CN1083216A - 便携式大气监测仪 - Google Patents
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Abstract
一种便携式大气监测仪，其气体吸收转化装置分
别与离子电极测定装置和气体采样装置相连，离子电
极测定装置和气体采样装置分别与数据处理及控制
装置相接。本发明解决了现有技术不能现场测定、监
测分析方法不同步、监测频率低、操作人员劳动强度
大等问题，可广泛应用于环境保护、劳动保护、卫生防
疫等科研单位。
Description
本发明涉及一种气体监测仪器，尤其涉及一种用于环境保护、劳动保护及卫生科研等领域中监测气体中有害物质的仪器，也可用于对土壤、水样、植物等环境保护经常分析的样品进行分析测定。
目前，大气中有害物质的监测通常是采用液体采集样品，然后送回实验室，在规定的时间内完成分析，计算出气体中有害物质的浓度。监测方法要求不间断地连续监测3～5天，由于人力、财力因素的影响，目前的采样频率一般为4～6小时/次，每次采样时间为30分钟，也就是用30分钟收集的样品值做为4～6小时的平均值来代表该区域大气中有害物质的含量，但是气象条件变化是复杂的，工厂排放有害物质随气象条件扩散也变得复杂，有时瞬时变化及高浓度超标排放，事故性排放等都无法监测。另外，每个监测点需4～6人分班工作，环境条件较差，工作人员劳动强度也较大。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种能在监测现场连续测定、监测分析、计算、记录，能真实监测每一瞬间大气中有害物质的含量，监测速度快，监测精度高，节省人力、财力的便携式大气监测仪。本发明还可对土壤、水样、植物等环境保护经常分析的样品进行分析测定。
本发明的目的可通过以下措施来达到：
一种便携式大气监测仪，包括气体采样装置，其特殊之处在于：它还包括气体吸收转化装置、离子电极测定装置和数据处理
及控制装置，所述气体吸收转化装置与离子电极测定装置相连，所述离子电极测定装置的输出与数据处理及控制装置相接，所述数据处理及控制装置与气体采样装置相接，所述气体采样装置与气体吸收转化装置相连。
本发明的气体吸收转化装置可包括吸收瓶9，吸收瓶9下部通过瓶颈11与进气管12连通，瓶颈11内设有筛板10;吸收瓶9的上口设有吸收瓶磨口塞8，其上设有插入吸收瓶9内的参比电极5、指示电极7和排气管6;吸收瓶9内装有吸收液13，参比电极5和指示电极7均插于吸收液13中。
本发明的离子电极测定装置可包括离子电极传感器14，其输出经高阻抗电路15和接口予处理电路16与高精度A/D转换器17相接，所述高精度A/D转换器17与数据处理及控制装置中的I/D接口18相接，所述的离子电极测定装置还包括温度传感器26，其输出经接口予处理电路27输入A/D转换器28，所述A/D转换器28与数据处理及控制装置中的I/D接口29相接。
本发明的数据处理及控制装置可包括CPU，其分别经I/D接口18和I/D接口29与离子电极测定装置相接;所述的数据处理及控制装置还包括自动日历钟电路35和掉电保护电路36，其均与所述CPU相接;所述的数据处理及控制装置还包括相互连通的显示器20、程序存贮器21、数据存贮器22、断点自动运行装置23、键盘24和打印机25，其均与所述CPU相接。
本发明的气体采样装置可包括电机驱动电路31，其一路输出经电机32、薄膜泵33与流量计34相接，所述流量计34与所述气体吸收转化装置中的排气管6相连;所述电机驱动电路31的另一路
与所述数据处理及控制装置中的I/D接口29相接。
本发明的附图图面说明如下：
图1为本发明实施例的原理框图。
图2为本发明实施例中气体吸收转化装置的结构示意图。
图3为本发明实施例的电路原理框图。
下面将结合附图对本发明作进一步详述：
参见图1，本发明具有一气体采样装置4，其使欲测气体由气体吸收转化装置1的进气管进入，将欲测气体转化成离子，再用离子电极测定装置2测定其活度，最后，通过数据处理及控制装置3计算、记录、打印出测试结果。例如，测定大气中的有害气体二氧化氮，首先用气体采样装置4采样，使欲测气体由气体吸收转化装置1的进气管进入，与其内的过氧化氢吸收液发生化学反应：
生成的硝酸根离子用离子电极测定装置2测定其活度，然后将信号送至数据处理及控制装置3进行计算、记录、打印出单位时间内大气中二氧化氮的浓度。
参见图2，本发明的气体吸收转化装置1主要由吸收瓶9构成，吸收瓶9的下部是直径小于吸收瓶直径的瓶颈11，可缓冲通过的气流，使欲测气体与吸收液进行充分的化学反应。瓶颈11下端与进气管12连通，瓶颈11内设有筛板10，气体通过筛板10产生许多小泡，使气体能充分与吸收液13混合，提高吸收率。吸收瓶9的上口设有吸收瓶磨口塞8，吸收瓶磨口塞8上设有参比电极5和指示电极7及排气管6，参比电极5和指示电极7的下端均插入吸收液
