CN111947997A - 一种恒流大气采样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的属于环境检测技术领域，具体为一种恒流大气采样器，包括主体，主体内左侧顶部设有采样头，主体内左侧中部设有孔板，采样头底部与孔板顶部通过进气管连通，主体内左侧下方设有气容，气容顶部与孔板底部通过气管连通，主体内右侧下方设有气泵，气泵左侧进气口与气容通过气管连通，主体内右侧设有出气管，出气管底部与气泵顶部出气口连通，主体内中部由上到下依次设有温度传感器、大气压力传感器与压差传感器，气体通过孔板产生的压差，传感器根据压差的变化控制气泵运转，得到恒定的流量，保证了测量数据的精度，通过DTU模块完成GPS定位故障报警信息并将数据上传到云端，节省了时间、人力，提高了采集与分析处理的效率。

Description

一种恒流大气采样器

技术领域

本发明涉及环境检测技术领域，具体为一种恒流大气采样器。

背景技术

大气采样器是采集大气污染物或受污染空气的仪器或装置，其种类很多，按采集对象可分为气体采样器和颗粒物采样器，按使用场所可分为环境采样器、室内采样器和污染源采样器，此外，还有特殊用途的大气采样器，如同时采集气体和颗粒物质的采样器，现有的大气采样器大都是采用浮子流量计来进行指示流量，采样简单方便快捷，但采样时没有信息反馈，从而无法实现恒定流量的控制，影响测量数据的精度，导致测量数据误差较大不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种恒流大气采样器，以解决上述背景技术中提出的没有信息反馈，从而无法实现恒定流量的控制，影响测量数据的精度，导致测量数据误差较大不准确的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种恒流大气采样器，包括主体，所述主体内左侧顶部设有采样头，所述主体内左侧中部设有孔板，所述采样头底部与孔板顶部通过进气管连通，所述主体内左侧下方设有气容，所述气容顶部与孔板底部通过气管连通，所述主体内右侧下方设有气泵，所述气泵左侧进气口与气容通过气管连通，所述主体内右侧设有出气管，所述出气管底部与气泵顶部出气口连通，所述主体内中部由上到下依次设有温度传感器、大气压力传感器与压差传感器，所述温度传感器与大气压力传感器左侧均通过管道与进气管连通，所述压差传感器左侧上方与下方的输出接口通过管道与孔板右侧上方与下方连接，所述主体底部设有单片机、数据设定模块、数据传输模块与定位模块，所述温度传感器、大气压力传感器与数据传输模块、单片机连接，所述单片机与数据传输模块、压差传感器、气泵、数据设定模块连接，所述定位模块与数据传输模块连接。

优选的，所述主体正面上方设有指示灯，所述指示灯下方设有显示屏，所述主体正面下方中间设有确认按键，所述主体正面下方左侧设有运行按键、设置按键，所述主体正面下方右侧设有模式按键与返回按键。

优选的，所述确认按键、运行按键、设置按键、模式按键、返回按键均与数据设定模块连接，所述指示灯、显示屏与单片机连接。

优选的，所述压差传感器为SM压差传感器。

所述单片机为STMF单片机，所述单片机主频为MHZ。

优选的，所述定位模块为USR-GMP模块，所述定位模块内设有GPS定位模块。

优选的，所述数据传输模块为USR-GMP模块。

优选的，所述指示灯包括电源指示灯、运行指示灯与故障指示灯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)气体通过孔板产生的压差，传感器根据压差的变化控制气泵运转，得到恒定的流量，保证了测量数据的精度。

2)DTU模块采用有人USR-GM3P模块，通过HTTPD协议，实时数据、仪器工作状态、故障报警上传至云端，并接收云端数据，同时通过DTU模块完成GPS定位故障报警信息并将数据上传到云端，数据可以实时监视，分析，长期保存，通过电脑、手机等移动终端使用游览器，输入云平台网址，进入到公司自主开发的云平台，进行数据的实时采集、统计、分析，历史数据查询，节省了时间、人力，提高了采集与分析处理的效率。

