CN110441484A - 一种空气气态污染物的检测装置及检测系统 - Google Patents

一种空气气态污染物的检测装置及检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空气气态污染物的检测装置及检测系统，检测装置与主机通信连接，其包括外壳顶盖、弧形的球机外壳、气体模块支架、气体模块底板、通风底盖、接头连接件，气体检测模组以及控制模组；外壳顶盖设置在球机外壳的顶部并通过接头连接件与球机外壳固定，气体模块底板通过外壳连接件固定在球机外壳的底部，气体模块支架设置在球机外壳内部并螺接固定在气体模块底板的上面，气体检测模组设置在气体模块支架的架框内并与气体模块支架螺接固定，控制模组螺接固定在气体模块支架的上面，气体检测模组与控制模组电连接，控制模组与主机通信连接；通风底盖的边沿与气体模块底板的下面对齐并螺接固定。球机外壳的弧形有助于户外的防水防护。

Description

一种空气气态污染物的检测装置及检测系统
技术领域
本发明涉及环保监测技术领域，特别涉及一种空气气态污染物的检测装置及检测系统。
背景技术
目前实施的环境空气国控点监测系统的监测点位数量有限、成本高昂，以点代面的方法导致时效性不足，达不到精细化管控的目标；并且无法实现对监测体系中时空动态趋势分析、污染减排评估、污染来源追踪、环境预警预报等能力的深度挖掘，不能高效的采集空气中的被检测气体，不能方便的进行标定和更换传感器、户外防护等级较差。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种空气气态污染物的检测装置及检测系统，以解决现有环境空气国控点监测系统户外防护等级较差的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种空气气态污染物的检测装置，与主机通信连接，其包括外壳顶盖、弧形的球机外壳、气体模块支架、气体模块底板、通风底盖、用于将外壳顶盖和球机外壳固定的接头连接件，用于检测气体浓度并输出对应电信号的气体检测模组以及用于泵吸抽气并对所述电信号进行处理显示的控制模组；
所述外壳顶盖设置在球机外壳的顶部并通过接头连接件与球机外壳进行固定，所述气体模块底板通过外壳连接件固定在球机外壳的底部，所述气体模块支架设置在球机外壳内部并螺接固定在气体模块底板的上面，气体检测模组设置在气体模块支架的架框内并与气体模块支架螺接固定，所述控制模组螺接固定在气体模块支架的上面，所述气体检测模组与控制模组电连接，所述控制模组与主机通信连接；所述通风底盖的边沿与气体模块底板的下面对齐并螺接固定。
所述的空气气态污染物的检测装置中，所述接头连接件包括防水接头和接头安装板，所述防水接头的顶端穿过球机外壳顶部的通孔并插入外壳顶盖的内顶部，所述接头安装板穿插并固定在防水接头的底端，接头安装板与球机外壳的顶部螺接固定。
所述的空气气态污染物的检测装置中，所述接头安装板上等距设置3个螺孔，通过3个螺钉与球机外壳顶部对应的3个螺孔螺接固定。
所述的空气气态污染物的检测装置中，所述控制模组包括信号采集板和真空泵，所述信号采集板和真空泵并排固定在气体模块支架的上面；
所述信号采集板上的接口用于接收气体检测模组输出的电信号，通过数据线与气体检测模组连接；
所述信号采集板上的处理电路用于控制真空泵的抽气状态，对采集的电信号进行计算、滤波后输出对应气体的浓度值，将所述浓度值传输至主机的显示屏上显示，所述处理电路通过通信线连接主机。
所述的空气气态污染物的检测装置中，所述气体检测模组包括4个气体传感器，每个气体传感器螺接固定在气体模块支架的架框内；
所述气体模块支架上设置有4个线孔，各个传感器上的数据线穿过对应的线孔与信号采集板上的接口连接。
所述的空气气态污染物的检测装置中，所述气体传感器包括封装下盖、电路板、传感器主体、封装上盖和标定气罩；
所述传感器主体上设置有插针，通过插针插入电路板；所述电路板与封装下盖螺接，电路板上的端子母头从封装下盖上的通口穿出，端子母头通过数据线连接信号采集板上的接口；封装下盖的顶部对称设置2个第一螺孔，所述封装下盖与封装上盖通过螺纹连接，封装上盖与标定气罩通过螺纹连接。
