时间、地点、历史数据的分析处理。如多个单气体检测仪同时使用，一方面需要占据更多的空间，同时不同检测仪信号输出格式不统一，更加无法实现数据的统一采集、分析。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种低浓度空气污染物综合检测系统，采用高精度4电极电化学传感器、光离子化气体传感器（PID）提供高精度气体浓度数据，采集同一地点的污染气体进入统一的气体检测气室，采用统一的通讯网络、数据格式，连接计算机，进行统一的数据采集，一方面可以提供低浓度下CO、NO、NO2、HC等空气污染物的稳定的高灵敏度检测，还可以非常方便的通过数据采集软件实时显示各类气体浓度，同时对各类气体浓度数据进行储存，方便检测人员任何时候进行历史数据的分析，用于对污染情况进行长期跟踪研究。

为实现上述功能，本发明采用以下技术方案：

一种低浓度空气污染物综合检测系统，其特征在于，包括气泵、气室及气室内并联的CO、NO、NO₂、HC等气体的检测模块，以及与气室内气体检测模块连接的电源和计算机，其中，CO、NO、NO₂采用四电极电化学气体传感器检测模块，HC采用光离子化气体传感器（PID）检测模块，各检测模块通过485协议组网，进行数据通信，利用计算机对传感器进行监控。

所述的气泵，一端通过气体管道连接目标位置，通过抽力采集目标位置气体样本，另一端通过气体管道连接气室，以可控的速度推送目标气体进入气室，用于气体浓度的检测，其中管道中安装有干燥器，对采集的气体进行干燥。

所述的气室，为密封长方体结构，两端开孔，一端连接进气管道，与气泵相连，引入目标气体，进气端安装两层多孔的导气板，确保气体在气室内的均匀流动，另一端小孔，用于气体的排出，确保气室内有稳定的气流，且无湍流现象。

所述的的CO、NO、NO₂、HC气体的检测模块，按照顺序均匀排布与气室内部，其中CO、NO、NO2检测模块，包括四电极电化学气体传感器，供电电路，恒压电路、电流-电压转换电路、微控制器、放大电路、模数转换电路、485通讯模块等；HC检测模块，包括PID传感器，放大电路、滤波电路、微控制器、电源电路、模数转换电路、485通讯模块。

所述的计算机，包括有usb接口，通过485转usb转换器与传感器检测模块连接，计算机安装有数据采集软件，可对传感器进行控制、数据校准、数据图形显示、数据存储。

所述的气室，两款开孔的尺寸，最优为6mm孔。

本发明的优点在于：

1、利用高精度的传感器，对低浓度下的空气污染物CO、NO、NO₂、HC进行检测，可以实现对多种气体的实时高精度检测，因为多个检测模块按照统一标准设计，检测数据可以统一采集；

2、通过一台计算机可以连接多套检测系统，可以实现多点位的实施监控；通过计算机软件对检测系统进行控制、数据校准、数据显示、数据存储、数据分析等，可以大幅度简化检测模块，降低模块成本，提升系统稳定性。

附图说明

图1是实施例中的低浓度空气污染物综合检测系统组成示意图。

图2是实施例中气室导气板示意图。

图3是CO、NO、NO₂气体检测模块示意图。

图4是HC气体检测模块示意图。

图5是各气体检测模块组网结构示意图。

具体实施方式

对照图1-5，以实例的形式说明本发明的实施方式。

说明给出了详细的实施例和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的具体实施例。

实施例：

如图1所示，本发明所述的一种低浓度空气污染物综合检测系统，包括气泵1，气室3及气室内导气板4，并联的CO检测模块9、NO检测模块10、NO₂检测模块11、HC检测模块12，以及与气室内气体检测模块连接的电源6和USB转485转换器7，通过485协议进行数据通信，通过485转usb转换器7与计算机8连接，计算机包括usb接口和专用数据采集软件。

