CN210707088U - 一种集成式移动环境观测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集成式移动环境观测装置，属于环境监测设备领域。它包括移动监测车，移动监测车前上部安装控制箱，控制箱顶部安装通讯模块，移动监测车后部上、下分隔分别安装机舱和船舱，机舱和船舱中分别安置无人监测飞机和无人监测船。无人监测飞机和无人监测船与检测车通过无线讯号进行数据交换，并通过观测车对无人监测飞机进行检测、导航、采样控制，不仅可获得实时污染物数据，还能直接保留污染物的样品证据，集成度高，多功能，能够快速、准确地反映环境现状及处理突发环境事件，结合无人监测飞机进行航拍和空中检测，从而实现了区域内的快速、精准且全方位观测监测，可满足目标环境空域和水域所有污染物检测需求。
Description
技术领域
本实用新型属于环境监测设备技术领域，尤其涉及一种集成式移动环境观测装置。
背景技术
在大气环境问题日益严重的今天,大气环境质量监测已经成为一种主要的技术手段。环境监测是环境保护的基础工作,涉及到的面大、专业性强且资金消耗大,它是通过一定技术手段,对大气环境中污染物的浓度,观察、分析其变化和对环境影响的测定过程。大气污染监测是测定大气中污染物的种类及其浓度,并观察其时空分布和变化规律。大气监测的主要污染物包括氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)以及悬浮颗粒物，大气质量监测数据是大气质量监控的重要依据，也能够针对大气质量变化及污染程度展开更加深入的研究，掌握大气环境质量的基本规律，预测和控制大气污染的重要依据。因此，大气质量监测相关结构及数据信息是环境保护监测工作有效开展的参考资源，对于防止大气环境新污染源的出现意义重大。
中国的环境监测事业早已起步，现正逐渐发展壮大，以环境空气自动监测站为单元，建设城市空气自动监测网络体系，是适应社会发展需要的。这个空气自动监测网络体系通过固定站和移动站相组合的形式来建立，目前国内的固定站建设已经比较成熟，相比之下，移动监测技术的发展就有所不足，都在进行各种尝试，这些移动监测有的是针对水环境，通过无人监测船对城市内的河水质进行监测，有的是针对大气环境，大部分是通过车载的形式来实现对大气的移动监测，还有一些是依靠无人监测飞机、气球作为载体的空中监测。
目前车载的移动观测平台主要是通过将中小型的客车进行改造，在其内部安装监测分析仪器，构建数据处理和分析系统，从而来实现大气的移动监测，大气的监测和分析系统已经与车合为一体，可以充分发挥其机动性和灵活性。还有一些车载的移动监测平台，它的空气监测车厢与移动监测车是不完全相连的，环境监测分析仪器安装在监测车厢内，空气监测车厢通过皮卡车来运载。
在现阶段，要建设健全的环境监测网络体系，移动监测技术的突破是一个必定要克服的难关。目前国内的车载移动平台还有许多不足，一个是由于车内空间大小的限制，车内可以安装的空气监测分析仪器的数量就有了限制，因此，不同的移动监测车对于大气中各成分和参数的监测种类也都各有不同；另一方面是因为建造移动观测平台需要各种不同的技术，易致移动观测车的功能不足，故在遇到一些综合性污染等情况下，就不能完全胜任。
发明内容
1.要解决的问题
本实用新型的目的是提供集成式移动环境观测装置，采用模块化、功能化集成设计，适应快速机动实施对目标区域监测需求。
2.技术方案
为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
集成式移动环境观测装置,包括移动监测车、无人监测飞机和无人监测船，以移动监测车进方向为前方，所述移动监测车前部由下到上依次设置有设备箱、电源柜及控制箱，所述控制箱顶部安装通讯模块；移动监测车后部由下到上依次设置有用于容纳无人监测船的船舱以及用于容纳无人监测飞机的机舱，所述机舱内设置有与无人监测飞机的外形相匹配的减震缓冲垫可以在运输中起到保护固定的作用；