附图说明

图1为本发明产品示意图；

图2为本发明内部结构示意图；

图3为本发明流程图；

图4为本发明单片机电路图一；

图5为本发明单片机电路图二；

图6为本发明数据传输模块电路图。

图中：1主体、2显示屏、3指示灯、4确认按键、5运行按键、6设置按键、7模式按键、8返回按键、9采样头、10进气管、11温度传感器、12大气压力传感器、13孔板、14气容、15压差传感器、16出气管、17气泵、18单片机、19数据设定模块、20数据传输模块、21定位模块。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例：

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种恒流大气采样器，包括主体1，所述主体1内左侧顶部设有采样头9，所述主体1内左侧中部设有孔板13，所述采样头9底部与孔板13顶部通过进气管10连通，气泵17工作对空气进行抽气，气体从采样头9进入进气管10中，气体通过进气管10进入孔板13中，所述主体1内左侧下方设有气容14，所述气容14顶部与孔板13底部通过气管连通，气体通过孔板13进入气容14，所述主体1内右侧下方设有气泵17，所述气泵17左侧进气口与气容14通过气管连通，所述主体1内右侧设有出气管16，从气容14进入气泵17进气口，气体从气泵17排气口通过出气管16排出，所述出气管16底部与气泵17顶部出气口连通，所述主体1内中部由上到下依次设有温度传感器11、大气压力传感器12与压差传感器15，所述温度传感器11与大气压力传感器12左侧均通过管道与进气管10连通，温度传感器11对空气中的温度进行检测，大气压力传感器12对环境的大气压力进行测量，测量后将数值反馈到单片机18中，同时将数值输送给数据传输模块20,数据传输模块20采用有人USR-GM3P模块，通过HTTPD协议，实时数据、仪器工作状态、故障报警上传至互联网云平台，并接收互联网云平台数据，通过数据传输模块20完成定位模块21定位并将数据通过数据传输模块20上传到互联网云平台，将当前流量、温度、大气压力、设备所在的经纬度上传到互联网云平台，数据可以实时监视，分析，长期保存，所述压差传感器15左侧上方与下方的输出接口通过管道与孔板13右侧上方与下方连接，由于孔板13内孔变小，流过不同的气体流量会在孔板13差压引出口产生对应的压差，压差传感器15的两个测量端接在孔板13进气口与孔板13出气口，得到当前流量的实时压差，压差传感器15测量的压差输送给单片机18将压差转算为流量，同时单片机18将压差传感器15测量的数值输送给数据传输模块20上传到互联网云平台中，由PID程序自动控制气泵17的运转速度，使流量稳定在设定好的流量值，所述主体1底部设有单片机18、数据设定模块19、数据传输模块20与定位模块21，所述温度传感器11、大气压力传感器12与数据传输模块20、单片机18连接，所述单片机18与数据传输模块20、压差传感器15、气泵17、数据设定模块19连接，所述定位模块21与数据传输模块20连接。

其中，所述主体1正面上方设有指示灯3，指示灯3显示采样器的工作状态，所述指示灯3下方设有显示屏2，显示屏2可显示显示器的工作数值，所述主体1正面下方中间设有确认按键4，所述主体1正面下方左侧设有运行按键5、设置按键6，所述主体1正面下方右侧设有模式按键7与返回按键8。

所述确认按键4、运行按键5、设置按键6、模式按键7、返回按键8均与数据设定模块19连接，通过确认按键4、运行按键5、设置按键6、模式按键7与返回按键8对数据设定模块19进行气体流量值的设定，所述指示灯3、显示屏2与单片机18连接。