所述的空气气态污染物的检测装置中，所述控制模组还包括温湿度传感器和六角螺母，所述温湿度传感器的头部穿过气体模块支架一侧面的侧通孔，温湿度传感器的尾部位于两个气体传感器之间，六角螺母拧入温湿度传感器的头部并螺纹连接，六角螺母紧贴在气体模块支架一侧面的外侧。
一种检测系统，其包括安装架、主机和所述的空气气态污染物的检测装置，所述空气气态污染物的检测装置固定在安装架上，空气气态污染物的检测装置顶部伸出的通信线穿过安装架并与主机电连接；
所述空气气态污染物的检测装置进行气体检测并输出对应的浓度值，通过通信线传输至主机上显示。
所述的检测系统中，所述安装架包括立杆、横臂、安装板和定位框；所述定位框螺接固定在立杆的预设位置，安装板通过2个定位螺钉螺接固定在定位框的一侧面，安装板上设置有两个定位卡片和用于穿过通信线的第一线孔；横臂的尾部的侧面上设置有两个与所述定位卡片适配的卡孔、与定位螺钉适配的圆孔和用于穿过通信线的第二线孔；横臂的尾部与安装板对齐抵接，定位卡片插入对应的卡孔中，定位螺钉穿过所述圆孔，第一线孔与第二线孔对齐，横臂的尾部的底部通过一螺钉固定锁紧在安装板上；横臂的头部设置一向下开口的安装槽，所述安装槽的侧面开设3个螺孔；外壳顶盖的头部插入所述安装槽中，3个螺钉穿过对应的螺孔并拧紧卡在所述头部的凹槽轮中进行固定。
相较于现有技术，本发明提供的一种空气气态污染物的检测装置及检测系统，检测装置与主机通信连接，其包括外壳顶盖、弧形的球机外壳、气体模块支架、气体模块底板、通风底盖、用于将外壳顶盖和球机外壳固定的接头连接件，用于检测气体浓度并输出对应电信号的气体检测模组以及用于泵吸抽气并对所述电信号进行处理显示的控制模组；所述外壳顶盖设置在球机外壳的顶部并通过接头连接件与球机外壳进行固定，所述气体模块底板通过外壳连接件固定在球机外壳的底部，所述气体模块支架设置在球机外壳内部并螺接固定在气体模块底板的上面，气体检测模组设置在气体模块支架的架框内并与气体模块支架螺接固定，所述控制模组螺接固定在气体模块支架的上面，所述气体检测模组与控制模组电连接，控制模组与主机通信连接；所述通风底盖的边沿与气体模块底板的下面对齐并螺接固定。球机外壳的弧形有助于有雨水时方便雨水顺着弧度滑落，吹风时弧形能减少风的阻力，对整个空气气态污染物的检测装置起到户外防水防护的作用。
附图说明
图1为本发明提供的空气气态污染物的检测装置的示意图。
图2为本发明提供的空气气态污染物的检测装置的爆炸图。
图3为本发明提供的气体传感器的爆炸图。
图4为本发明提供的空气气态污染物的检测装置的安装示意图。
图5为本发明提供的检测系统的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种空气气态污染物的检测装置及检测系统。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请同时参阅图1和图2，所述空气气态污染物的检测装置与主机通信连接，其包括外壳顶盖1、弧形的球机外壳2、气体模块支架3、气体模块底板4、通风底盖5、用于将外壳顶盖1和球机外壳2固定的接头连接件，用于检测气体浓度并输出对应电信号的气体检测模组以及用于泵吸抽气并对所述电信号进行处理显示的控制模组；所述外壳顶盖1设置在球机外壳2的顶部并通过接头连接件与球机外壳2进行固定，所述气体模块底板4通过外壳连接件6固定在球机外壳2的底部，所述气体模块支架3设置在球机外壳2内部并螺接固定在气体模块底板4的上面，气体检测模组设置在气体模块支架3的架框内并与气体模块支架螺接固定（通过螺钉连接固定），所述控制模组螺接固定在气体模块支架3的上面，所述气体检测模组与控制模组电连接，所述控制模组与主机通信连接；所述通风底盖5的边沿与气体模块底板4的下面对齐并螺接（采用M3*8圆头内梅花的组合螺钉15）固定。
本实施例通过控制模组采用泵吸抽气方式将气体从通风底盖5吸入，经过气体检测模组检测气体浓度并输出对应电信号，控制模组对所述电信号进行处理获得对应的气体的浓度值并传输至主机上显示，从而实现对空气污染物的检测。同时，由于球机外壳2是弧形的，类似一倒扣的碗，这样有雨水时既方便雨水顺着弧度滑落，吹风时弧形（流线型）能减少风的阻力，对整个空气气态污染物的检测装置起到户外防水防护的作用。
