CN207263712U - 空气质量在线监测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种空气质量在线监测仪，包括分离设置的监测仪主机箱和污染物采样箱、数据采集主控电路板、颗粒物传感器、温度湿度大气压一体传感器、污染气体传感器、噪声传感器、风向传感器和风速传感器；所述颗粒物传感器、温度湿度大气压一体传感器、污染气体传感器分别通过数据采集接口电路与数据采集主控电路板连接，噪声传感器、风向传感器和风速传感器分别通过RS485接口与数据采集主控电路板连接，数据采集主控电路板通过RS232接口与Raspberry通信，本方案将污染物监测部分独立于主机箱，可以保证待测气体不被二次污染，保监测准确性，同时可以自动连续监测SO2、NO2、CO、O3，PM2.5、PM10污染物浓度、风速、风向、大气压、温湿度等数据并实现数据的实时上报。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境监测领域，具体涉及空气质量在线监测仪。
背景技术
空气质量（air quality）是空气污染好坏程度的反映，它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响。来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一，其中包括车辆、船舶、飞机的尾气、工业污染、居民生活和取暖、垃圾焚烧等。城市的发展密度、地形地貌和气象等也是影响空气质量的重要因素。因而对其进行监测有着实际的意义。
其中，空气污染物从组成成分上可划分为气体和颗粒物两类；从来源上可分为自然和人为两类。随着工业及交通运输业的不断发展，大量的有害物质被排放到空气中，改变了空气的正常组成，使空气质量变坏。当我们生活在受到污染的空气之中健康就会受到影响。为了改善环境空气质量，防止生态破坏，创造清洁适宜的环境，保护人体健康，我国根据《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》制定了《环境空气质量标准》（GB3095-1996）。环境空气质量标准也分为三级，一类区执行一级标准，二类区执行执行二级标准，三类区执行三级标准。衡量某个区域的空气质量达到几级标准主要就是看这个地方空气中各种污染物如可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫、二氧化氮的浓度达到几级标准。
传统的一些针对空气污染物在线监测仪存在三大问题：
1、监测污染物单一，不全面；
2、通信方式单一，缺乏灵活性；
3、设备配置管理，固件升级等专业人员进行现场操作，不具高效性；本实用新型就是在这一背景下设计实现空气质量在线监测。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种空气质量在线监测仪，对环境进行全天候监测，并将采集到空气污染物浓度，噪声及气象等数据实时准确的通过GPRS，3G/4G或有线网络传输到数据中心，并展示到现场点位设置的LED屏幕上，同时，监测装置能够根据设定好的报警规则，在污染物超标情况下，进行报警提醒。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种空气质量在线监测仪，包括监测仪主机箱和污染物采样箱，所述监测仪主机箱和污染物采样箱分离设置，所述监测仪主机箱内置数据采集主控电路板和路由器，所述污染物采样箱内置颗粒物传感器、温度湿度大气压一体传感器、污染气体传感器；
还包括噪声传感器、风向传感器和风速传感器；
所述颗粒物传感器、温度湿度大气压一体传感器、污染气体传感器分别通过数据采集接口电路与数据采集主控电路板连接，所述噪声传感器、风向传感器和风速传感器分别通过RS485接口与数据采集主控电路板连接，所述数据采集主控电路板通过RS232接口与Raspberry通信，所述路由器用于数据上传及设备维护提供网络和接口。
进一步的，所述的污染气体传感器包括SO2传感器、NO2传感器、CO传感器、O3传感器。
进一步的，还包括报警器和LED屏幕，所述报警器与数据采集主控电路板连接，所述LED屏幕显示监测数据。
进一步的，所述报警器与数据采集主控电路板之间连接有继电器。
进一步的，所述污染物采样箱内安装有数据采集接口电路板，所述数据采集接口电路集成在数据采集接口电路板上，所述污染气体传感器安装在数据采集接口电路板下部，所述电路板下方安装有用于吸入待检气体的风扇。
进一步的，所述的监测仪主机箱配置有切断电源的空气开关以及散热风扇，所述散热风扇的控制端与所述数据采集主控电路板的输出端连接。
进一步的，所述的路由器与Raspberry之间通过RJ45接口通信。
进一步的，还包括电池，所述电池用于在断电情况下为污染气体传感器供电。
进一步的，所述数据采集主控电路板还设置有扩展接口。
本实用新型的有益效果是：本实用新型污染物监测部分独立于主机箱，可以保证待测气体不被二次污染，保监测准确性，同时提高整机防水，防尘能力；同时可以自动连续监测SO2、NO2、CO、O3，PM2.5，PM10污染物浓度，并实现更全方位的，包括：噪声、温度，湿度，大气压，风速，风向的监测；同时实现数据的实时上报，动态展示，根据设定规则进行超标报警。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型污染物采样箱的结构示意图；
图3是本实用新型数据采集主控电路板与Raspberry之间的接口电路图；
图4是本实用新型数据采集主控电路板RS485接口电路图；
图5是本实用新型数据采集接口电路板各传感器接口电路图；
图6是本实用新型以太网RJ45接口电路图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，
一种空气质量在线监测仪，包括污染物采样箱、监测仪主机箱、监测仪立杆、LED屏幕,报警器。
污染物采样箱由SO2传感器、NO2传感器、CO传感器、O3传感器四种气体传感器，PM2.5/PM10一体传感器（即颗粒物传感器），温湿度大气压一体传感器、箱体、数据采集接口电路板、盖板、风扇、电池组成；四种气体传感器安装于数据采集接口电路板下部，颗粒物传感器及备用电池，风扇安装于数据采集接口电路板下部；盖板用于固定气体传感器；风扇用于吸入待检气体；电池用于给四种气体传感器在断电情况下提供大约一周时间的备用，以保证通电后，数据的准确性及稳定性；
监测仪主机箱内部包含路由器、电源、空开、散热风扇、数据采集主控电路板组成；路由器用于数据上传及设备维护提供网络和接口；电源为设备接入市电将交流转换为直流；空开起接入和切断电源的作用；当温度超过设定值是，扇热风速开始工作；数据采集主控电路板负责数据采集，分析，存储，上传，同时为接入风速，风向，噪声传感器，报警器，散热风扇，LED屏幕提供接口。
其中风向传感器和风速传感器装在T型立杆的横杆两侧，一侧安装风速传感器，另侧安装风向传感器，噪声传感器安装在监测仪主机箱底部。
从逻辑层设计划分为三层：感知层、数据处理层及传输层；
感知层主要包括前端颗粒物传感器、温度湿度大气压一体传感器、污染气体传感器，负责数据采集；
数据处理层负责原始数据的实时备份存储、上传，传感器实时数据的读取、统计和计算等。
传输层负责为整个监测仪提供网络，包括GPRS/3G/4G，有线网络等方式。
如图3-6所示：
空气质量在线监测仪内部Raspberry与数据采集主控电路板之间采用RS232通信；Raspberry与路由器之间通过RJ45接口进行连接；数据采集板主控电路板通过继电器控制报警器；风速、风向、噪声传感器与数据采集主控电路板采用RS485通信；PM2.5，PM10一体传感器、SO2传感器、NO2传感器、CO传感器、O3传感器与数据采集接口电路板采用RS485通信；温度，湿度，大气压一体传感器与数据采集接口电路板采用I2C通信。
作为本方案的进一步改进，数据采集主控电路板还设置有扩展接口，扩展接口可用于扩展其他检测传感器，也就是说本实用新型的污染气体传感器并不局限与本申请文件中所列举的，同样可以因地制宜扩展其他污染气体传感器或者用于检测其他参数的传感器。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种空气质量在线监测仪，包括监测仪主机箱和污染物采样箱，其特征在于：所述监测仪主机箱和污染物采样箱分离设置，所述监测仪主机箱内置数据采集主控电路板和路由器，所述污染物采样箱内置颗粒物传感器、温度湿度大气压一体传感器、污染气体传感器；
还包括噪声传感器、风向传感器和风速传感器；
所述颗粒物传感器、温度湿度大气压一体传感器、污染气体传感器分别通过数据采集接口电路与数据采集主控电路板连接，所述噪声传感器、风向传感器和风速传感器分别通过RS485接口与数据采集主控电路板连接，所述数据采集主控电路板通过RS232接口与Raspberry通信，所述路由器用于数据上传及设备维护提供网络和接口。
2.根据权利要求1所述的一种空气质量在线监测仪，其特征在于：所述的污染气体传感器包括SO2传感器、NO2传感器、CO传感器、O3传感器。
3.根据权利要求1所述的一种空气质量在线监测仪，其特征在于：还包括报警器和LED屏幕，所述报警器与数据采集主控电路板连接，所述LED屏幕显示监测数据。
4.根据权利要求3所述的一种空气质量在线监测仪，其特征在于：所述报警器与数据采集主控电路板之间连接有继电器。
5.根据权利要求1所述的一种空气质量在线监测仪，其特征在于：所述污染物采样箱内安装有数据采集接口电路板，所述数据采集接口电路集成在数据采集接口电路板上，所述污染气体传感器安装在数据采集接口电路板下部，所述电路板下方安装有用于吸入待检气体的风扇。
6.根据权利要求1所述的一种空气质量在线监测仪，其特征在于：所述的监测仪主机箱配置有切断电源的空气开关以及散热风扇，所述散热风扇的控制端与所述数据采集主控电路板的输出端连接。
7.根据权利要求1所述的一种空气质量在线监测仪，其特征在于：所述的路由器与Raspberry之间通过RJ45接口通信。
8.根据权利要求1所述的一种空气质量在线监测仪，其特征在于：还包括电池，所述电池用于在断电情况下为污染气体传感器供电。
9.根据权利要求1所述的一种空气质量在线监测仪，其特征在于：所述数据采集主控电路板还设置有扩展接口。
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| CN110296741A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-01 | 中兴仪器（深圳）有限公司 | 一种气体质量监控系统 |
| GR1010082B (el) * | 2021-01-11 | 2021-09-15 | Emdot Μονοπροσωπη Ανωνυμη Εταιρεια | Αυτονομη συσκευη μετρησης οσμης και αεριων που εκλυονται απο απορριμματα σε καδους |
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