13中。
参见图3，本发明的气体采样装置4由薄膜泵33、流量计34、电机32、电机驱动电路31和固定支架构成。流量计34的上端连接气体吸收转化装置1的排气管6，流量计34的下端连接薄膜泵33的进气端，薄膜泵33的连杆与电机32的偏心轮连接，薄膜泵33与电机32用固定支架固定。气体采样装置4工作时，电机驱动电路31按规定的采样频率和时间驱动电机32转动，电机32的轴上的偏心轮带动薄膜泵33进行抽气，欲测气体由气体吸收转化装置1的进气管12进入，通过筛板10和吸收液13由排气管6进入流量计34，然后进入薄膜泵33的进气口，由薄膜泵33的排气口排出排空。本发明的离子电极测定装置2由气体吸收转化装置1中的指示电极7和参比电极5构成的离子电极传感器14及高阻抗电路15、高阻抗接口予处理电路16、高精度A/D转换器17、温度传感器26、温度传感器接口予处理电路27和A/D转换器28构成。本发明的数据处理及控制装置3由I/D接口18和29、CPU19、LED显示器20、程序存贮器21、数据存贮器22、断点自动运行装置23、自动日历钟电路35、掉电保护电路36和键盘24及打印机25构成。指示电极7和参比电极5是测量欲测气体的传感器件，由于电极的膜片阻抗较高，直接用LED显示器20显示误差较大，测定结果受外界干扰严重，故采用了高阻抗电路15，经阻抗电路处理后的电动信号，输入接口予处理电路16进行有效信号增益和适当调整，以及输出的极性、阻抗的变换。从接口予处理电路16输出的信号，输入到高精度A/D转换器17，由于本发明本身测量精度较高，为0.001级，故采用ICL＞135进行处理。从高精度A/D转换器17输出的信号送到数
据处理及控制装置3处理，由于离子电极传感器14受温度变化影响较大，标准情况下，一价离子1℃误差±0.2mV，为减少误差，采用温度补偿用温度传感器26。接口电路A/D转换器28进行不间断温度控制，输出的信号送到数据处理及控制装置3进行处理。由于本发明采用了较多的外围电路，单凭单片机本身的资源是不够的，因而增加了8255多功能并行接口芯片对I/D接口进行扩展。CPU系统19采用Intel但片机8031作为核心控制计算处理的中心，与8031联接的六个系统其功能是：LED显示器20作为人机交换的窗口，本发明采用6个LED显示块，显示各种人机交换信号、各种参数显示、运算结果显示、时间显示;程序存贮器21用于存贮编制好的程序;数据存贮器22用于贮存各种参数、中间运算结果和最后结果、各种数据以及作打印缓冲区;断点自动运行装置23用于当系统受到外界干扰死机后，能在较短时间（略大于程序运行的一个周期时间）自动使系统从某处运行程序，避免系统在无人情况下发生死机现象，影响监测工作;键盘24，各种参数、各种命令操作的接口;打印机25，用于记录所需监测数据和计算结果。自动日历钟电路35用于监测周期、频率和记录时间控制。掉电保护电路36是在系统短时间掉电后，能够贮存保护数据结果，避免损失。由于本发明是对一种精度要求相当高的信号进行采集处理，数字信号易对模拟信号产生干扰，影响精度，而较大的功率器件又易对微机系统产生干扰，引起微机系统的不稳定，所以对数据处理及控制装置3采用光隔离悬浮地方法消除干扰。
使用时，按下键盘24使自动日历钟电路35工作，按采样规定程序存贮器21，通过CPU、I/D接口29，接通电机驱动电路31，带
动电机32，电机32带动薄膜泵33工作，流量计34控制采样流量，欲测气体进入气体吸收转化装置1，吸收液13将欲测气体分子转溶到吸收液，离子电极传感起器14产生的电动势经高阻抗电路15、接口予处理电路16、高精度A/D转换器17、I/D接口18进入CPU8301，此时，温度传感器26将测定时的气温转化成电信号，通过接口予处理电路27、A/D转换器28、I/D接口29输送到CPU8031单片机，通过计算，信号送到数据存贮器22存贮，第一个采样周期结束，程序存贮器21通过CPU8031、自动日历钟电路35控制电机驱动电路31、电机32、薄膜泵33、流量计34停止工作，待第二个采样周期时间到来时，程序存贮器21、CPU8031、自动日历钟电路35导通电机驱动电路31，驱动气体采样装置4中的电机32、薄模泵33重复上述工作过程。待24小时采样结束时，由键盘24输入计算数据标准，如：大气中污染物最高允许浓度值等，数据存贮器22中的数据通过CPU8031进行计算，计算结果通过打印机25打印记录。
本发明的气体采样装置4还可采用现有技术中的大气采样器，如：湖北环保所研制的CH-5型大气采样器，使用时将其与气体吸收转化装置1连接;离子电极测定装置2还可采用江苏电分析仪器厂研制的DX-1B数字式离子计。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、可现场连续自动监测大气中常见的污染物质，并能现场显示、记录、打印出监测结果，进行超标统计计算等。
