CN111624306A - 微型大气多组分检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型大气多组分检测仪，包括机盒、设置于机盒内底板上的气路底座、用于串联气路底座的硅胶管、连接在第一个气路底座上的进气管、连接在最后一个气路底座上的出气管、用于对出气管进行抽气的气泵、位于气路底座上的用于检测其内部气体浓度的气体传感器、和气体传感器连接的数据采集板、用于调控气体流量的泵控制器、用于检测颗粒物浓度的颗粒物传感器、用于显示气体和颗粒物浓度的显示屏、用于供电的锂电池。检测效率高。
Description
技术领域
本发明属于检测仪领域，特别涉及一种微型大气多组分检测仪。
背景技术
我国大气污染现状非常严重，北方地区频频发生严重的雾霾现象，而南方地区空气臭氧污染日趋严重，因此对大气污染物的监测就极其重要，目前我国空气质量监测主要依靠固定环境观测站的数据，而建设和维护这些环境观测站费用非常昂贵，造成我国大气监测站网络稀疏，从而不能很好对大气治理提出强有力的举措。
目前，国内对大气污染物的检测主要依靠大型进口检测仪器，如气相色谱分析仪，大气污染物通过气体采样器采集，随后通过热脱附装置把气体释放出来，经由载气将气体带入色谱柱，在色谱柱内流过一定柱长后彼此分离，顺序离开色谱柱进入检测器，产生离子流信号被放大后形成色谱峰，根据每个峰的保留时间进行定性分析。气相色谱仪的主要优点是灵敏度高，适合于微量和痕量分析，能分析复杂的多组分气体。但是其检测过程时间较长及繁琐。
现有技术的检测装置检测效率低。
发明内容
针对现有技术检测效率低的缺点，提出一种微型大气多组分检测仪，检测效率高，能实时显示气体浓度。
微型大气多组分检测仪，其特征在于：包括机盒、设置于机盒内底板上的气路底座、用于串联气路底座的硅胶管、连接在第一个气路底座上的进气管、连接在最后一个气路底座上的出气管、用于对出气管进行抽气的气泵、位于气路底座上的用于检测其内部气体浓度的气体传感器、和气体传感器连接的数据采集板、用于调控气体流量的泵控制器、用于检测颗粒物浓度的颗粒物传感器、用于显示气体和颗粒物浓度的显示屏、用于供电的锂电池。各个气体传感器用于检测不同气体组分的浓度，通过气泵抽气，气体依次通过各个气路底座，气路底座内的气体依次被不同的气体传感器检测，气体检测器实时将各个不同组分气体的浓度传输到显示屏上展示。
进一步的，气路底座上侧设有底座气路通道，所述气路底座上侧盖设有气体传感器电路板，所述气体传感器和气体传感器电路板连接，所述气体传感器与底座气路通道位置对应。
进一步的，气体传感器信号放大电路板和气路底座之间设有用于防止气体外溢的橡胶圈。气密性好，提高检测的准确性。
进一步的，还包括用于对锂电池进行充电的锂电池充电头。
进一步的，颗粒物传感器安装在机盒底部。
进一步的，气路底座的数量为六个。
进一步的，还包括用于定位的GPS定位装置。
与现有技术相比，具有的有益效果为：体积小、质量轻，传感器的体积比较小，相对应的气路模块也比较小；采用智能化的数据收集装置，把多余的零件都进行了简化；可检测的气体种类多，并且可以进行气体传感器的自由组合；可结合无人飞机和系留气球进行高空的垂直分布监测，并进行实时的分析；在没有电源的工作地点也可以进行工作；可以实时显示气体的浓度情况。
附图说明
图1为本发明爆炸图。
图2为本发明机盒底板局部放大示意图。
其中：1、机盒底板；2、进气管；3、气路底座；4、直通接头；5、气泵；6、泵控制器；7、出气管；8、气体传感器；9、气体传感器电路板；10、接线端口；11、DB37信号接头；12、颗粒物传感器；13、数据采集板；14、电脑主板；15、显示屏；16、进气口；17、出气口；18、锂电池；19、电源开关；20、USB扩展器；21、硅胶软管；22、无线电数据传输器；23、5G网络传输模块；24、GPS定位装置；31、底座气路通道；61、泵转速调节开关；121、颗粒物进口；181、锂电池充电头；219、USB公对母带耳；1-1、顶板；1-2左侧侧板；1-3右侧侧板；1-4、背部侧板；1-5、机盒前端侧板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参说明书附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
一种用于多组分大气污染物检测的微型检测仪，包括机盒，机盒包括机盒底板1，机盒底板上固定有六个气路底座3，六个气路底座按2列×3排方式排列，各气路底座之间用硅胶软管串联，通过硅胶软管21和气路底座之间通过直通接头4连接，进气管2通过直通接头与处于端部的气路底座进气口连接，气体进入后依次通过六个气路底座，气路底座顶部开设有气路通道31，与气路底座上相对应设置的气体传感器8发生反应，并产生与被测气体浓度成正比的电信号输送到电脑端，出气管与气路底座之间设置气泵5，气泵出气口连接出气管7，气泵进气口与气路底座出气口连接，将检测过的气体排放到机盒外，进气管的进气口16位于机盒背部侧板1-4上。