所述船舱内的底板上设置有能够相对地板滑动的载船滑板，既可以在运输中对无人监测船起到保护固定的作用，也能够在将无人监测船运出观测车时起到辅助缓冲作用；所述载船滑板的表面设置有与无人监测船底部的凸起相匹配的凹槽，一方面，有助于无人监测船在载船滑板面上的稳另一方面可以使无人监测船在载船滑板上按照预先设计的方向前后滑动。
优选地，所述移动监测车的前端设置有牵引装置，方便集成式移动环境观测装置于专用特种车辆结合工作。
优选地，所述控制箱设置有侧门，方便设备的取用、更换及维护修理。
优选地，所述电源柜内放置有供电设备用于给集成式移动环境观测装置上搭载的各种设备供电，所述的供电设备可以是发电机或蓄电池。
优选地，所述设备箱为配件存储空间，方便携带一些辅助性工具与设备，比如电缆盘、配电盒辅助操作工具等。
优选地，所述船舱后部设置有尾舱门，所述尾舱门为底边铰接或插接安装且能够向下翻转开启的下翻门，尾舱门开启后形成供无人监测船由船舱向外运输的支撑板，形成运输通道。
优选地，所述载船滑板的凹槽与无人监测船的凸起上分别设置有相互对应的插孔，将插孔对齐，并插入固定杆件，能够进一步的保证将无人监测船固定于载船滑板上，防止在运输途中无人监测船在船舱内因滑动位移而产生损坏。
优选地，所述机舱的舱壁为单边铰接或插接安装的可翻转舱壁。
优选地，所述通讯模块安装有移动无线网络设备，再加上电话卡(比如中国联通/移动的电话卡)，能够实现无线网络对整个监测平台的覆盖。监测平台上的仪器和计算机在继续安装了无线网卡之后就可以直接连入互联网了，既可以完成GDAS气象数据的下载等其他数据传输，也可以进行GPS定位，还可以进行远程监控和帮助。
优选地，所述无人监测船搭载有监视摄像设备、测温仪、水质检测仪、液体采样箱、DNSS接收机、侧扫声纳、ADCP多普勒流速仪、测深传感器及放射性水体测量仪；无人监测飞机搭载有监视摄像设备、气体采样箱、小型气象平台；移动监测车没有固定搭载的设备，可以根据需求另外携带以下仪器，例如：二氧化硫分析仪、氮氧化物分析仪、一氧化碳分析仪、臭氧分析仪、SHARP颗粒物监测仪、MAAP黑碳气溶胶监测仪、大气气溶胶浊度仪、微型黑碳仪中的一种或一种以上，这些仪器在运输途中可以放在专门牵引移动监测车的专用特种车辆的座椅和/或后备箱内，达到停放地点后，将仪器放在机舱和/或船舱内运行。
3.有益效果
相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型提供的集成式移动环境观测装置，无人监测飞机和无人监测船与移动监测车通过无线讯号进行数据交换，并通过移动监测车对无人监测飞机及无人监测船进行检测、导航、采样控制，不仅可获得实时污染物数据，还直接保留了污染物的样品证据，能够更直观的获得相应信息，集成度高，多功能，用途广，成本低，环境空气检测功能齐全，能够快速、准确地反映环境现状及处理突发环境事件，结合无人监测飞机进行航拍和空中检测，结合无人监测船进行水水域检测，从而实现了区域内的快速、精准且全方位观测监测，可满足目标环境空域和水域所有污染物检测需求。及时有效的为环境管理及应急事故处理提供科学依据。
(2)实际应用中，对于一些污染事件，其污染的区域(空气、水域、土壤)也不尽相同，且尽管只是对环境空气的监测，但是其涉及下垫面可能各不相同，受到道路、楼房、水域的限制，普通的移动监测车就难以对这些区域进行监测；本实用新型提供的集成式移动环境观测装置，集成了移动监测车、无人监测飞机和无人监测船，可有对空陆水三个区域的监测，可以通过移动监测车对于道路边、近地面大气的监测，通过污染监测飞机对于高空大气的监测，通过无人监测船对于水面上的大气和水域进行监测，多管齐下，可以同时开展，对陆地、高空、水面上的大气和水域进行同时立体观测，能够全面了解该区域内污染物的传输和扩散情况。