2、节约采样的人力、物力费用，使操作人员的劳动强度大大降低。
3、采样频率可任意设置，可监测大气中污染物瞬间变化趋
势。
4、换上普通气体吸收装置，可按公知技术完成特殊气体采样。
5、去掉气体吸收转化装置，可对土壤、水、植物等样品进行分析。
6、监测速度快、精度高，性能稳定、可靠，使用、携带均方便。
Claims (5)
1、一种便携式大气监测仪，包括气体采样装置，其特征在于：它还包括气体吸收转化装置、离子电极测定装置和数据处理及控制装置，所述气体吸收转化装置与离子电极测定装置相连，所述离子电极测定装置的输出与数据处理及控制装置相接，所述数据处理及控制装置与气体采样装置相接，所述气体采样装置与气体吸收转化装置相连。
2、如权利要求1所述的便携式大气监测仪，其特征在于：所述的气体吸收转化装置包括吸收瓶9，吸收瓶9下部通过瓶颈11与进气管12连通，瓶颈11内设有筛板10，吸收瓶9的上口设有吸收瓶磨口塞8，其上设有插入吸收瓶9内的参比电极5、指示电极7和排气管6;吸收瓶9内装有吸收液13，参比电极5和指示电极7均插于吸收液13中。
3、如权利要求1或2所述的便携式大气监测仪，其特征在于：所述的离子电极测定装置包括离子电极传感器14，其输出经高阻抗电路15和接口予处理电路16与高精度A/D转换器17相接，所述高精度A/D转换器17与数据处理及控制装置中的I/D接口18相接;所述的离子电极测定装置还包括温度传感器26，其输出经接口予处理电路27输入A/D转换器28，所述A/D转换器28与数据处理及控制装置中的I/D接口29相接。
4、如权利要求3所述的便携式大气监测仪，其特征在于：所述的数据处理及控制装置包括CPU，其分别经I/D接口18和I/D接口29与离子电极测定装置相接;所述的数据处理及控制装置还包括自动日历钟电路35和掉电保护电路36，其均与所述CPU相接;所述的数据处理及控制装置还包括相互连通的显示器20、程序存贮器21、数据存贮器22、断点自动运行装置23、键盘24和打印机25，其均与所述CPU相接。
5、如权利要求4所述的便携式大气监测仪，其特征在于：所述的气体采样装置包括电机驱动电路31，其一路输出经电机32、薄膜泵33与流量计34相接，所述流量计34与所述气体吸收转化装置中的排气管6相连;所述电机驱动电路31的另一路与所述数据处理及控制装置中的I/D接口29相接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 92110082 CN1083216A (zh) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 便携式大气监测仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 92110082 CN1083216A (zh) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 便携式大气监测仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1083216A true CN1083216A (zh) | 1994-03-02 |
Family
ID=4944601
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 92110082 Pending CN1083216A (zh) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 便携式大气监测仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1083216A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102759603A (zh) * | 2012-07-24 | 2012-10-31 | 苏州市尚科产品检测中心 | 一种环境测试仪测试系统 |
| CN110658787A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-07 | 天津大学 | 基于单片机的数控机床主动温控单回路调控系统及方法 |
-
1992
- 1992-08-27 CN CN 92110082 patent/CN1083216A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102759603A (zh) * | 2012-07-24 | 2012-10-31 | 苏州市尚科产品检测中心 | 一种环境测试仪测试系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication |