CN209069676U - 一种泵吸式大气网格化质量监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种泵吸式大气网格化质量监测系统，包括：太阳能电池板（1）、供电机箱（2）、主机箱（3）、泵吸式的采样探头（4）、风速传感器（5）、风向传感器（6）、百叶箱（7）、调试接口（8）、GPRS/GPS二合一天线（9）、安装板（10）、支撑杆（11）、连接板（12）、第一折弯板（13）、第二折弯板（14）；供电机箱（2）内设有市电供电电路、太阳能电池板控制器、蓄电池；蓄电池、市电供电电路、采样探头（4）、风速传感器（5）、风向传感器（6）、百叶箱（7）内设置的传感器模块、GPRS/GPS二合一天线（9）分别与主机箱（3）相连，其与调试接口（8）电性相连。本实用新型采用泵吸式，响应更加及时、数据更加稳定，可提高检测效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种泵吸式大气网格化质量监测系统，属于大气质量监测设备的技术领域。
背景技术
随着中国经济的快速发展，大气环境污染问题日益突出。为了查清溯源，需要对大气质量进行监测，但是现有的监测设备，体积庞大、价格较高、布设点位少，对区域空气质量的反映能力很有限。因此，大气网格化监测系统应运而生。
大气网格化监测系统采用传感器技术对大气中的污染物以及气象参数进行监测，具有自动采集、处理并上传数据的功能，极大地方便了主管部门的监测需求，且设备小、价格低，易于布设和推广，但仍然存在不足。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种泵吸式大气网格化质量监测系统，解决现有系统无法对大气质量进行在线监测并实时上传污染物浓度以及位置信息，导致系统监测不具备实时性和准确性的问题。
本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种泵吸式大气网格化质量监测系统，包括：太阳能电池板、供电机箱、主机箱、泵吸式的采样探头、风速传感器、风向传感器、百叶箱、调试接口、GPRS/GPS二合一天线、安装板、支撑杆、连接板、第一折弯板、第二折弯板，其中太阳能电池板的底面固定设置安装板，且安装板通过支撑杆固定在主机箱上；所述供电机箱的表面通过连接板固定在主机箱上，且供电机箱内设有市电供电电路、太阳能电池板控制器、蓄电池，其中太阳能电池板与太阳能电池板控制器、蓄电池依次电性连接；所述采样探头、风速传感器通过第一折弯板、风向传感器通过第二折弯板、百叶箱分别设置在主机箱的表面，且百叶箱内设置传感器模块；所述蓄电池、市电供电电路、采样探头、风速传感器、风向传感器、百叶箱内设置的传感器模块、GPRS/GPS二合一天线分别与主机箱内的主电路板电性相连，且该主电路板与调试接口电性相连。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述太阳能电池板采用单晶硅电池板。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述蓄电池采用铅酸电池。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述采样探头的底部通过螺杆固定在主机箱的上方。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述传感器模块至少包括颗粒物传感器、气体传感器、气象传感器。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述百叶箱的底部通过支撑架固定在主机箱的表面。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述调试接口采用RS232通信接口。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括在主机箱上设置用于固定主机箱的抱箍。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述太阳能电池板控制器内设置电源转换电路和过压过流过载保护电路。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述电源转换电路内设置稳压滤波电路。
本实用新型采用上述技术方案，能产生如下技术效果：
本实用新型提供的泵吸式大气网格化质量监测系统，包括供电组件、数据采集传输组件以及固定组件。根据所在区域特点，可在一定范围内布设多个监测设备，实现对该区域大气质量的高密度监测，形成网格化监测网络，提高监测数据的精准性。采样方式采用泵吸式，响应更加及时、数据更加稳定，采样探头为模块化设计，便于拆卸、清洗、更换。上传的污染物浓度数据、位置信息可通过云平台即时向主管部门、企业以及居民发布，方便大气质量的监管。所述数据供电组件以及数据采集传输组件通过抱箍固定在路灯杆中部，尺寸小、重量轻，便于安装和维护；本系统以太阳能供电为主，节能环保，同时也可由市政供电，满足多种需求。
本实用新型可以对大气质量进行在线监测并能实时上传污染物浓度以及位置信息的功能，解决了大气环境污染溯源问题。
附图说明
图1为本实用新型泵吸式大气网格化质量监测系统的结构示意图。
图2为本实用新型中主机箱的安装示意图。
图3为本实用新型主机箱的主视图。
其中标号解释：1-太阳能电池板、2-供电机箱、3-主机箱、4-采样探头、5-风速传感器、6-风向传感器、7-百叶箱、8-调试接口、9-GPRS/GPS二合一天线、10-安装板、11-支撑杆、12-连接板、13-第一折弯板、14-第二折弯板、15-支撑架、16-抱箍。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的实施方式进行描述。
本实用新型设计了一种泵吸式大气网格化质量监测系统，该系统主要包括供电组件、数据采集处理传输组件以及固定组件三大部分。其中，供电组件主要包括太阳能电池板1、供电机箱2，其中供电机箱内部含有蓄电池和太阳能电池板控制器、市电供电电路。数据采集处理传输组件有主机箱3、采样探头4、风速传感器5、风向传感器6、百叶箱7、调试接口8、GPRS/GPS二合一天线9等。固定组件有安装板10、支撑杆11、连接板12、第一折弯板13、第二折弯板14、支撑架15、抱箍16等。
具体地，如图1和2、3所示，本实用新型的具体机构如下：包括太阳能电池板1、供电机箱2、主机箱3、泵吸式的采样探头4、风速传感器5、风向传感器6、百叶箱7、调试接口8、GPRS/GPS二合一天线9、安装板10、支撑杆11、连接板12、第一折弯板13、第二折弯板14，其中太阳能电池板1的底面固定设置安装板10，且安装板10通过支撑杆11固定在主机箱3上；所述供电机箱2的表面通过连接板12固定在主机箱3上，且供电机箱2内设有市电供电电路、太阳能电池板控制器、蓄电池，其中太阳能电池板1与太阳能电池板控制器、蓄电池依次电性连接；所述采样探头4、风速传感器5通过第一折弯板13、风向传感器6通过第二折弯板14、百叶箱7分别设置在主机箱3 的表面，且百叶箱7内设置传感器模块；所述蓄电池、市电供电电路、采样探头4、风速传感器5、风向传感器6、百叶箱7内设置的传感器模块、GPRS/GPS二合一天线9分别与主机箱3内的主电路板电性相连，且该主电路板与调试接口8电性相连。
并且，所述采样探头4工作方式是泵吸式，其采样管的底部可以通过一个螺杆固定在主机箱3的上方，进气结构为圆柱形，提高固定作用。所述百叶箱7的底部可以通过支撑架15固定在主机箱3 的表面，利用支撑架15提高百叶箱7的高度，便于固定和检测。以及，在主机箱3上设置用于固定主机箱3的抱箍16，通过抱箍16可以将主机箱3固定于固定位置的部件上，如路灯杆，实现固定作用。
本系统中，所述太阳能电池板1采集的太阳能通过太阳能电池板控制器转成电能后，输入和存储在蓄电池中，并通过蓄电池给主机箱3供电，保证各个传感器模块、主电路板等的工作；太阳能电池板可以采用单晶硅12V、50W的电池板，其输出电压在阳光充足时可达DC16V以上，其经太阳能板控制器后为蓄电池充电；以及，优选地蓄电池采DC12V的30AH铅酸电池，当蓄电池电量≤15%时，自动切换至市电供电电路，由市政供电维持系统工作。
考虑到设备用电安全，做以下电气防护措施：1、在设备电源入口端安装空气断路器，以达到过流和短路保护的目的；2、 太阳能电池板控制器内设置电源转换电路，在设计时可增加过压过流过载保护电路，使用压敏电阻、温敏电阻和自恢复保险丝，进行过压、过流和过载防护；3、为防止电压冲击损坏电路板的电源模块，电源转换电路板设计时内设置稳压滤波电路，对电源进行稳压和滤波；4、所有设备进行接地保护，接地电阻小于4Ω；5、设计防雷电路。以及，设备有一定的防水防尘能力，等级在IP44以上。
所述百叶箱7内传感器模块可以但不限于：颗粒物传感器、气体传感器、气象传感器等。其中，颗粒物传感器可检测大气中PM2.5和PM10含量；气体传感器为多种气体传感器的集成，可检测大气中CO、O3、SO2、NO2、VOC、NH3、HCl等的含量；气象传感器可检测风速、风向、温度、湿度、气压、降雨量等气象参数。本结构中，所述风速、风向传感器为单独模块，所述温度、湿度、气压、降雨量等传感器模块置于百叶箱中。所述风速、风向传感器以及百叶箱内的电线通过航插连接。
所述二合一天线9由GPRS模块和GPS模块组成，所述GPRS模块可将数据实时传输至云平台，所述GPS模块可实时上传监测区域的定位位置信息。以及，所述调试接口为RS232通信接口，可实现数据采集处理传输组件和上位机之间的通信传输。所述调试接口为航插连接。所述主电路板可对采样探头4、风速传感器5、风向传感器6、传感器模块和二合一天线9采集的数据进行处理，并通过GPRS和RS232进行传输。
本实用新型的工作原理如下：
首先，供电组件为以太阳能供电为主，市政供电为辅的模式，市政供电系统为将路灯杆接线盒内电缆，可接入供电机箱内开关电源。太阳能电池板1通过蓄电池给主机箱3供电；当蓄电池电量≤15%时，自动切换至市政供电。主机箱3以泵吸采样方式，通过采样探头4采集到空气试样后进行数据处理，处理后的数据通过GPRS/GPS二合一天线9中的GPRS模块上传至云平台，云平台并能够相关数据传送给主管部门、企业和居民，其中的GPS定位模块能够提供主机箱所在的定位位置信息，并且通过风速传感器5检测获得所在位置的风速数据，风向传感器6检测获得所在位置的风向数据，及通过百叶箱7中的传感器模块检测得到当前环境的大气中PM2.5和PM10颗粒含量、温度、湿度、气压、降雨量等气象参数、大气中CO、O3、SO2、NO2、VOC、NH3、HCl等的含量等数据，将采集到的数据统一汇总，并结合位置信息通过GPRS模块将数据上传至云平台；所述云平台接收数据，并能够提供环境地图，将地理信息与数据相融合，在平台终端中以地图为基础，直观地显示环境监测站的分布及监测值。云平台接收后，可导出多种报表，自动统计排名，超出设定值的可以报警。
本实用新型的系统可根据所在区域特点，在一定范围内布设多个监测设备，实现对该区域大气质量的高密度监测，形成网格化监测网络，提高监测数据的精准性。
综上，本实用新型采样方式采用泵吸式，响应更加及时、数据更加稳定，采样探头为模块化设计，便于拆卸、清洗、更换。上传的污染物浓度数据、位置信息可通过云平台即时向主管部门、企业以及居民发布，方便大气质量的监管。本系统以太阳能供电为主，节能环保，同时也可由市政供电，满足多种需求，可以实现实时检测和上传，提高检测效率。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (10)
1.一种泵吸式大气网格化质量监测系统，其特征在于，包括：太阳能电池板（1）、供电机箱（2）、主机箱（3）、泵吸式的采样探头（4）、风速传感器（5）、风向传感器（6）、百叶箱（7）、调试接口（8）、GPRS/GPS二合一天线（9）、安装板（10）、支撑杆（11）、连接板（12）、第一折弯板（13）、第二折弯板（14），其中太阳能电池板（1）的底面固定设置安装板（10），且安装板（10）通过支撑杆（11）固定在主机箱（3）上；所述供电机箱（2）的表面通过连接板（12）固定在主机箱（3）上，且供电机箱（2）内设有市电供电电路、太阳能电池板控制器、蓄电池，其中太阳能电池板（1）与太阳能电池板控制器、蓄电池依次电性连接；所述采样探头（4）、风速传感器（5）通过第一折弯板（13）、风向传感器（6）通过第二折弯板（14）、百叶箱（7）分别设置在主机箱（3） 的表面，且百叶箱（7）内设置传感器模块；所述蓄电池、市电供电电路、采样探头（4）、风速传感器（5）、风向传感器（6）、百叶箱（7）内设置的传感器模块、GPRS/GPS二合一天线（9）分别与主机箱（3）内的主电路板电性相连，且该主电路板与调试接口（8）电性相连。
2.根据权利要求1所述泵吸式大气网格化质量监测系统，其特征在于：所述太阳能电池板（1）采用单晶硅电池板。
3.根据权利要求1所述泵吸式大气网格化质量监测系统，其特征在于：所述蓄电池采用铅酸电池。
4.根据权利要求1所述泵吸式大气网格化质量监测系统，其特征在于：所述采样探头（4）的底部通过螺杆固定在主机箱（3）的上方。
5.根据权利要求1所述泵吸式大气网格化质量监测系统，其特征在于：所述传感器模块至少包括颗粒物传感器、气体传感器、气象传感器。
6. 根据权利要求1所述泵吸式大气网格化质量监测系统，其特征在于：所述百叶箱（7）的底部通过支撑架（15）固定在主机箱（3） 的表面。
7.根据权利要求1所述泵吸式大气网格化质量监测系统，其特征在于：所述调试接口（8）采用RS232通信接口。
8.根据权利要求1所述泵吸式大气网格化质量监测系统，其特征在于：还包括在主机箱（3）上设置用于固定主机箱（3）的抱箍（16）。
9.根据权利要求1所述泵吸式大气网格化质量监测系统，其特征在于：所述太阳能电池板控制器内设置电源转换电路和过压过流过载保护电路。
10.根据权利要求9所述泵吸式大气网格化质量监测系统，其特征在于：所述电源转换电路内设置稳压滤波电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN111812275A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-23 | 马小杰 | 一种大气环境酸雾分析监测装置 |
| CN112304828A (zh) * | 2020-09-11 | 2021-02-02 | 安徽曼德克环境科技有限公司 | 一种扬尘在线监测系统 |
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