CN107917860A - 基于光散射法的建筑工地空气质量检测系统 - Google Patents

基于光散射法的建筑工地空气质量检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于光散射法的建筑工地空气质量检测系统，包括:控制柜、PM2.5监测单元和气象五参数采集仪，控制柜外部分别布置气象五参数采集仪、PM2.5监测单元、信号转换单元和数据采集控制单元；在所述光散射灰尘浓度监测控制柜中设置供电控制模块、数据采集控制模块、数据采集传输模块、灰尘采集模块、灰尘分析模块；所述灰尘采集模块和所述灰尘分析模块分别与所述数据采集控制模块连接；所述数据采集控制模块与所述数据采集传输模块连接；所述供电控制模块为与所有模块连接；基于射线测尘仪和物联网技术，能够实时获取监测点所在区域空气中的灰尘污染物的浓度，有利于对建筑工地的灰尘浓度进行监测。

Description

基于光散射法的建筑工地空气质量检测系统
技术领域
本发明涉及环境监测系统技术领域，具体为基于光散射法的建筑工地空气质量检测系统。
背景技术
随着经济的快速发展，建筑施工项目也不断增加，而建筑施工产生的灰尘严重影响周边地区的空气质量，长期也来，建筑工地灰尘颗粒物种类多，监测难度大，目前现有的监测系统无法得到较全面的监测数据，致使数据分析不准确，无法达到预期目的，监测的数据准确度不高，系统稳定性较差；无法做到实时在线监测，缺少环境污染预警技术支持因此，建立一套系统完整，且数据准确度高的空气质量监测系统势在必行。
光散射法的基本原理是通过测量特定波长的光波在遇到灰尘粒子等时发生相互作用而重新向四面八方发射出频率与入射光的相同、强度较弱的光的强度，进而计算空气中颗粒物质质量的浓度，本系统基于光射法实现建筑工地空气质量监测，具有设备体积小，操作简便，测量数据准确度高的特点，监测现场无需人工运营，并且减少维护工作量和降低维护成本，实用性较强。
本发明内容
本发明的目的在于提供基于光散射法的建筑工地空气质量检测系统，基于射线测尘仪和物联网技术，能够实时获取监测点所在区域空气中的灰尘污染物的浓度，有利于对建筑工地的灰尘浓度进行监测，为环保职能部门提供真实有效的监测点环境现场环境污染状况。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于光散射法的建筑工地空气质量检测系统，包括:光散射灰尘浓度监测控制柜、开关电源和气象五参数采集仪，所述光散射灰尘浓度监测系统控制柜外部分别布置所述开关电源、所述射线测尘仪和所述气象五参数采集仪；在所述光散射灰尘浓度监测控制柜中设置供电控制模块、数据采集控制模块、数据采集传输模块、灰尘采集模块、灰尘分析模块；所述灰尘采集模块和所述灰尘分析模块分别与所述数据采集控制模块连接；所述数据采集控制模块与所述数据采集传输模块连接；所述供电控制模块为与所有模块连接。
所述PM2.5监测单元包括主控板、传感器单元、采样风扇和采样口，所述主控板一侧设有噪声传感器，所述采样风扇两侧设有空气进入口和空气排出口，空气通过空气进入口被采样风扇吸入空气灰尘测量室，空气灰尘测量室两侧分别设有光接收器和光发射器，光接收器通过光传导纤维连接光解析单元，光解析单元通过光传导纤维连接光发射器，所述空气灰尘测量室内部安装有伴热管路，伴热管路顶部设有采样口，所述PM2.5监测单元顶部两端分别设有风速传感器，顶部还安装有传感器单元和摄像头支撑杆，摄像头支撑杆顶部设有球形摄像头，所述传感器单元包括气压传感器、湿度传感器和温度传感器，PM2.5监测单元内部还设有通讯模块。
作为本发明的一种优选实施方式，所述光散射灰尘浓度监测系统具有多个监测参数的灰尘浓度监测系统，系统集成一个灰尘分析传感器和气象五参数检测传感器，即:灰尘分析模块、气象五参数采集仪；其中，灰尘分析模块安装在光散射灰尘浓度监测系统控制柜内部的下方；气象五参数采集仪安装在大气自动监测控制柜外部的上方。
作为本发明的一种优选实施方式，所述射线测尘仪为基于射线的灰尘测量传感器，即灰尘传感器；灰尘传感器位于光散射灰尘浓度监测控制柜内部的下方。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明通过测定空气中的颗粒物对特定波长的光的产生的散射光强来获取空气中灰尘浓度的精确数据。
(2)本发明是基于物联网的技术下进行发明设计，各个监测点通过数据采集，监测参数经过无线通讯传输方式汇集传送到监测中心后台，实现环境空气质量的实时监测。
(3)本发明应用环境大数据技术，优化监测环境的背景数据，使系统所监测的数据可靠性更高，通过建立环境污染趋势分析模型，能实现对建筑工地空气质量污染的预警，做好相应的控制处理手段，有效控制污染问题的蔓延。
附图说明
图1为本发明的PM2.5监测单元的结构示意图；
图中：1-风速传感器，2-传感器单元，3-摄像头支撑杆，4-球形摄像头，5-采样口，6-伴热管路，7-通讯模块，8-光解析单元，9-光传导纤维，10-光接收器，11-空气排出口，12-光散射测量单元，13-采样风扇，14-噪声传感器，15-主控板，16-空气灰尘测量室，17-光发射器，18-空气进入口。
