CN212722508U - 一种便携式空气质量监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式空气质量监测系统，包括数据采集器和模块化传感器，数据采集器包括外壳体、数据采集核心、数据接口和供电单元，外壳体内部设有空气采样通道，空气采样通道的侧壁开设有多个通孔，通孔侧壁设置数据接口和供电接口，多个数据接口与数据采集核心电连接；模块化传感器的传感器主体上设有位置与数据接口和供电接口一致的数据接头和供电接头，模块化传感器与通孔通过锁扣固定，模块化传感器的探头穿过通孔设置在空气采样通道内；通过多个模块化的传感器实现对空气质量的全面检测，并且数据采集器的体积较小，便于携带；模块化传感器在长时间使用出现故障后也可以进行更换，避免装置整体报废。

Description

一种便携式空气质量监测系统

技术领域

本实用新型涉及空气质量检测技术领域，具体是一种便携式空气质量监测系统。

背景技术

洁净大气是人类赖以生存的必要条件之一，但是随着工业级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，使空气变坏。

然而我们个人难以控制工业气体的排放，汽车尾气的排放也暂不能减少。如何能够精确地测量出身边空气的浓度，分析出特定气体的趋势分布情况，是空气质量检测器的重点。

但是现有的空气质量检测设备存在以下问题：(1)功能单一，便携式的空气质量检测仪的功能过于简单，无法全面地检测空气质量；(2)体积庞大，能全面地检测空气质量的设备一般不便携；(3)不便于维修，空气检测设备内部的某个传感器失效后会导致整个设备的报废。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种便携式空气质量监测系统，能够解决背景技术中的问题。

本实用新型的一种便携式空气质量监测系统，包括数据采集器和模块化传感器，数据采集器包括外壳体、数据采集核心、数据接口和供电单元，外壳体内部设有空气采样通道，空气采样通道的侧壁开设有多个通孔，通孔侧壁设置数据接口和供电接口，多个数据接口与数据采集核心电连接；模块化传感器的传感器主体形状与通孔一致，模块化传感器的传感器主体上设有位置与数据接口和供电接口一致的数据接头和供电接头，模块化传感器与通孔通过锁扣固定，模块化传感器的探头穿过通孔设置在空气采样通道内；供电单元包括顺序连接的可拆卸式蓄电池和电源电路，多个供电接口和数据采集核心均与电源电路连接。

进一步，所述模块化传感器包括激光粉尘传感器，所述空气采样通道的侧壁上设有用于安装激光粉尘传感器的激光发射端和接收端的两个位置相对的所述通孔。

进一步，所述锁扣包括设置在所述通孔侧壁的弹性卡扣和设置在所述模块化传感器对应位置上的卡扣槽，所述模块化传感器通过弹性卡扣和卡扣槽卡接在所述通孔内。

进一步，所述通孔旁设有两个中轴线与所述通孔平行的定位槽，所述数据接口和供电接口设置在定位槽内；所述数据接头和供电接头设置在所述模块化传感器的侧壁上并与定位槽对应。

进一步，所述模块化传感器包括传感器本体、模数转换器、RS485收发器和RS485数据接头，传感器本体的数据输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与RS485收发器的输入端连接，RS485收发器的输出端与 RS485数据接头对应连接。

进一步，所述数据采集器包括STM32单片机、4G模块、USB驱动器、USB 接口、RS485收发器和RS485接口，STM32单片机的串行数据引脚分别与4G模块、USB驱动器和RS485收发器连接，USB驱动器与设置在所述外壳体上的USB 接口连接，RS485收发器与设置在所述通孔侧壁的RS485接口连接。

进一步，所述空气采样通道的端口处设有抽风扇，抽风扇通过驱动电路驱动，驱动电路与所述STM32单片机连接。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型的一种便携式空气质量监测系统，与现有技术相比：(1)通过多个模块化的传感器实现对空气质量的全面检测； (2)模块化传感器在长时间使用出现故障后也可以进行更换，避免装置整体报废；(3)数据采集器的体积较小，便于携带，同时不会牺牲检测的全面性，使用时只需要更换几次模块化传感器即可从多个方面检测空气质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本实用新型的数据采集器的结构示意图；