附图说明
图1为本实用新型提供的拖车型集成式移动环境观测装置的结构示意图；
图2为本实用新型提供的拖车型集成式移动环境观测装置与专用特种车辆的结合结构示意图；
图中：1、移动监测车；2、车轮；3、控制箱；301、侧门；4、电源柜；5、设备箱；6、船舱；601、无人监测船；602、尾舱门；603、载船滑板；7、机舱；701、无人监测飞机；702、可翻转舱壁；8、通讯模块；9、牵引装置；10、专用特种车辆。
具体实施方式
本实用新型原理在于，以机动车辆为载体，集成搭载无人监测船601和无人监测飞机701，并配备必要辅助操控和数据采集传输设备，设计实用功能强大的移动空陆水全域环境观测综合系统。
需要说明的是，当元件被称为“安装”于另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以两元件直接为一体；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能两元件直接为一体。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本文所述的“减震缓冲垫”可以为现有的橡胶垫减震器(比如：上海青浦震新减振器厂生产的，精密仪器用橡胶垫减震器，型号：JSD-210，具体安装使用方法参见使用说明书)，该减震器包括螺栓孔与金属橡胶复合板，安装时螺栓孔与仪器联接，金属橡胶复合板的安装孔与车体面/工作台面联接固定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。
如附图1所示，本实用新型提供的集成式移动环境观测装置的移动监测车1上搭载有无人监测飞机701与无人监测船601，移动监测车1底部安装有车轮2，以移动监测车1前进方向为前方，移动监测车1划分为前部与后部，前部由下到上依次设置为设备箱5、电源柜4及控制箱3，其中，控制箱3顶部设置有通讯模块8，如图2所示，移动监测车1前部的最前端设置有用于与专用特种车辆10相连接的牵引装置9；同时，移动监测车1后部上、下分隔形成两个独立的空间，上部为放置无人监测飞机701的机舱7，机舱7内设置有用于无人监测飞机701的的减震缓冲垫，比如橡胶垫减震器，其设置在机舱7底面及侧壁上，橡胶垫减震器的螺栓孔与无人监测飞机701联接，橡胶垫减震器的金属橡胶复合板的安装孔与机舱7底面/侧壁联接固定，当然，减震缓冲垫也可以为其他选择，只要能够起到运输途中充分保护无人监测飞机701即可；移动监测车1下部为放置无人监测船601的船舱6，船舱6内的底板上设置有能够相对底板滑动的载船滑板603；无人监测船601的底部设置有凸起，载船滑板603的表面设置有与无人监测船601底部的凸起相匹配的凹槽。
专用特种车辆10的座椅和/或后备箱内搭载有陆地检测设备，可以是二氧化硫分析仪、氮氧化物分析仪、一氧化碳分析仪、臭氧分析仪、SHARP颗粒物监测仪、MAAP黑碳气溶胶监测仪、大气气溶胶浊度仪及微型黑碳仪中的一种及一种以上，达到停放地点后，将搭载的仪器放在机舱和/或船舱内运行。
无人监测船601搭载有监视摄像设备、测温仪、水质检测仪、液体采样箱、DNSS接收机、侧扫声纳、ADCP多普勒流速仪、测深传感器及放射性水体测量仪。
无人监测飞机701搭载有搭载有监视摄像设备、气体采样箱、小型气象平台。
控制箱3设置有侧门301，方便设备的取用、更换及维护修理；同时，控制箱3中安装有专门的数据采集仪器ES8832-II，所述数据采集仪器ES8832-II配置有USB、RS232、VGA、以太网接口以及多路模拟量和数字量的输入输出通道，通过模拟量通道、RS232接口连接移动监测车1、无人监测船601及无人监测飞机701所搭载的仪器，实现对各仪器的运行监控和数据采集，这些数据通过通讯模块8上传至远程其他的电脑上安装AQMS的客户端，实现对数据采集器中数据的导出。
