CN114894981A - 一种高时效的碳排放环境监测计量设备及其计量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高时效的碳排放环境监测计量设备及其计量系统，涉及碳排放监测技术领域，主要解决现有的碳排放监测设备在使用的过程中容易受到人为因素干扰以及环境变化影响的问题；该装置通过设置总处理器、服务器、采集系统、反应系统、循环系统、氢氧化钠溶液浓度恢复系统、差值比对系统、积分求值系统，控制采集机构、储气机构、反应机构、循环机构、比对处理模块进行工作，得出采集的空气中二氧化碳浓度，同时计算得出监测时间段内的二氧化碳排放总量，用于监控企业的碳排放量是否达标，提升碳排放监管的效率和质量，降低监管难度。
Description
技术领域
本发明涉及碳排放监测技术领域，具体是一种高时效的碳排放环境监测计量设备及其计量系统。
背景技术
碳排放一般指温室气体排放，造成温室效应，使全球气温上升。地球在吸收太阳辐射的同时，本身也向外层空间辐射热量，其热辐射以3～30μm的长波红外线为主。当这样的长波辐射进入大气层时，易被某些分子量较大、极性较强的气体分子所吸收。由于红外线的能量较低，不足以导致分子键能的断裂，因此气体分子吸收红外线辐射后没有化学反应发生，而只是阻挡热量自地球向外逃逸，相当于地球和外层空间的一个绝热层，即“温室”的作用。大气中某些微量组分对地球长波辐射吸收作用使近地面热量得以保持，从而导致全球气温升高的现象被称为温室效应。
对于一些高碳排放的企业或者工厂来说，环境部门需要对其碳排放进行重点监控，避免企业超额排放，现有的碳排放监测手段主要是通过二氧化碳浓度监测仪来实时监测，但通过该方式进行碳排放监测存在缺陷，例如碳排放监测容易受到检测地点二氧化碳浓度的影响，容易出现人为干扰或者外界环境的干扰，监测数值会出现较大的波动，对于碳排放分析存在较大的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高时效的碳排放环境监测计量设备及其计量系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高时效的碳排放环境监测计量设备，包括采集机构、储气机构、反应机构、循环机构、比对处理模块；
采集机构，包括采集箱，所述采集箱配合抽气伸缩机以及抽气管实现对采集区域的空气进行采样；
储气机构，包括集气箱，所述集气箱与采集箱相连，所述集气箱与采集箱之间设置有进气管，所述采集箱通过进气管实现向集气箱内单向送气；
反应机构，包括反应筒，所述反应筒内注有氢氧化钠溶液，所述反应筒为密封设置，所述集气箱与反应筒之间相连，所述反应筒内的氢氧化钠溶液中设置有酸碱检测探头，所述酸碱检测探头与比对处理模块相连；
循环机构，用于将采集气体与反应筒内的氢氧化钠溶液进行循环反复反应，提升二氧化碳的检测准确性。
作为本发明进一步的方案：所述采集机构还包括设置在采集箱上的固定架，所述抽气伸缩机与固定架固定连接，所述抽气伸缩机与伸缩柱相连，所述采集箱内设置有配合盘，所述配合盘在抽气伸缩及以及伸缩柱的带动下在采集箱的内部上下滑动，所述抽气管布置在采集箱的外侧壁上，所述抽气管延伸至采集箱内部底侧，所述抽气管的端部设置有过滤塞，所述抽气管的内部设置有第一单向阀。
作为本发明再进一步的方案：所述集气箱与采集箱之间固定连接，所述集气箱上设置有排气泵，所述进气管内设置有第二单向阀。
作为本发明再进一步的方案：所述反应机构包括设置在集气箱上的循环泵，所述循环泵上设置有送气管，所述送气管的末端连接有排气盘，所述排气盘的底部均匀设置有出气孔，所述排气盘设置在反应筒的底部。
作为本发明再进一步的方案：所述循环机构包括设置在反应筒上的回气管，所述回气管的另一端与集气箱的底部相连，所述反应筒与集气箱之间通过连接架固定相连。
作为本发明再进一步的方案：所述比对处理模块包括比对数据库，所述比对数据库中包含氢氧化钠溶液pH值对应的二氧化碳浓度值表，所述比对处理模块还包括处理中心，所述处理中心读取酸碱检测探头检测到的氢氧化钠溶液pH值并送入比对数据库中，得出该次采样的气体二氧化碳浓度值。
作为本发明再进一步的方案：还包括罐体冷却系统，所述罐体冷却系统包括设置在集气箱外壁上的降温管，所述降温管沿着集气箱外壁呈环形布设，所述集气管的下方均匀设置有喷头，所述喷头向集气箱外壁倾斜。
作为本发明再进一步的方案：还包括氢氧化钠溶液浓度恢复系统，包括设置在反应筒上侧的调节筒，所述调节筒内设置有氢氧化钠浓溶液，所述氢氧化钠溶液浓度恢复系统也包括酸碱检测探头，所述酸碱检测探头用于控制调节筒氢氧化钠浓溶液释放量，还包括循环机构，所述循环机构用于调节筒释放的氢氧化钠浓溶液与反应筒内部的氢氧化钠溶液充分混合。
一种高时效的碳排放环境监测计量系统，包括总处理器、服务器、采集系统、反应系统、循环系统、氢氧化钠溶液浓度恢复系统、差值比对系统、积分求值系统；
采集系统，控制采集机构进行空气采集，将空气通过采集箱送入集气箱内，控制空气采集量；
反应系统，配合循环系统进行工作，将储存在集气箱内的空气送入反应筒内进行反应，循环系统将空气进行循环流动，提升空气内二氧化碳与反应筒内氢氧化碳溶液反应程度；
氢氧化钠溶液浓度恢复系统，配合总处理器计算反应筒内氢氧化钠溶液反应前后的氢氧化钠溶液浓度变化，配合调节筒调节反应筒内的溶液浓度至初始值；
差值比对系统，记录反应前后反应筒的pH值落在比对数据库中包含氢氧化钠溶液pH值对应的二氧化碳浓度值表中的位置，检索出反应前后所对应的气体二氧化碳浓度值，经过差值计算得出该次气体的二氧化碳浓度数据，并上传至服务器进行记录；
积分求值系统，记录固定时间端内空气采样得出的二氧化碳浓度数据，制作呈该时间段内的二氧化碳浓度曲线，通过微积分计算得出该时间段内二氧化碳的排放总量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明展示一种高时效的碳排放环境监测计量设备以及计量系统，通过设置总处理器、服务器、采集系统、反应系统、循环系统、氢氧化钠溶液浓度恢复系统、差值比对系统、积分求值系统，实现对特定区域的空气采集、二氧化碳反应、二氧化碳浓度计算以及碳排放总量计算，可以对特定区域实现长时间碳排放监测，无需人工介入，且监测数据准确度高，受外界环境变化影响较小，可以提升碳排放监测效率，降低碳排放监管难度，有效形成碳排放监管体系，保证企业碳排放合法合规。
附图说明
图1为一种高时效的碳排放环境监测计量设备的结构示意图。
图2为一种高时效的碳排放环境监测计量设备中采集机构的剖切示意图。
图3为一种高时效的碳排放环境监测计量设备中排气盘的剖切示意图。
图4为一种高时效的碳排放环境监测计量系统中结构示意图。
图中：1采集箱，2固定架，3抽气伸缩机，4伸缩柱，5配合盘，6抽气管，7过滤塞，8第一单向阀，10进气管，11第二单向阀，12降温管，13喷头，14集气箱，15排气泵，16循环泵，17送气管，18反应筒，19排气盘，190出气孔，20连接架，21回气管，22酸碱检测探头，23调节筒。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
如图1-3所示，一种高时效的碳排放环境监测计量设备，包括采集机构、储气机构、反应机构、循环机构、比对处理模块；
采集机构，包括采集箱1，所述采集箱1配合抽气伸缩机3以及抽气管6实现对采集区域的空气进行采样；
储气机构，包括集气箱14，所述集气箱14与采集箱1相连，所述集气箱14与采集箱1之间设置有进气管10，所述采集箱1通过进气管10实现向集气箱14内单向送气；
反应机构，包括反应筒18，所述反应筒18内注有氢氧化钠溶液，所述反应筒18为密封设置，所述集气箱14与反应筒18之间相连，所述反应筒18内的氢氧化钠溶液中设置有酸碱检测探头22，所述酸碱检测探头22与比对处理模块相连；
循环机构，用于将采集气体与反应筒18内的氢氧化钠溶液进行循环反复反应，提升二氧化碳的检测准确性。
具体的，采集机构对检测区域的空气进行采集，为了保证监测的准确性，降低环境影响，采集的气体通过采集箱1作为中转送入储气机构中进行存储，且在采集时为了避免外界环境对采集的气体造成影响，通过储气机构与反应筒18相连且密封设置，保证采集以及储存、反应的过程中相关常量的数值，提升二氧化碳监测的准确性。
作为本发明进一步的实施例，所述采集机构还包括设置在采集箱1上的固定架2，所述抽气伸缩机3与固定架2固定连接，所述抽气伸缩机3与伸缩柱4相连，所述采集箱1内设置有配合盘5，所述配合盘5在抽气伸缩及以及伸缩柱4的带动下在采集箱1的内部上下滑动，所述抽气管6布置在采集箱1的外侧壁上，所述抽气管6延伸至采集箱1内部底侧，所述抽气管6的端部设置有过滤塞7，所述抽气管6的内部设置有第一单向阀8。
具体的，为了降低外界环境变化对采集气体造成影响，抽气管6设置在配合盘5的外侧，且设置有多组，多组抽气管6的指向不同，保证气体采集时的随机性，进而保证后续二氧化碳浓度监测的准确性。
作为本发明再进一步的实施例，所述集气箱14与采集箱1之间固定连接，所述集气箱14上设置有排气泵15，所述进气管10内设置有第二单向阀11。
作为本发明再进一步的实施例，所述反应机构包括设置在集气箱14上的循环泵16，所述循环泵16上设置有送气管17，所述送气管17的末端连接有排气盘19，所述排气盘19的底部均匀设置有出气孔190，所述排气盘19设置在反应筒18的底部。
具体的，为了保证反应的彻底性，配合排气盘19将气体送入反应筒18的底部，分散开来的空气与氢氧化钠溶液接触，空气内的二氧化碳与氢氧化钠反应，生成碳酸钠，在生成碳酸钠后溶液的pH值降低。
作为本发明再进一步的实施例，所述循环机构包括设置在反应筒18上的回气管21，所述回气管21的另一端与集气箱14的底部相连，所述反应筒18与集气箱14之间通过连接架20固定相连。
具体的，设置循环机构使得空气进行循环运动，提升反应的彻底性，保证空气内二氧化碳浓度监测的准确性。
作为本发明再进一步的实施例，所述比对处理模块包括比对数据库，所述比对数据库中包含氢氧化钠溶液pH值对应的二氧化碳浓度值表，所述比对处理模块还包括处理中心，所述处理中心读取酸碱检测探头22检测到的氢氧化钠溶液pH值并送入比对数据库中，得出该次采样的气体二氧化碳浓度值。
具体的，比对模块内的比对数据库由前期试验取的，反应条件与前述装置结构相同，将不同二氧化碳浓度的空气通入氢氧化钠溶液内，配合酸碱检测探头22检测pH值，从而制作不同氢氧化钠溶液pH值对应的二氧化碳浓度值表，形成比对数据库，在后续检测时在相同的条件下，只要得到反应后的氢氧化钠溶液pH值后，将其与比对数据库内的数据进行比对，找到对应pH值下的空气二氧化碳浓度，从而得出该时刻该位置采集的空气内二氧化碳浓度。
作为本发明再进一步的实施例，还包括罐体冷却系统，所述罐体冷却系统包括设置在集气箱14外壁上的降温管12，所述降温管12沿着集气箱14外壁呈环形布设，所述集气管的下方均匀设置有喷头13，所述喷头13向集气箱14外壁倾斜。
具体的，为了保证不同时间段采集的空气各项数据处于统一标准，需要保证空气的采集温度相同，采集温度的控制可以通过罐体冷却系统进行罐体冷却，配合环形降温管12以及喷头13对集气箱14进行降温。
作为本发明再进一步的实施例，还包括氢氧化钠溶液浓度恢复系统，包括设置在反应筒18上侧的调节筒23，所述调节筒23内设置有氢氧化钠浓溶液，所述氢氧化钠溶液浓度恢复系统也包括酸碱检测探头22，所述酸碱检测探头22用于控制调节筒23氢氧化钠浓溶液释放量，还包括循环机构，所述循环机构用于调节筒23释放的氢氧化钠浓溶液与反应筒18内部的氢氧化钠溶液充分混合。
具体的，反应机构进行多次采集反应之后，氢氧化钠溶液浓度降低，为避免影响二氧化碳浓度检测，在pH值降低至12以下时，通过氢氧化钠溶液浓度恢复系统对反应筒18内的氢氧化钠溶液浓度进行恢复，使其恢复到初始浓度值。
如图1-4所示，一种高时效的碳排放环境监测计量系统，包括总处理器、服务器、采集系统、反应系统、循环系统、氢氧化钠溶液浓度恢复系统、差值比对系统、积分求值系统；
采集系统，控制采集机构进行空气采集，将空气通过采集箱1送入集气箱14内，控制空气采集量；
反应系统，配合循环系统进行工作，将储存在集气箱14内的空气送入反应筒18内进行反应，循环系统将空气进行循环流动，提升空气内二氧化碳与反应筒18内氢氧化碳溶液反应程度；
氢氧化钠溶液浓度恢复系统，配合总处理器计算反应筒18内氢氧化钠溶液反应前后的氢氧化钠溶液浓度变化，配合调节筒23调节反应筒18内的溶液浓度至初始值；
差值比对系统，记录反应前后反应筒18的pH值落在比对数据库中包含氢氧化钠溶液pH值对应的二氧化碳浓度值表中的位置，检索出反应前后所对应的气体二氧化碳浓度值，经过差值计算得出该次气体的二氧化碳浓度数据，并上传至服务器进行记录；
积分求值系统，记录固定时间端内空气采样得出的二氧化碳浓度数据，制作呈该时间段内的二氧化碳浓度曲线，通过微积分计算得出该时间段内二氧化碳的排放总量。
具体的，通过上述结构得出该时刻该位置采集的空气内二氧化碳浓度后，进行记录，并随着时间推移，将记录的浓度数据与对应的时刻制成二氧化碳浓度变化表，通过获取该企业排放速率，计算得到该企业在监测时间段内的二氧化碳排放总量，从而判断该企业的碳排放是否达标。
本发明实施例的工作原理是：
如图1-4所示，本发明展示一种高时效的碳排放环境监测计量设备以及计量系统，通过设置总处理器、服务器、采集系统、反应系统、循环系统、氢氧化钠溶液浓度恢复系统、差值比对系统、积分求值系统，实现对特定区域的空气采集、二氧化碳反应、二氧化碳浓度计算以及碳排放总量计算，可以对特定区域实现长时间碳排放监测，无需人工介入，且监测数据准确度高，受外界环境变化影响较小，可以提升碳排放监测效率，降低碳排放监管难度，有效形成碳排放监管体系，保证企业碳排放合法合规。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种高时效的碳排放环境监测计量设备，其特征在于，包括采集机构、储气机构、反应机构、循环机构、比对处理模块；
采集机构，包括采集箱(1)，所述采集箱(1)配合抽气伸缩机(3)以及抽气管(6)实现对采集区域的空气进行采样；
储气机构，包括集气箱(14)，所述集气箱(14)与采集箱(1)相连，所述集气箱(14)与采集箱(1)之间设置有进气管(10)，所述采集箱(1)通过进气管(10)实现向集气箱(14)内单向送气；
反应机构，包括反应筒(18)，所述反应筒(18)内注有氢氧化钠溶液，所述反应筒(18)为密封设置，所述集气箱(14)与反应筒(18)之间相连，所述反应筒(18)内的氢氧化钠溶液中设置有酸碱检测探头(22)，所述酸碱检测探头(22)与比对处理模块相连；
循环机构，用于将采集气体与反应筒(18)内的氢氧化钠溶液进行循环反复反应，提升二氧化碳的检测准确性。
2.根据权利要求1所述的一种高时效的碳排放环境监测计量设备，其特征在于，所述采集机构还包括设置在采集箱(1)上的固定架(2)，所述抽气伸缩机(3)与固定架(2)固定连接，所述抽气伸缩机(3)与伸缩柱(4)相连，所述采集箱(1)内设置有配合盘(5)，所述配合盘(5)在抽气伸缩及以及伸缩柱(4)的带动下在采集箱(1)的内部上下滑动，所述抽气管(6)布置在采集箱(1)的外侧壁上，所述抽气管(6)延伸至采集箱(1)内部底侧，所述抽气管(6)的端部设置有过滤塞(7)，所述抽气管(6)的内部设置有第一单向阀(8)。
3.根据权利要求1所述的一种高时效的碳排放环境监测计量设备，其特征在于，所述集气箱(14)与采集箱(1)之间固定连接，所述集气箱(14)上设置有排气泵(15)，所述进气管(10)内设置有第二单向阀(11)。
4.根据权利要求1所述的一种高时效的碳排放环境监测计量设备，其特征在于，所述反应机构包括设置在集气箱(14)上的循环泵(16)，所述循环泵(16)上设置有送气管(17)，所述送气管(17)的末端连接有排气盘(19)，所述排气盘(19)的底部均匀设置有出气孔(190)，所述排气盘(19)设置在反应筒(18)的底部。
5.根据权利要求1所述的一种高时效的碳排放环境监测计量设备，其特征在于，所述循环机构包括设置在反应筒(18)上的回气管(21)，所述回气管(21)的另一端与集气箱(14)的底部相连，所述反应筒(18)与集气箱(14)之间通过连接架(20)固定相连。
6.根据权利要求1所述的一种高时效的碳排放环境监测计量设备，其特征在于，所述比对处理模块包括比对数据库，所述比对数据库中包含氢氧化钠溶液pH值对应的二氧化碳浓度值表，所述比对处理模块还包括处理中心，所述处理中心读取酸碱检测探头(22)检测到的氢氧化钠溶液pH值并送入比对数据库中，得出该次采样的气体二氧化碳浓度值。
7.根据权利要求1所述的一种高时效的碳排放环境监测计量设备，其特征在于，还包括罐体冷却系统，所述罐体冷却系统包括设置在集气箱(14)外壁上的降温管(12)，所述降温管(12)沿着集气箱(14)外壁呈环形布设，所述集气管的下方均匀设置有喷头(13)，所述喷头(13)向集气箱(14)外壁倾斜。
8.根据权利要求5所述的一种高时效的碳排放环境监测计量设备，其特征在于，还包括氢氧化钠溶液浓度恢复系统，包括设置在反应筒(18)上侧的调节筒(23)，所述调节筒(23)内设置有氢氧化钠浓溶液，所述氢氧化钠溶液浓度恢复系统也包括酸碱检测探头(22)，所述酸碱检测探头(22)用于控制调节筒(23)氢氧化钠浓溶液释放量，还包括循环机构，所述循环机构用于调节筒(23)释放的氢氧化钠浓溶液与反应筒(18)内部的氢氧化钠溶液充分混合。
9.一种高时效的碳排放环境监测计量系统，其特征在于，包括总处理器、服务器、采集系统、反应系统、循环系统、氢氧化钠溶液浓度恢复系统、差值比对系统、积分求值系统；
采集系统，控制采集机构进行空气采集，将空气通过采集箱(1)送入集气箱(14)内，控制空气采集量；
反应系统，配合循环系统进行工作，将储存在集气箱(14)内的空气送入反应筒(18)内进行反应，循环系统将空气进行循环流动，提升空气内二氧化碳与反应筒(18)内氢氧化碳溶液反应程度；
氢氧化钠溶液浓度恢复系统，配合总处理器计算反应筒(18)内氢氧化钠溶液反应前后的氢氧化钠溶液浓度变化，配合调节筒(23)调节反应筒(18)内的溶液浓度至初始值；
差值比对系统，记录反应前后反应筒(18)的pH值落在比对数据库中包含氢氧化钠溶液pH值对应的二氧化碳浓度值表中的位置，检索出反应前后所对应的气体二氧化碳浓度值，经过差值计算得出该次气体的二氧化碳浓度数据，并上传至服务器进行记录；
积分求值系统，记录固定时间端内空气采样得出的二氧化碳浓度数据，制作呈该时间段内的二氧化碳浓度曲线，通过微积分计算得出该时间段内二氧化碳的排放总量。
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