所述压差传感器15为SM9541压差传感器。

所述单片机18为STM32F105单片机，所述单片机18主频为72MHZ。

所述定位模块21为USR-GM3P模块，所述定位模块21内设有GPS定位模块，实现卫星定位采样人员的具体工作位置和工作的数量。

所述数据传输模块20为USR-GM3P模块，所述数据传输模块20传输协议为HTTPD协议。

所述指示灯3包括电源指示灯、运行指示灯与故障指示灯。

工作原理：通过确认按键4、运行按键5、设置按键6、模式按键7与返回按键8对数据设定模块19进行气体流量值的设定，气泵17工作对空气进行抽气，气体从采样头9进入进气管10中，温度传感器11对空气中的温度进行检测，大气压力传感器12对环境的大气压力进行测量，测量后将数值反馈到单片机18中，同时将数值输送给数据传输模块20,数据传输模块20采用有人USR-GM3P模块，通过HTTPD协议，实时数据、仪器工作状态、故障报警上传至互联网云平台，并接收互联网云平台数据，通过数据传输模块20完成定位模块21定位并将数据通过数据传输模块20上传到互联网云平台，将当前流量、温度、大气压力、设备所在的经纬度上传到互联网云平台，数据可以实时监视，分析，长期保存，使用电脑或手机移动终端打开游览器，输入云平台网址，进入到公司自主开发的云平台，进行数据的实时采集、统计、分析，历史数据查询等，单片机18中对数值与设定数值进行比较，当测量的大气压力达不到设定的值时，单片机18内PID程序控制气泵17的运转速度，使流量稳定在设定好的流量值，气体通过进气管10进入孔板13中，当气体流经孔板13时，由于孔板13内孔变小，流过不同的气体流量会在孔板13差压引出口产生对应的压差，压差传感器15的两个测量端接在孔板13进气口与孔板13出气口，得到当前流量的实时压差，压差传感器15测量的压差输送给单片机18将压差转算为流量，同时单片机18将压差传感器15测量的数值输送给数据传输模块20上传到互联网云平台中，由PID程序自动控制气泵17的运转速度，使流量稳定在设定好的流量值，气体通过孔板13进入气容14，从气容14进入气泵17进气口，气体从气泵17排气口通过出气管16排出。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种恒流大气采样器，包括主体(1)，其特征在于：所述主体(1)内左侧顶部设有采样头(9)，所述主体(1)内左侧中部设有孔板(13)，所述采样头(9)底部与孔板(13)顶部通过进气管(10)连通，所述主体(1)内左侧下方设有气容(14)，所述气容(14)顶部与孔板(13)底部通过气管连通，所述主体(1)内右侧下方设有气泵(17)，所述气泵(17)左侧进气口与气容(14)通过气管连通，所述主体(1)内右侧设有出气管(16)，所述出气管(16)底部与气泵(17)顶部出气口连通，所述主体(1)内中部由上到下依次设有温度传感器(11)、大气压力传感器(12)与压差传感器(15)，所述温度传感器(11)与大气压力传感器(12)左侧均通过管道与进气管(10)连通，所述压差传感器(15)左侧上方与下方的输出接口通过管道与孔板(13)右侧上方与下方连接，所述主体(1)底部设有单片机(18)、数据设定模块(19)、数据传输模块(20)与定位模块(21)，所述温度传感器(11)、大气压力传感器(12)与数据传输模块(20)、单片机(18)连接，所述单片机(18)与数据传输模块(20)、压差传感器(15)、气泵(17)、数据设定模块(19)连接，所述定位模块(21)与数据传输模块(20)连接。

2.根据权利要求1所述的一种恒流大气采样器，其特征在于：所述主体(1)正面上方设有指示灯(3)，所述指示灯(3)下方设有显示屏(2)，所述主体(1)正面下方中间设有确认按键(4)，所述主体(1)正面下方左侧设有运行按键(5)、设置按键(6)，所述主体(1)正面下方右侧设有模式按键(7)与返回按键(8)。

3.根据权利要求2所述的一种恒流大气采样器，其特征在于：所述确认按键(4)、运行按键(5)、设置按键(6)、模式按键(7)、返回按键(8)均与数据设定模块(19)连接，所述指示灯(3)、显示屏(2)与单片机(18)连接。

4.根据权利要求1所述的一种恒流大气采样器，其特征在于：所述压差传感器(15)为SM9541压差传感器。

5.根据权利要求1所述的一种恒流大气采样器，其特征在于：所述单片机(18)为STM32F105单片机，所述单片机(18)主频为72MHZ。

6.根据权利要求1所述的一种恒流大气采样器，其特征在于：所述定位模块(21)为USR-GM3P模块，所述定位模块(21)内设有GPS定位模块。

7.根据权利要求1所述的一种恒流大气采样器，其特征在于：所述数据传输模块(20)为USR-GM3P模块。

8.根据权利要求2所述的一种恒流大气采样器，其特征在于：所述指示灯(3)包括电源指示灯、运行指示灯与故障指示灯。

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