所述的气泵1，一端通过气体管道连接目标位置，采集目标位置气体样本，经过干燥器2，将目标气体干燥以后推动至气室3，应用于气体浓度的检测。气体管道选用内径6mm软管，气泵1的抽速可调，以确保气室3内维持一定正压，且气流稳定即可。

所述的气室3，为长方体密闭结构，两端开2个6mm孔，一端连接进气管道，另一端气孔5用于排气。进气端安装两层多孔导气板4（图2），确保气体在气室的均匀流动，然后经过传感器检测模块以后，经气孔5排出。多孔导气板4尺寸与气室3内壁尺寸相同。

所述CO检测模块9、NO检测模块10、NO₂检测模块11使用的电化学气体检测模块（图3）包含四电极电化学气体传感器14、恒电位电路13、放大电路15、模数转换电路16、微控制器17、485通讯接口、18电源管理电路19。CO、NO、NO₂各检测模块，虽然结构相同，但是各部分元件的参数根据CO、NO、NO₂气体传感器的输出参数而设定，以确保输出信号稳定可靠。

所述HC检测模块12，包含PID传感器20、跨导放大器21、低通增益电路22、模数转换电路23、微控制器24、485通讯接口25、电源管理电路26。

所述CO检测模块9、NO检测模块10、NO₂检测模块11和HC检测模块12采用并联方式（图5），统一连接9V直流电源，并且使用RS485组网，利用USB转485转换器7，与计算机8的USB接口相连。

计算机8安装有数据采集软件，可对传感器进行控制、数据校准、数据图形显示、数据存储等。

上述组件可形成一套检测系统，实际使用过程中，可以根据需要实际需要，多点布局，多套检测系统，通过485协议连接同一台电脑，形成更大的网络，通过软件对所有检测点进行监控。

Claims (6)

1.一种低浓度空气污染物综合检测系统，其特征在于，包括气泵、气室及气室内并联的CO、NO、NO₂、HC等气体的检测模块，以及与气室内气体检测模块连接的电源和计算机，其中，CO、NO、NO₂采用四电极电化学气体传感器检测模块，HC采用光离子化气体传感器（PID）检测模块，各检测模块通过485协议组网，进行数据通信，利用计算机对传感器进行监控。

2.根据权利要求书1所述的一种低浓度空气污染物综合检测系统，其特征在于，所述的气泵，一端通过气体管道连接目标位置，通过抽力采集目标位置气体样本，另一端通过气体管道连接气室，以可控的速度推送目标气体进入气室，用于气体浓度的检测，其中管道中安装有干燥器，对采集的气体进行干燥。

3.根据权利要求书1所述的一种低浓度空气污染物综合检测系统，其特征在于，所述的气室，为密封长方体结构，两端开孔，一端连接进气管道，与气泵相连，引入目标气体，进气端安装两层多孔的导气板，确保气体在气室内的均匀流动，另一端小孔，用于气体的排出，确保气室内有稳定的气流，且无湍流现象。

4.根据权利要求书1所述的一种低浓度空气污染物综合检测系统，其特征在于，所述的的CO、NO、NO₂、HC气体的检测模块，按照顺序均匀排布与气室内部，其中CO、NO、NO2检测模块，包括四电极电化学气体传感器，供电电路，恒压电路、电流-电压转换电路、微控制器、放大电路、模数转换电路、485通讯模块等；HC检测模块，包括PID传感器，放大电路、滤波电路、微控制器、电源电路、模数转换电路、485通讯模块。

5.根据权利要求书1所述的一种低浓度空气污染物综合检测系统，其特征在于，所述的计算机，包括有usb接口，通过485转usb转换器与传感器检测模块连接，计算机安装有数据采集软件，可对传感器进行控制、数据校准、数据图形显示、数据存储。

6.根据权利要求书3所述的一种低浓度空气污染物综合检测系统，其特征在于，所述的气室，两款开孔的尺寸，最优为6mm孔。