需要理解的是，在具体实施时，可对球机外壳2的外观、尺寸进行改变，如弧度变大或变小，球机外壳2的内部空间尺寸加大，直径和高度对应增加，球机外壳顶部的锥度变小等，此处对其不作限定。
本实施例中，所述接头连接件包括防水接头7和接头安装板8，所述防水接头7的顶端（迫紧头）穿过球机外壳2顶部的通孔并插入外壳顶盖1的内顶部，所述接头安装板8穿插并固定在防水接头7的底端，接头安装板4与球机外壳2的顶部螺接固定。其中，所述防水接头7为PG接头，接头安装板8中间开设一通孔，通孔穿入PG接头的主体，通过PG接头的螺母拧入底端来对接头安装板8进行夹紧固定。螺接固定时，接头安装板8上等距设置3个螺孔，通过3个M5*10圆头十字的螺钉9与球机外壳2顶部对应的3个螺孔螺接固定。
本实施例中，所述控制模组包括信号采集板10和真空泵11，所述信号采集板10和真空泵11并排固定在气体模块支架3的上面。信号采集板10是螺接固定在气体模块支架3上4个凸起的螺孔中，真空泵11直接螺接固定在气体模块支架3上。所述信号采集板10上设置有接口101，通过数据线与气体检测模组连接，用于接收气体检测模组输出的电信号。信号采集板10上设置的处理电路通过通信线连接主机，用于控制真空泵11的抽气状态，对采集的电信号进行计算、滤波后输出对应气体的浓度值，将所述浓度值传输至主机的显示屏上显示。所述信号采集板10上还设置有LCD屏幕，其用于显示出厂前的参数调试结果，如显示气体检测模组的标定结果（明确需检测哪几种气体），以确认整个空气气态污染物的检测装置的工作状态是否准确。
其中，所述真空泵11是微型真空泵，工作时能高效的采集空气中的被检测气体；其流量为0.3-0.6L/Min，调节流量即可调节抽气速度，从而增减监测速度，提高T90时间参数。所述LCD屏幕为12864点阵LCD屏幕。信号采集板10将浓度值传输至主机时，可采用无线通信或有线连接方式。本实施例以有线连接为例，信号采集板10上的通信线依次穿过球机外壳2顶部的通孔，外壳顶盖的头部的通孔，与外部的主机的对应接口连接。
本实施例中，所述气体检测模组包括4个气体传感器14，每个气体传感器螺接固定在气体模块支架的架框内，具体为：每个气体传感器的顶部对称设置有2个第一螺孔1413，气体模块支架3上对应设置8个第二螺孔31（图中箭头所指的4个以及对侧的4个），将气体传感器置于气体模块支架3的架框内、并将各气体传感器的第一螺孔与气体模块支架3上对应的第二螺孔对齐，拧入M3的螺钉进行螺接固定。气体模块支架的架框对气体传感器起保护作用。为了方便更换气体传感器，各气体传感器安装时，相互之间可间距预设距离便于手指拿捏。
其中，4个传感器10可分别对不同气体进行检测，在遇到可检测的气体时会发生反应，输出对应的电信号；其是经过封装的传感器，与信号采集板10上的处理电路通过串行通信的方式进行数据交互，具体为：气体模块支架3上设置有4个线孔32，各个传感器上的数据线（用于输出电信号）穿过对应的线孔32与信号采集板10上的接口101（对应设置4个）连接，即可将对应的电信号传输至信号采集板10。
请一并参阅图3，所述气体传感器14包括封装下盖141、电路板142、传感器主体143、封装上盖144和标定气罩145；所述传感器主体143上设置有插针、通过插针插入电路板142进行插拔式连接。所述电路板142与封装下盖141螺接（通过螺钉固定连接），并且电路板142上的端子母头1421（插拔式）从封装下盖141上的通口1411穿出，端子母头1421通过数据线连接信号采集板10上的接口101；2个所述第一螺孔1413对称设置在封装下盖141的顶部。所述封装下盖141与封装上盖144通过螺纹连接，即封装下盖141的中部设置第一外螺纹1412，封装上盖144的顶部内侧设置内螺纹1441，电路板142与封装下盖141固定后，将第一外螺纹1412与内螺纹1441对齐旋转，即可将封装下盖141与封装上盖144螺纹连接。封装上盖144与标定气罩145通过螺纹连接，即封装上盖144的中下部设置第二外螺纹1442，标定气罩145的顶部内侧设置对应的内螺纹，第二外螺纹1442与标定气罩145的内螺纹对齐旋转，即可将封装上盖144与标定气罩145螺纹连接。
其中，封装下盖141和封装上盖144用于保护传感器主体、电路板以及方便气体测定和标定。由于每个气体传感器都有单独的封装结构，并且在外围设置标定气罩145，这样气体标定时只需将标定设备（现有的由标准气体、气瓶、减压阀、气管和气管接头构成的一个标定系统）与标定气罩145相连接便可以实现标定功能（标定其能检测何种气体）。如需更换气体传感器则只需将单个的传感器封装以及标定气罩整体去掉，更换上新的整体传感器即可。气体传感器的标定方式为现有技术，此处不作详述。
在具体实施时，所述控制模组还包括温湿度传感器12和六角螺母13，所述温湿度传感器12的头部穿过气体模块支架3一侧面的侧通孔33，温湿度传感器12的尾部位于两个气体传感器之间，六角螺母13拧入温湿度传感器12的头部并螺纹连接（即温湿度传感器12的头部的外螺纹与六角螺母13的内螺纹进行螺纹连接），使六角螺母13紧贴在气体模块支架3一侧面的外侧。所述温湿度传感器用于检测整个空气气态污染物的检测装置内部的温湿度，用以做温度补偿，以便检测结果更准确。
请一并参阅图4和图5，基于上述的空气气态污染物的检测装置，本实施例还提供一种检测系统，包括上述的空气气态污染物的检测装置100、安装架200和主机300；所述空气气态污染物的检测装置100固定在安装架200上，空气气态污染物的检测装置100顶部伸出的通信线穿过安装架200并与主机300电连接。主机300可以固定在安装架200上，也可固定在地上，此处对其不作限定。所述空气气态污染物的检测装置100进行气体检测并输出对应的浓度值，通过通信线传输至主机300上显示。
本实施例中，所述安装架200包括立杆210、横臂220（空心）、安装板230和定位框240；所述定位框240螺接固定（螺钉钉入固定）在立杆210的预设位置（根据需要可调），安装板230通过2个M6*12的定位螺钉（内六角螺钉）270螺接固定在定位框240的一侧面，安装板230上设置有两个定位卡片250和用于穿过通信线的第一线孔260；横臂220的尾部的侧面上设置有两个与所述定位卡片250适配的卡孔、与定位螺钉适配的圆孔和用于穿过通信线的第二线孔；横臂220的尾部与安装板230对齐抵接，定位卡片250插入对应的卡孔中，定位螺钉穿过所述圆孔，第一线孔与第二线孔对齐，这样就将横臂220挂在了安装板230上，横臂220的尾部的底部还可通过一螺钉固定锁紧在安装板230上，起到进一步加固的作用。横臂220的头部设置一向下开口的安装槽280，所述安装槽280的侧面开设3个螺孔290；外壳顶盖1的头部插入所述安装槽280中，3个M6*16的螺钉（内六角螺钉）2100穿过对应的螺孔并拧紧卡在所述头部的凹槽轮中，实现抵接卡合固定。
基于3个螺钉（内六角螺钉）呈T型设置，与外壳顶盖1的凹槽轮抵接后能确保球机外壳2保持平衡。螺钉（内六角螺钉）正好卡入凹槽轮的槽内，通过凹槽轮上下方的凸轮起到支撑的作用，使空气气态污染物的检测装置能固定在空中。
所述检测系统的工作原理为：气体通过真空泵11抽气从通风底盖的通风孔中抽入，通过4个气体传感器14进行气体检测并输出对应的电信号，通过信号采集板10采集并进行处理和分析，得到对应的浓度值并通过通信线传输至主机上显示。
综上所述，本发明提供的一种空气气态污染物的检测装置及检测系统，采用泵吸式采样能调节气体检测的效率，插拔式的气体传感器和单独封装，更易于气体传感器的标定、更换和安装。球机外壳采用弧形球状结构，能满足户外安装的防雨防护要求，提高了防护等级；其安装方便，紧固效果好，还能调节空气气态污染物的检测装置的高度。
上述功能模块的划分仅用以举例说明，在实际应用中，可以根据需要将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即划分成不同的功能模块，来完成上述描述的全部或部分功能。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种空气气态污染物的检测装置，与主机通信连接，其特征在于，包括外壳顶盖、弧形的球机外壳、气体模块支架、气体模块底板、通风底盖、用于将外壳顶盖和球机外壳固定的接头连接件，用于检测气体浓度并输出对应电信号的气体检测模组以及用于泵吸抽气并对所述电信号进行处理显示的控制模组；