图2为本发明基于光散射法的建筑工地空气质量检测系统的系统图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供基于光散射法的建筑工地空气质量检测系统技术方案：包括:光散射灰尘浓度监测控制柜、开关电源和气象五参数采集仪，所述光散射灰尘浓度监测系统控制柜外部分别布置所述开关电源、所述射线测尘仪和所述气象五参数采集仪；在所述光散射灰尘浓度监测控制柜中设置供电控制模块、数据采集控制模块、数据采集传输模块、灰尘采集模块、灰尘分析模块；所述灰尘采集模块和所述灰尘分析模块分别与所述数据采集控制模块连接；所述数据采集控制模块与所述数据采集传输模块连接；所述供电控制模块为与所有模块连接，本发明应用环境大数据技术，优化监测环境的背景数据，使系统所监测的数据可靠性更高，通过建立环境污染趋势分析模型，能实现对建筑工地空气质量污染的预警，做好相应的控制处理手段，有效控制污染问题的蔓延，基于物联网的技术下进行发明设计，各个监测点通过数据采集，监测参数经过无线通讯传输方式汇集传送到监测中心后台，实现环境空气质量的实时监测。
所述PM2.5监测单元包括主控板15、传感器单元2、采样风扇13和采样口5，所述主控板13一侧设有噪声传感器14，所述采样风扇13两侧设有空气进入口18和空气排出口11，空气通过空气进入口18被采样风扇13吸入空气灰尘测量室16，空气灰尘测量室16两侧分别设有光接收器10和光发射器17，光接收器10通过光传导纤维9连接光解析单元8，光解析单元8通过光传导纤维9连接光发射器17，所述空气灰尘测量室16内部安装有伴热管路6，伴热管路6顶部设有采样口5，所述PM2.5监测单元顶部两端分别设有风速传感器1，顶部还安装有传感器单元和摄像头支撑杆3，摄像头支撑杆3顶部设有球形摄像头4，所述传感器单元2包括气压传感器、湿度传感器和温度传感器，PM2.5监测单元内部还设有通讯模块7。采样风扇工作时在管内形成气流，产生负压，将空气从采样口抽入，样气经过伴热管路加热排除水分后进入灰尘测量室，利用光散射原理测量出空气中灰尘浓度，再通过测量室下方管路排出。
所述光散射灰尘浓度监测系统具有多个监测参数的灰尘浓度监测系统，系统集成一个灰尘分析传感器和气象五参数检测传感器，即:灰尘分析模块、气象五参数采集仪；其中，灰尘分析模块安装在光散射灰尘浓度监测系统控制柜内部的下方；气象五参数采集仪安装在大气自动监测控制柜外部的上方。
所述射线测尘仪为基于射线的灰尘测量传感器，即灰尘传感器；灰尘传感器位于光散射灰尘浓度监测控制柜内部的下方，本发明通过测定空气中的颗粒物对特定波长的光的产生的散射光强来获取空气中灰尘浓度的精确数据。
工作原理：打开开关电源使射线测尘仪和气象五参数采集仪开始工作对空气进行收集测试，然后通过光散射灰尘浓度监测控制柜进行分析处理，通过供电控制模板对其他模板提供动力来源，然后灰尘采集模板和灰尘分析模板对空气进行收集和分析，然后通过数据采集控制模板将分析出的数据采集，最后通过数据采集传输模板将数据传输至控制台，达到对空气进行采集、分析和传输的目的
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.基于光散射法的建筑工地空气质量检测系统，包括:控制柜、PM2.5监测单元和气象五参数采集仪，其特征在于：控制柜外部分别布置气象五参数采集仪、PM2.5监测单元、信号转换单元和数据采集控制单元；在所述光散射灰尘浓度监测控制柜中设置供电控制模块、数据采集控制模块、数据采集传输模块、灰尘采集模块、灰尘分析模块；所述灰尘采集模块和所述灰尘分析模块分别与所述数据采集控制模块连接；所述数据采集控制模块与所述数据采集传输模块连接；所述供电控制模块为与所有模块连接；
所述PM2.5监测单元包括主控板(15)、传感器单元(2)、采样风扇(13)和采样口(5)，所述主控板(13)一侧设有噪声传感器(14)，所述采样风扇(13)两侧设有空气进入口(18)和空气排出口(11)，空气通过空气进入口(18)被采样风扇(13)吸入空气灰尘测量室(16)，空气灰尘测量室(16)两侧分别设有光接收器(10)和光发射器(17)，光接收器(10)通过光传导纤维(9)连接光解析单元(8)，光解析单元(8)通过光传导纤维(9)连接光发射器(17)，所述空气灰尘测量室(16)内部安装有伴热管路(6)，伴热管路(6)顶部设有采样口(5)，所述PM2.5监测单元顶部两端分别设有风速传感器(1)，顶部还安装有传感器单元和摄像头支撑杆(3)，摄像头支撑杆(3)顶部设有球形摄像头(4)，所述传感器单元(2)包括气压传感器、湿度传感器和温度传感器，PM2.5监测单元内部还设有通讯模块(7)。
2.根据权利要求1所述的基于光散射法的建筑工地空气质量检测系统，其特征在于：具有多个监测参数的灰尘浓度监测系统，系统集成一个灰尘分析传感器和气象五参数检测传感器，即:灰尘分析模块、气象五参数采集仪；其中，灰尘分析模块安装在光散射灰尘浓度监测系统控制柜内部的下方；气象五参数采集仪安装在大气自动监测控制柜外部的上方。
3.根据权利要求1所述的基于光散射法的建筑工地空气质量检测系统，其特征在于：射线测尘仪为基于射线的灰尘测量传感器，即灰尘传感器；灰尘传感器位于光散射灰尘浓度监测控制柜内部的下方。
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