气泵连接泵控制器6，泵控制器连接泵转速调节开关61，通过手动控制泵转速调节开关来传递信号给泵控制器，经泵控制器处理信号后控制气泵的转速，从而可以自由改变气体的进气速率，泵控制器设置于机盒右侧侧板1-3上，右侧侧板上开设出气管出气口17。
六个气路底座上分别安装六种气体传感器，待测气体由进气管进入后，依次通过六个气路底座，待测气体与气体传感器接触产生相应的电信号。可以根据自己的需求，进行不同类型传感器的配置，气体传感器可以检测大气中ppb级的大气污染物。
气体传感器配备相应的气体传感器电路板9，气体传感器电路板安装在气体传感器上方。待测气体与气体传感器接触产生相应电信号通过气体传感电路板记录传输，气体传感电路板上有正负极线以及信号线，气体传感器电路板9上设有接线端子，将每个气体传感器电路板上的正极连到一起、负极连到一起，并将其接到接线端子10上，接线端子主要用于电源的传输，气体传感电路板的信号线接有DB37信号接头11，DB37信号接头固定在机盒左侧侧板1-2且位于数据采集板13的上方，经由DB37信号接头将信号输送到固定在机盒左侧侧板的数据采集板，数据采集板收集电信号，并将相应的电信号转移到机盒顶板1-1上的电脑主板14中，电脑主板采用集成电路板，呈长方体(6cm*4cm*0.5cm)，内配备Win10操作系统，具有强大的数据处理能力，电脑主板和显示屏(15)通过HDMI线相连，可以实时将数据呈现到机盒前端侧板1-5的显示屏上，显示屏可以设定电脑程序和设置相应的实验操作参数，显示经电脑主板处理过的实时数据，并通过相应的计算公式来计算气体的浓度，从而达到对大气成分监测的目的。
颗粒物传感器12位于机盒背部侧板上，其内部含有一个风扇，正对背部侧板上设置有颗粒物进口121，单独对大气中颗粒物进行检测并产生一个电信号，颗粒物传感器通过一端的USB接口接到USB扩展器20中，产生的电信号通过扩展器进入电脑主板，利用电脑主板内相应的信号处理软件转化成检测数据，并最终呈现在显示屏上。
机盒背部安装一个USB公对母带耳219，可通过其USB端口导出相应的监测数据。
电源采用可充电的锂电池18(电压12V，6000mAh)，整套装置通过锂电池供电，并将其锂电池充电头181安装于机盒背部，便于充电。
机盒背面设置电源开关19控制位于机盒前部的显示屏，机盒前部设置电脑开关控制位于机盒顶部的电脑主板。
机盒材质采用碳纤维板，其具有材质轻、抗压强度大等特点，板与板之间通过铝条和螺丝进行连接，便于拆卸，并在机盒外顶部安装把手，方便仪器的携带。
本发明检测仪的工作通过如下步骤：
步骤a：依次打开电源开关、电脑开关、显示屏开关；步骤b：在电脑上新建txt文件。打开电脑内仪器软件，设置相应参数，选择保存数据到新建txt文件；步骤c：调节好气泵转速，仪器开始工作；步骤d：待测空气通过气路底座与气体传感器接触发生化学反应，产生相应的电信号，电信号经过气体传感器电路板放大传输至数据采集板，数据采集板数字化电模拟信号并传输至电脑运行的仪器程序，仪器程序将显示电信号强度并转化为浓度大小，相应数据保存至txt或csv文件；步骤e：导出txt文件，通过相应的数学模型对检测数据进行分析处理。
Claims (7)
1.一种微型大气多组分检测仪，其特征在于：包括机盒、设置于机盒内底板上的气路底座、用于串联气路底座的硅胶软管、连接在第一个气路底座上的进气管、连接在最后一个气路底座上的出气管、用于对出气管进行抽气的气泵、位于气路底座上的用于检测其内部气体浓度的气体传感器、和气体传感器连接的数据采集板、用于调控气体流量的泵控制器、用于检测颗粒物浓度的颗粒物传感器、用于显示气体和颗粒物浓度的显示屏、用于供电的锂电池。
2.如权利要求1所述微型大气多组分检测仪，其特征在于：所述气路底座上侧设有底座气路通道，所述气路底座上侧盖设有气体传感器电路板，所述气体传感器和气体传感器电路板连接，所述气体传感器与底座气路通道位置对应。
3.如权利要求1所述微型大气多组分检测仪，其特征在于：所述气体传感器电路板和气路底座之间设有用于防止气体外溢的橡胶圈。
4.如权利要求1所述微型大气多组分检测仪，其特征在于：还包括用于对锂电池进行充电的锂电池充电头。
5.如权利要求1所述微型大气多组分检测仪，其特征在于：所述颗粒物传感器安装在机盒底部。
6.如权利要求1所述微型大气多组分检测仪，其特征在于：所述气路底座的数量为六个。
7.如权利要求1所述微型大气多组分检测仪，其特征在于：还包括用于定位的GPS定位装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200904 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |