CN203259533U - 一种空气质量自动监测控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气质量监测技术领域。本实用新型的一种空气质量自动监测控制系统，包括设置在待测点的监测子站和监控中心站，监测子站包括样气采集系统、气体分析仪器和数据采集和数据处理系统，样气采集系统包括采样气管，采样气管的出气口与气体分析仪器的进气口连接，且在该气体分析仪器表面贴设有温度传感器和温控仪，数据采集和数据处理系统包括单片机和无线通信模块，单片机信号端分别与气体分析仪器的分析结果信号输出端、温度传感器输出端、温控仪输入端和无线通信模块输入输出端电性连接，监控中心站包括监控计算机和无线通信模块；本实用新型能够通过温控仪来平衡室内外温度，以及采用滤水膜来过滤水分，从而提高对样气分析的准确性。

Description

一种空气质量自动监测控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种空气质量监测技术领域，特别是涉及一种空气质量自动监测控制系统。

背景技术

随着城市的发展，工业化进程的推进，工厂厂房鳞次栉比，城市道路车水马龙，这些来自厂房和交通排放的各种气体，使得城市空气质量的问题日益凸显出来，当这些气体达到某种程度时，则会构成空气污染，空气污染的定义为：空气中污染物或由它们转化成的二次污染物的浓度达到有害程度的现象。空气污染的污染物包括了烟尘、悬浮颗粒物、可吸入悬浮颗粒物、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等，从总体上来看，我们可以将空气中污染分为气体污染和固体颗粒物污染两类。

这些空气污染对于人体的身心健康均会带来威胁，因此人们也逐渐意识到环境保护的重要性。而空气质量的监控，则成为了环境保护的重要环节。在车流量大及厂房密布的区域，大多设有对空气质量进行监测的系统，以时刻对空气质量进行检测，而在一些企业内部，也设有室内的空气质量监控设备，以保证人民日常生活空间内的环境舒适。

现有技术中的空气质量自动监测控制系统，包括多个设置在被测地点的监测子站，以及设置监控中心的监控中心站，由监测子站的多种样气采集装置定时采集样气送入空气质量分析仪进行空气质量分析，将分析结果通过有线或无线互联网络传输给监测中心站。然而现有空气质量自动监测控制系统存在的技术问题主要如下：

1、监测子站通过多种样气采集装置将采集到的样气送入空气质量分析仪，而当空气质量分析仪所在的室内温度与室外温度相差较大时，所采集的样气中的部分水蒸气会冷凝成水，当冷凝水积累到一定程度时很可能导致采样空气不能完全进入空气质量分析仪，从而影响气体成分分析的准确性； 

2、监测子站周围的空气质量随着厂房生产时间、车辆通行周期或企业人流规模等的变化而变化，而监测站点的多种样气采集装置大多通过设定一定的时间间隔进行采集，往往采集到的样气标本并非厂房生产排污时、车辆上下班高峰时或企业人员聚集时的较大污染样气，因此，空气质量分析仪分析出来的空气质量结果准确性较低；

3、监测子站仅仅对空气进行监测，而往往缺少对环境同样有较大影响的其他气象现象的监测，例如缺少对于风向、风速、温度湿度等的监测。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供了一种空气质量自动监测控制系统，能够通过温控仪来平衡室内外温度，以及采用滤水膜来过滤水分，从而提高对样气分析的准确性，本系统还采用红外激光技术对污染气体的排放浓度进行探测，根据探测结果自动控制采样时间，实现智能化的空气质量监测。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是一种空气质量自动监测控制系统，包括设置在待测点的监测子站，以及设置在监控中心的监控中心站，所述监测子站包括样气采集系统、气体分析仪器、数据采集和数据处理系统，所述样气采集系统包括采样气管，所述采样气管的出气口与气体分析仪器的进气口连接，且在该气体分析仪器上设有第一温度传感器和第一温控仪，所述数据采集和数据处理系统包括单片机和第一无线通信模块，所述单片机信号端分别与气体分析仪器的分析结果信号输出端、第一温度传感器输出端、第一温控仪输入端和第一无线通信模块输入输出端电性连接。

所述监控中心站包括监控计算机和第二无线通信模块。

所述气体分析仪器的进气口还设有滤水膜。

进一步的，所述监测子站还包括颗粒物分析仪器，所述采样气管的出气口与颗粒物分析仪器的空气进气口连接，且在所述颗粒物分析仪器上设有第二温度传感器和第二温控仪，所述颗粒物分析仪器的分析结果信号输出端、第二温度传感器的输出端、第二温控仪的输入端分别与所述单片机信号端电性连接。

进一步的，所述监测子站还包括校准仪器，所述气体分析仪器和颗粒物分析仪器的分析结果信号输出端分别与校准仪器的信号输入端连接，所述校准仪器的信号输出端与单片机信号端电性连接。

进一步的，所述监测子站还设有红外测量单元、紫外测量单元、信号处理单元和第三无线通信模块，所述红外测量单元包括红外发光器和红外接收器，所述紫外测量单元包括紫外发光器和紫外接收器，所述红外发光器、红外接收器、紫外发光器和紫外接收器均与所述信号处理单元电性连接，所述信号处理单元与第三无线通信模块连接；

更进一步的，所述红外发光器为红外二极管激光器，所述红外接收器为光敏管。

更进一步的，所述紫外发光器为氚灯，所述紫外接收器为光谱仪。

进一步的，所述监测子站还包括气象系统，所述气象系统包括风向传感器、风速传感器、温度湿度传感器、大气压力传感器、A/D转换模块、数字信号处理器、第四无线通信模块，所述风向传感器、风速传感器、温度湿度传感器、大气压力传感器的输出端均与A/D转换模块的输入端连接，所述A/D转换模块的输出端与数字信号处理器的输入端连接，所述数字信号处理器的输入输出端与第四无线通信模块双向连接。

所述第一无线通信模块、第二无线通信模块、第三无线通信模块和/或第四无线通信模块通过GPRS无线通信网络、WCDMA无线通信网络、cdma2000无线通信网络或TD-SCDMA无线通信网络进行数据交互。

本实用新型通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：

1、本实用新型的监测子站通过多种采样气管将采集到的样气送入空气质量分析仪和颗粒物分析仪器，空气质量分析仪和颗粒物分析仪器表面贴设的温度传感器实时监测室内温度，当室内温度与室外温度相差较大时，单片机则输出控制信号给温控仪，控制空气质量分析仪和颗粒物分析仪器的分析腔内部温度，避免样气中的水气大量冷凝，同时通过设置在进气口的滤水膜，进一步除去样气中的水分，使得气体成分分析的准确性大大提高； 

2、本实用新型的监测子站设有红外测量单元、紫外测量单元，通过红外紫外激光技术通过污染气体浓度进行探测，能够准确判断出厂房生产、车辆通行或企业办公等污染气体排放量大的时间段，从而自动控制污染气体采样时间，实现智能化的空气质量监测此，使得空气质量分析结果高效准确；

3、本实用新型的监测子站不仅仅对空气进行监测，而同时也设有气象系统，对环境中同样有较大影响的其他气象现象例如风向、风速、温度湿度进行实时监控。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例的气象系统的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

作为一个具体的实施例，如图1所示，本实用新型的一种空气质量自动监测控制系统，包括设置在待测点的监测子站100，以及设置在监控中心的监控中心站200，所述监测子站100包括样气采集系统1、气体分析仪器2、颗粒物分析仪器3、校准仪器4、数据采集和数据处理系统5，所述数据采集和数据处理系统5包括单片机51和第一无线通信模块52。

所述样气采集系统1包括采样气管（未示出），以及设在采样气管（未示出）上的电磁阀（未示出），所述采样气管（未示出）的出气口分别与气体分析仪器2和颗粒物分析仪器3的进气口连接，该气体分析仪器2表面贴设有第一温度传感器21和第一温控仪22，所述气体分析仪器2的进气口还设有滤水膜（未示出），所述滤水膜为PF膜，所述颗粒物分析仪器3表面贴设有第二温度传感器31和第二温控仪32。

所述气体分析仪器2和颗粒物分析仪器3的分析结果信号输出端分别与校准仪器4的信号输入端连接，所述校准仪器4的信号输出端与单片机51信号端连接，且所述第一温度传感器21输出端、第一温控仪22输入端、第二温度传感器31的输出端、第二温控仪32的输入端和第一无线通信模块51的输入输出端均分别与单片机51的信号端电性连接，

本实用新型的监测子站通过多种采样气管将采集到的样气送入空气质量分析仪2和颗粒物分析仪器3，空气质量分析仪2和颗粒物分析仪器3表面贴设的温度传感器21,31实时监测室内温度，当室内温度与室外温度相差较大时，单片机51则输出控制信号给温控仪22，32，控制空气质量分析仪2和颗粒物分析仪器3的分析腔内部温度，避免样气中的水气大量冷凝，同时通过设置在进气口的滤水膜，进一步除去样气中的水分，使得气体成分分析的准确性大大提高。

所述监控中心站200包括监控计算机201和第二无线通信模块202；

参考图2所示，所述监测子站还包括气象系统300，所述气象系统300包括风向传感器301、风速传感器302、温度湿度传感器303、大气压力传感器304、A/D转换模块305、数字信号处理器306、第四无线通信模块307，风速传感器302、温度湿度传感器303、大气压力传感器304的输出端均与A/D转换模块305的输入端连接，所述A/D转换模块305的输出端与数字信号处理器306的输入端连接，所述数字信号处理器306的输入输出端与第四无线通信模块307双向连接。

参考图1所示，所述监测子站100还设有红外测量单元6、紫外测量单元7、信号处理单元8和第三无线通信模块9，所述红外测量单元6包括红外发光器和红外接收器，所述紫外测量单元7包括紫外发光器和紫外接收器，所述红外发光器、红外接收器、紫外发光器和紫外接收器均与所述信号处理单元8电性连接，所述信号处理单元8与第三无线通信模块9连接。

本实用新型中，所述红外发光器为红外二极管激光器，所述红外接收器为光敏管。

本实用新型中，所述紫外发光器为氚灯，所述紫外接收器为光谱仪。

通过设置红外测量单元6、紫外测量单元7，对所处环境的污染气体排放浓度进行监测，并通过红外激光技术进行污染气体排放浓度分析，当污染气体排放浓度超出一定范围时候，则启动所述的样气采集系统1进行样气采集，再经过分析处理，得到该监测区域的准确的空气质量值。

所述第一无线通信模块52、第二无线通信模块202、第三无线通信模块9和第四无线通信模块307通过GPRS无线通信网络、WCDMA无线通信网络、cdma2000无线通信网络或TD-SCDMA无线通信网络进行数据交互。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。 

Claims (9)

1.一种空气质量自动监测控制系统，其特征在于：包括设置在待测点的监测子站，以及设置在监控中心的监控中心站，所述监测子站包括样气采集系统、气体分析仪器、以及数据采集和数据处理系统，所述样气采集系统包括采样气管，所述采样气管的出气口与气体分析仪器的进气口连接，且在该气体分析仪器上设有第一温度传感器和第一温控仪，所述数据采集和数据处理系统包括单片机和第一无线通信模块，所述单片机信号端分别与气体分析仪器的分析结果信号输出端、第一温度传感器输出端、第一温控仪输入端和第一无线通信模块输入输出端电性连接，所述监控中心站包括监控计算机和第二无线通信模块。

2.根据权利要求1所述的一种空气质量自动监测控制系统，其特征在于：所述气体分析仪器的进气口还设有滤水膜。

3.根据权利要求1所述的一种空气质量自动监测控制系统，其特征在于：所述监测子站还包括颗粒物分析仪器，所述采样气管的出气口与颗粒物分析仪器的空气进气口连接，且在所述颗粒物分析仪器上设有第二温度传感器和第二温控仪，所述颗粒物分析仪器的分析结果信号输出端、第二温度传感器的输出端、第二温控仪的输入端分别与所述单片机信号端电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种空气质量自动监测控制系统，其特征在于：所述监测子站还包括校准仪器，所述气体分析仪器和颗粒物分析仪器的分析结果信号输出端分别与校准仪器的信号输入端连接，所述校准仪器的信号输出端与单片机信号端电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种空气质量自动监测控制系统，其特征在于：所述监测子站还设有红外测量单元、紫外测量单元、信号处理单元和第三无线通信模块，所述红外测量单元包括红外发光器和红外接收器，所述紫外测量单元包括紫外发光器和紫外接收器，所述红外发光器、红外接收器、紫外发光器和紫外接收器均与所述信号处理单元电性连接，所述信号处理单元与第三无线通信模块连接。

6.根据权利要求5所述的一种空气质量自动监测控制系统，其特征在于：所述红外发光器为红外二极管激光器，所述红外接收器为光敏管。

7.根据权利要求5所述的一种空气质量自动监测控制系统，其特征在于：所述紫外发光器为氚灯，所述紫外接收器为光谱仪。

8.根据权利要求1至7任一所述的一种空气质量自动监测控制系统，其特征在于：所述监测子站还包括气象系统，所述气象系统包括风向传感器、风速传感器、温度湿度传感器、大气压力传感器、A/D转换模块、数字信号处理器、第四无线通信模块，所述风向传感器、风速传感器、温度湿度传感器、大气压力传感器的输出端均与A/D转换模块的输入端连接，所述A/D转换模块的输出端与数字信号处理器的输入端连接，所述数字信号处理器的输入输出端与第四无线通信模块双向连接。

9. 根据权利要求8所述的一种空气质量自动监测控制系统，其特征在于：第一无线通信模块、第二无线通信模块、第三无线通信模块和/或第四无线通信模块通过GPRS无线通信网络、WCDMA无线通信网络、cdma2000无线通信网络或TD-SCDMA无线通信网络进行数据交互。

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