CN206362736U - 气体监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体监测系统，所述气体监测系统包括：至少一种气体传感器，其用于检测目标气体获得感测信号；气体采集装置，用于采集待检测的气体；主控制器，其用于控制气体传感器和气体采集装置，并将所述感测信号转化为数字信号；无线通信模块，其与所述主控制连接，并传输所述数字信号。本实用新型的气体监测系统，其采用电化学传感器、金属氧化物半导体传感器和光离子化PID气体传感器对气体同时进行检测，其对气体的检测结果更准确；气体监测系统还包括风速传感器和风向传感器，综合气体传感器的检测结果，可以进一步的确定恶臭气体的排放来源和位置。

Description

气体监测系统

技术领域

本实用新型涉及气体检测技术领域，具体涉及一种气体监测系统。

背景技术

目前，气体监测系统采用单一传感器一对一的去采集和监测气体，单一传感器对气体的检测不够准确；其次，传统的气体监测系统中，气体监测仪仅仅负责检测气体的数据监测，采样仪器仅仅对被检测气体进行采样，检测气体和采用都具有不确定性，无法对被检测气体进行准确的检测和采用，以方便后期进一步的通过国标三袋法进行检测，以作为执法依据。其次，传统的气体监测系统，其对气体的检测结果不够准确。最后，传统方法对气体检测时，无法及时的获取相关的检测结果，并及时对结果进行分析。

由此可见，现有的气体监测系统存在着检测结果不准确，不能及时对被检测气体进行实时收集的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体监测系统，用以解决现有技术存在的上述问题。

本实用新型提供一种气体监测系统，所述气体监测系统包括：

至少一种气体传感器，其用于检测目标气体获得感测信号；

气体采集装置，用于采集待检测的气体；

主控制器，其用于控制气体传感器和气体采集装置，并将所述感测信号转化为数字信号；

无线通信模块，其与所述主控制连接，并传输所述数字信号；

服务器，接收并储存所述无线通信模块传输的所述数字信号，并对所述数字信号进行处理；

监测终端，其与所述服务器、所述主控制器通信连接，接收服务器及主控制器传输的数字信号，并对所述数字信号进行分析显示。

所述气体监测系统还包括电源，所述电源与所述气体传感器、所述主控制器连接。

所述气体传感器的种类为3种；所述气体传感器分别为电化学气体传感器、半导体传感器和光离子化PID气体传感器。

所述气体监测系统还包括风向传感器，所述风向传感器与所述主控制连接。

所述气体监测系统还包括风速传感器，所述风速传感器与所述主控制连接。

所述气体采集装置包括采样泵以及与所述采样泵连通的气体收集袋，所述采样泵与所述主控制器连接。

所述气体监测系统还包括温度传感器，所述温度传感器与所述主控制连接。

所述监测终端设置有3G、4G无线模块连接互联网和服务器进行通讯。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的气体监测系统，其采用电化学传感器、金属氧化物半导体传感器和光离子化PID气体传感器对气体同时进行检测，其对气体的检测结果更准确；气体监测系统还包括风速传感器和风向传感器，综合气体传感器的检测结果，可以进一步的确定恶臭气体的排放来源和位置。

附图说明

图1为本实用新型的气体监测系统的结构图。

图2为本实用新型的前端检测装置的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种气体监测系统，该气体监测系统包括：至少一种气体传感器(7，8)，其用于检测目标气体获得感测信号；气体采集装置，用于采集待检测的气体；主控制器4，其用于控制气体传感器和气体采集装置，并将感测信号转化为数字信号；无线通信模块7，与主控制器4连接，并将数字信号储存在服务器；监测终端，其与服务器、主控制器通信连接，接收服务器及主控制器4传输的数字信号，并对数字信号进行分析显示。气体监测系统还包括电源2，该电源2与气体传感器(7，8)、主控制器4连接。气体监测系统的电源采用220V交流电作为长期供电电源，同时预留锂电池接口，可以在断电的情况下连续工作8小时，气体传感器可置于室内厂房也可置于室外测量监测，气体传感器及主控制器4的外部设有防护箱3，在室外可避免风吹、日晒、雨淋，延长了气体传感器(7，8)的使用寿命。其中，气体传感器(7，8)、气体采集装置、主控制器4、无线通信模块7、电源2以及防护箱3共同组装成前端检测装置。

本实用新型的气体采集装置包括采样泵以及与采样泵连通的气体收集袋，在采样泵和气体收集袋之间还设有电磁阀，该采样泵11、电磁阀 10均与主控制器4连接。当气体传感器(7，8)测定的气体浓度的同时，根据设定的阈值，主控制器4控制电磁阀10切换气路，将恶臭气体直接采集到气体袋1中进行保存。本实用新型的气体监测系统提高了恶臭气体采集效率，节省了工作时间，监测气体的同时，并自动采集气体，便于后期进一步采用国标：GBT 14675-1993对空气质量恶臭进行测定，即利用三点比较式臭袋法进行检测，进一步提供执法依据。

本实用新型气体监测系统中，气体传感器的类型为3种。根据具体的需要，气体传感器的种类可以为4种，或者更多种。本实用新型的气体传感器分别为电化学传感器、金属氧化物半导体传感器和光离子化PID气体传感器。气体传感器是整个恶臭气体监测的核心部分，监测环境中的恶臭气体，电化学传感器可以用于测量NH₃、H₂S气体浓度。当气体传感器检测到恶臭气体浓度达到设定恶臭浓度等级后，主控制器4根据气体传感器检测的NH₃、H₂S的各自响应感应信号确定该气体类型及气体的浓度。当主控制器4检测的恶臭气体的浓度超过设定值时，控制器4控制气体采集装置进行恶臭气体的采集，即通过主控制器4对恶臭气体浓度进行计算，当计算得到的被检测气体的浓度大于设定采集气体的浓度时，主控制器4控制采样泵11启动气路，采样泵11直接将气体抽入气体收集袋1中，通过设定采集时间完成气体采集，且在更换气体采集袋1前只采集一次。

本实用新型通过反复试验，通过测定的结果进一步确定所采用的传感器，电化学传感器用于定量测量，但其选择性好，不适合做所有恶臭气体的检测，但对特殊规定需要检测的气体如H₂S，NH₃检测准确度高。电化学传感器通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作，电化学传感器由传感电极和反电极组成，并由一个薄电解层隔开，被检测气体首先通过微小的毛管型开孔与电化学传感器发生反应，然后经过憎水屏障，最终到达电极表面。电化学传感器进行检测时，允许适量气体与传感电极发生反应，以形成充分的电信号，同时，防止电解质漏出传感器。穿过屏障扩散的气体与传感电极发生反应，传感器电极采用氧化机理或还原机理，电极材料针对被测气体进行催化。通过电极间连接的电阻器与被测气体浓度成正比的电流会在正极与负极之间流动，通过该电流的大小即可确定气体浓度。

金属氧化物半导体传感器，虽然选择性不好，但对很多气体都有反应，其检测性能较差，不适合定量测量。金属氧化物半导体传感器利用半导体材料对气味的灵敏反应，通过进行数百摄氏度的加热，半导体的电阻值会随着其表面气味分子的吸附和表面反应，发生敏感的变化，能够对微量的气味进行高灵敏度的检测。另外，金属氧化物传感器不受周围温度和湿度的影响，重复再现性良好。

光离子化PID传感器主要是用于弥补VOCs有机气体的检测，其用于测量VOC_S气体浓度，光离子化PID气体传感器使用了一个紫外灯(UV) 光源将有机物打成可被检测器检测的正负离子，测量离子化的气体的电荷并将其转化为电流信号，电流信号被放大并显示出“PPM”浓度值。气体检测后，离子重新复合成为原来的气体，经过PID检测的气体仍然可被收集，并用于进一步的对气体进行测定。本实用新型将上述三种气体传感器配合使用，实现了更高精度，更准确地对气体进行检测。

本实用新型的气体监测系统还包括风向传感器5和风速传感器6，风向传感器5、风速传感器6均与主控制器4连接。气体监测系统通过风速传感器6、风向传感器5等测定的气象信息数据，结合气体传感器测定的信息，通过监测端对上述信息的综合处理，进一步对恶臭气体的排放来源的进行定位分析，并判定恶臭污染源离监测点的距离，提高了气体监测准确性的同时，通过风速传感器6和风向传感器5的测定信息进一步地确定恶臭气体的具体位置。不仅对恶臭气体进行了检测，而且对恶臭气体的位置进行了确定。

此外，本实用新型的气体监测系统还包括温度传感器，温度传感器与主控制4连接，用于采集气体所在环境的温度。监测终端设有3G、4G 无线模块，监测终端通过3G、4G无线模块连接互联网和服务器以及无线通信模块进行通讯。监测终端与服务器、前端检测设备进行实时检测，及时对检测结果的进行处理。

本实用新型的气体采集装置、主控制器4、无线通信模块7以及电源2 等各模块器件既可以独立工作，又可以通过标准接口相互连接。气体监测系统遵循实用性、可靠性、经济型原则，充分考虑标准化与模块化思想，便于日后进行维护，方便了系统开发过程中的升级改造。气体监测系统对于恶臭气体的监测，因其成分复杂而且受多方面的因素影响，比如说周边工业环境、气象条件等影响。监测现场的各监测点位的气体传感器将采集到的数据通过无线通信模块发送到服务器中，气体传感器的布置点可分布在垃圾填埋场、污水处理厂、工业生产区、库房、生活区等排出恶臭气体的地方，实现了对一整片地区多点测量的目的。

前端检测设备还包括储存单元和显示屏幕，该储存单元和显示屏幕均与主控制器连接，气体监测系统自动进行气体检测时，首先通过采样泵11抽入待测气体，气体传感器开始采集气体，并得到气体的浓度信号，计算出气体浓度后，将浓度的计算结果存入存储器，并在屏幕中显示检测结果，检测结果通过无线通信模块传输给服务器或者监测终端。其中，显示屏幕为LED显示与按键操作模块结合，该部分是监测系统的显示部分，采用128*64的LCD液晶屏。LCD液晶屏幕可以清晰显示，并具有快速刷新数据的能力。气体监测系统实时连续地对某一个测试点进行长时间的测量，测量会产生大量的数据。这些数据对于分析恶臭气体来源和扩散具有重要的意义，最终检测所得的数据会通过无线通信模块传输给监测终端，通过监测终端可实时查看监测结果。同时，在气体监测系统中还设有大容量数据卡(SDHC卡)存储数据，作为备份使用，以防止数据的丢失。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种气体监测系统，其特征在于，所述气体监测系统包括：

至少一种气体传感器，其用于检测目标气体获得感测信号；

气体采集装置，用于采集待检测的气体；

主控制器，其用于控制气体传感器和气体采集装置，并将所述感测信号转化为数字信号；

无线通信模块，其与所述主控制连接，并传输所述数字信号；

服务器，接收并储存所述无线通信模块传输的所述数字信号，并对所述数字信号进行处理；

监测终端，其与所述服务器、所述主控制器通信连接，接收服务器及主控制器传输的数字信号，并对所述数字信号进行分析显示。

2.根据权利要求1所述的气体监测系统，其特征在于，

所述气体监测系统还包括电源，所述电源与所述气体传感器、所述主控制器连接。

3.根据权利要求1所述的气体监测系统，其特征在于，

所述气体传感器的种类为3种；所述气体传感器分别为电化学气体传感器、半导体传感器和光离子化PID气体传感器。

4.根据权利要求1所述的气体监测系统，其特征在于，

所述气体监测系统还包括风向传感器，所述风向传感器与所述主控制连接。

5.根据权利要求1所述的气体监测系统，其特征在于，

所述气体监测系统还包括风速传感器，所述风速传感器与所述主控制连接。

6.根据权利要求1所述的气体监测系统，其特征在于，

所述气体采集装置包括采样泵以及与所述采样泵连通的气体收集袋，所述采样泵与所述主控制器连接。

7.根据权利要求1所述的气体监测系统，其特征在于，

所述气体监测系统还包括温度传感器，所述温度传感器与所述主控制连接。

8.根据权利要求1所述的气体监测系统，其特征在于，

所述监测终端设置有3G、4G无线模块连接互联网和服务器进行通讯。