通讯模块8安装有移动无线网络设备，再加上电话卡(比如中国联通/移动的电话卡)，能够实现无线网络对整个监测平台的覆盖。监测平台上的仪器和计算机在继续安装了无线网卡之后就可以直接连入互联网了，既可以完成GDAS气象数据的下载等其他数据传输，也可以进行GPS定位，还可以进行远程监控和帮助。
电源柜4内放置有供电设备用于给集成式移动环境观测装置上搭载的各种设备供电，所述的供电设备可以是发电机或蓄电池。
设备箱5作为配件存储空间，其内放置电缆盘、配电盒辅助操作工具等各类工具。
船舱6后部的后壁上安装有尾舱门602，尾舱门602底边与船舱6的底面铰接连接形成能够向下翻转开启的下翻门，尾舱门602一边(船舱6的底面铰接的底边)与船舱6搭载，另一边与地面搭载，形成一个供无人监测船601由船舱6向外运输的支撑运输通道。船舱6内的载船滑板603的凹槽上开设有插孔，无人监测船601底部的凸起上也设置有插孔，二者相互匹配，对齐后插入固定杆件，将无人监测船601固定于载船滑板603上，防止在运输途中无人监测船601在船舱内因滑动位移而产生损坏。
机舱7的外壁为一侧边铰接或插接安装可翻转舱壁702，可翻转舱壁702能够快捷拆装或打开关闭，既满足方便快捷的同时也满足安全牢固的要求。
根据车辆管理限制，合理紧凑地设计移动监测车1架构，减少不常用仪器设备配置，减小功能设备集成度，保证无人监测船601和无人监测飞机701正常搭载，并配置必须的操控和数据采集以及通讯传输设备，缩小移动监测车1体积，以支持专用特种车辆10自重、轴距等标准规范。虽然会弱化功能和影响检测的全面便捷性能，但是停放机动性能以及制造成本都会大幅度优化。
根据需要根据移动监测车1内富裕空间条件，选择携带监测仪器：二氧化硫分析仪、氮氧化物分析仪、一氧化碳分析仪、臭氧分析仪、SHARP颗粒物监测仪、MAAP黑碳气溶胶监测仪、大气气溶胶浊度仪、微型黑碳仪、大气颗粒物监测激光雷达或质谱仪、中的一种或几种；若携带了需要校准的监测仪器则按需携带动态校准仪、零气发生器及标气钢瓶。
本实用新型提供的集成式移动环境观测装置的工作原理：
携带有陆地检测设备的专用特种车辆10通过牵引装置9钩挂住移动监测车1，将集成式移动环境观测装置拖行至工作现场，打开可翻转舱壁702检查无人监测飞机701并根据选择需要搭载的设备，然后操控至检测空域观测或取样、检测；同时，打开船舱6的尾舱门602，尾舱门602一端与船舱6铰接，另一端搭在地面上，形成一个载船滑板603的负载支撑面，随后载船滑板603由底板滑出落在尾舱门602形成的负载支撑面上，随后将固定杆件拔出，无人监测船601从载船滑板603上滑出船舱6；检查无人监测船601并选择需要搭载的设备，然后操控至检测水域观测或取样、检测；同时，从专用特种车辆10的座椅和/或后备箱内取出搭载的陆地检测设备，将其放在机舱7和/或船舱6内运行；
打开操控侧门301，控制箱3中安装有一台专门的数据采集仪器ES8832-II，配置有多个USB、RS232、VGA和以太网接口，以及多路模拟量和数字量的输入输出通道，通过模拟量通道和RS232接口连接各台移动监测车1、无人监测船601和无人监测飞机701上搭载的仪器，实现对各仪器的运行监控和数据采集，这些数据通过通讯模块8上传，在远程其他的电脑上安装AQMS的客户端，就可以实现对数据采集器中数据的导出。
其中监测仪器进行校准的方法如下：
通过零气发生器向需要校准的监测仪器提供不含污染物的洁净空气，同时标气钢瓶提供标准气体，当零点校准时，由零气发生器产生不含污染物的洁净空气，再通过动态校准仪供给需要校准的仪器；当跨点或线性校准时，洁净空气和标气钢瓶提供的标准气体通过动态校准仪进行混合，混合浓度可在动态校准仪上设置，将混合后已知浓度的气体供给需要校准的仪器。
Claims (10)
1.一种集成式移动环境观测装置,包括移动监测车(1)、无人监测飞机(701)和无人监测船(601)，其特征在于：所述移动监测车(1)前部由下到上依次设置有设备箱(5)、电源柜(4)及控制箱(3)，所述控制箱(3)顶部安装通讯模块(8)；移动监测车(1)后部由下到上依次设置有用于容纳无人监测船(601)的船舱(6)以及用于容纳无人监测飞机(701)的机舱(7)，所述船舱(6)内的底板上设置有能够相对底板滑动的载船滑板(603)，所述载船滑板(603)的表面设置有与无人监测船(601)底部的凸起相匹配的凹槽，所述机舱(7)内设置有无人监测飞机(701)的减震缓冲垫。
2.根据权利要求1所述的集成式移动环境观测装置，其特征在于：所述移动监测车(1)的前端设置有牵引装置(9)。
3.根据权利要求1所述的集成式移动环境观测装置，其特征在于：所述控制箱(3)设置有侧门(301)，控制箱(3)内设置有数据采集仪器。
4.根据权利要求1所述的集成式移动环境观测装置，其特征在于：所述电源柜(4)内放置有供电设备。
5.根据权利要求1所述的集成式移动环境观测装置，其特征在于：所述设备箱(5)为配件存储空间。
6.根据权利要求1所述的集成式移动环境观测装置，其特征在于：所述船舱(6)的后部还设置有尾舱门(602)，所述的尾舱门(602)为底边铰接或插接安装且能够向下翻转开启，尾舱门(602)开启后形成供无人监测船(601)运行的通道。
7.根据权利要求6所述的集成式移动环境观测装置，其特征在于：所述载船滑板(603)的凹槽与无人监测船(601)的凸起上分别设置有相互对应的插孔，将插孔对齐，并插入固定杆件，能够将无人监测船(601)固定于载船滑板(603)上。
8.根据权利要求1所述的集成式移动环境观测装置，其特征在于：所述机舱(7)的舱壁为单边铰接或插接安装的可翻转舱壁(702)。
9.根据权利要求1所述的集成式移动环境观测装置，其特征在于：所述通讯模块(8)安装有移动无线网络设备，实现无线网络对整个监测平台的覆盖。
10.根据权利要求1所述的集成式移动环境观测装置，其特征在于：所述无人监测船(601)搭载有监视摄像设备、测温仪、水质检测仪、液体采样箱、DNSS接收机、侧扫声纳、ADCP多普勒流速仪、测深传感器及放射性水体测量仪；
所述无人监测飞机(701)搭载有监视摄像设备、气体采样箱、小型气象平台；
所述移动监测车(1)搭载有二氧化硫分析仪、氮氧化物分析仪、一氧化碳分析仪、臭氧分析仪、SHARP颗粒物监测仪、MAAP黑碳气溶胶监测仪、大气气溶胶浊度仪及微型黑碳仪中的一种或一种以上。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111845578A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-30 | 陈圆圆 | 一种基于5g通信的大气污染智能监测设备 |
| CN111993980A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-27 | 南昌航空大学 | 一种无人机磁悬浮起降装置 |
| CN114325876A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-12 | 四创电子股份有限公司 | 一种多功能浮空器气象保障设备 |
| CN116818023A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-09-29 | 南京浦蓝大气环境研究院有限公司 | 一种大气环境监测应急预警装置 |
-
2019
- 2019-09-27 CN CN201921634420.XU patent/CN210707088U/zh active Active
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