所述外壳顶盖设置在球机外壳的顶部并通过接头连接件与球机外壳进行固定，所述气体模块底板通过外壳连接件固定在球机外壳的底部，所述气体模块支架设置在球机外壳内部并螺接固定在气体模块底板的上面，气体检测模组设置在气体模块支架的架框内并与气体模块支架螺接固定，所述控制模组螺接固定在气体模块支架的上面，所述气体检测模组与控制模组电连接，所述控制模组与主机通信连接；所述通风底盖的边沿与气体模块底板的下面对齐并螺接固定。
2.根据权利要求1所述的空气气态污染物的检测装置，其特征在于，所述接头连接件包括防水接头和接头安装板，所述防水接头的顶端穿过球机外壳顶部的通孔并插入外壳顶盖的内顶部，所述接头安装板穿插并固定在防水接头的底端，接头安装板与球机外壳的顶部螺接固定。
3.根据权利要求2所述的空气气态污染物的检测装置，其特征在于，所述接头安装板上等距设置3个螺孔，通过3个螺钉与球机外壳顶部对应的3个螺孔螺接固定。
4.根据权利要求1所述的空气气态污染物的检测装置，其特征在于，所述控制模组包括信号采集板和真空泵，所述信号采集板和真空泵并排固定在气体模块支架的上面；
所述信号采集板上的接口用于接收气体检测模组输出的电信号，通过数据线与气体检测模组连接；
所述信号采集板上的处理电路用于控制真空泵的抽气状态，对采集的电信号进行计算、滤波后输出对应气体的浓度值，将所述浓度值传输至主机的显示屏上显示，所述处理电路通过通信线连接主机。
5.根据权利要求4所述的空气气态污染物的检测装置，其特征在于，所述气体检测模组包括4个气体传感器，每个气体传感器螺接固定在气体模块支架的架框内；
所述气体模块支架上设置有4个线孔，各个传感器上的数据线穿过对应的线孔与信号采集板上的接口连接。
6.根据权利要求5所述的空气气态污染物的检测装置，其特征在于，所述气体传感器包括封装下盖、电路板、传感器主体、封装上盖和标定气罩；
所述传感器主体上设置有插针，通过插针插入电路板；所述电路板与封装下盖螺接，电路板上的端子母头从封装下盖上的通口穿出，端子母头通过数据线连接信号采集板上的接口；封装下盖的顶部对称设置2个第一螺孔，所述封装下盖与封装上盖通过螺纹连接，封装上盖与标定气罩通过螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的空气气态污染物的检测装置，其特征在于，所述控制模组还包括温湿度传感器和六角螺母，所述温湿度传感器的头部穿过气体模块支架一侧面的侧通孔，温湿度传感器的尾部位于两个气体传感器之间，六角螺母拧入温湿度传感器的头部并螺纹连接，六角螺母紧贴在气体模块支架一侧面的外侧。
8.一种检测系统，其特征在于，包括安装架、主机和权利要求1-7任一项所述的空气气态污染物的检测装置，所述空气气态污染物的检测装置固定在安装架上，空气气态污染物的检测装置顶部伸出的通信线穿过安装架并与主机电连接；
所述空气气态污染物的检测装置进行气体检测并输出对应的浓度值，通过通信线传输至主机上显示。
9.根据权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述安装架包括立杆、横臂、安装板和定位框；所述定位框螺接固定在立杆的预设位置，安装板通过2个定位螺钉螺接固定在定位框的一侧面，安装板上设置有两个定位卡片和用于穿过通信线的第一线孔；横臂的尾部的侧面上设置有两个与所述定位卡片适配的卡孔、与定位螺钉适配的圆孔和用于穿过通信线的第二线孔；横臂的尾部与安装板对齐抵接，定位卡片插入对应的卡孔中，定位螺钉穿过所述圆孔，第一线孔与第二线孔对齐，横臂的尾部的底部通过一螺钉固定锁紧在安装板上；横臂的头部设置一向下开口的安装槽，所述安装槽的侧面开设3个螺孔；外壳顶盖的头部插入所述安装槽中，3个螺钉穿过对应的螺孔并拧紧卡在所述头部的凹槽轮中进行固定。
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