图2为本实用新型的数据采集器的俯视结构图；

图3为本实用新型的模块化传感器的结构示意图；

图4为本实用新型的数据采集器的半部结构示意图；

图5为本实用新型的结构框图。

附图标记如下：1-外壳体、2-模块化传感器、11-空气采样通道、12-通孔、 13-抽风扇、21-数据接头、22-供电接头、23-探头、121-数据接口、122-供电接口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

如图1-图5所示：本实施例的一种便携式空气质量监测系统，包括数据采集器和模块化传感器2，数据采集器包括外壳体1、数据采集核心、数据接口 121和供电单元，外壳体1内部设有空气采样通道11，空气采样通道11的侧壁开设有多个通孔12，通孔12侧壁设置数据接口121和供电接口122，多个数据接口121与数据采集核心电连接；模块化传感器2的传感器主体形状与通孔12 一致，模块化传感器2的传感器主体上设有位置与数据接口121和供电接口122 一致的数据接头21和供电接头22，模块化传感器2与通孔12通过锁扣固定，模块化传感器2的探头23穿过通孔12设置在空气采样通道11内；供电单元包括顺序连接的可拆卸式蓄电池和电源电路，多个供电接口122和数据采集核心均与电源电路连接。

其中，模块化传感器2包括但不限于激光粉尘传感器、空气温湿度传感器、风速传感器、SO2传感器、CO传感器、NO2传感器、甲醛传感器等，现有的市面上能够对空气质量进行检测的传感器，均可以进行模块化封装后进行使用；空气采样通道11可根据不同的传感器作出结构上的改动，例如，当使用风速传感器时，风速传感器的探头23部分体积较大，不便于安装，因此可以将通孔 12设置成分离式的，从空气采样通道11的端口处开槽，安装风速传感器的主体并将风速传感器的探头23放置于空气采样通道11内后，使用卡接件将风速传感器固定在槽口处。

电源电路包括三端稳压器、降压器和滤波器，可拆卸式蓄电池产生的电平信号稳定度较差，通过三端稳压器和滤波器进行稳压滤波，同时，由于传感器、数据接口121和数据采集核心(本实施例为STM32单片机)的工作电压为5V 和3.3V，因此需要降压器进行降压使用，由于电源电路为现有技术，故不再赘述。

本实施例中，模块化传感器2包括激光粉尘传感器，空气采样通道11的侧壁上设有用于安装激光粉尘传感器的激光发射端和接收端的两个位置相对的通孔12，与其他传感器不同，激光粉尘传感器利用射向空气的激光光线的前后的光强比计算空气粉尘含量，因此需要分离式的发射端和接收端，一体式的激光粉尘传感器体积较大，不适合运用在本实施例中，发射端发射强度和波长的光线至接收端，接收端接收到后进行运算，并将结果发送至数据采集核心内；因此固定发射端的通孔12不需要数据接口121，仅需要供电接口122，而接收端既需要数据接口121，又需要供电接口122。

本实施例中，锁扣包括设置在通孔12侧壁的弹性卡扣和设置在模块化传感器2对应位置上的卡扣槽，模块化传感器2通过弹性卡扣和卡扣槽卡接在通孔 12内，通过弹性卡扣对模块化传感器2进行固定，同时弹性卡扣使得模块化传感器2在拆卸式较为简单，便于使用者再检测过程中更换模块化传感器2。

本实施例中，通孔12旁设有两个中轴线与通孔12平行的定位槽，数据接口121和供电接口122设置在定位槽内；数据接头21和供电接头22设置在模块化传感器2的侧壁上并与定位槽对应，定位槽与通孔12平行的设置使得，使用者将模块化传感器2插入通孔12内时，数据接头21和供电接头22能够自然顺利地插入至数据接头21和供电接口122中；同时，为了避免对位困难，定位槽的设置可以有效地提示使用者插入模块化传感器2时的方向。

本实施例中，模块化传感器2包括传感器本体、模数转换器、RS485收发器和RS485数据接头21，传感器本体的数据输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与RS485收发器的输入端连接，RS485收发器的输出端与 RS485数据接头21对应连接，由于传感器采集的一半是模拟信号，而RS485串行接口只传输数字信号，因此需要设置模数转换器将传感器采集的模拟信号转化为数字信号后，再使用RS485收发器进行信号驱动，RS485收发器的型号为 SP485EN，SP485EN的数据收发引脚与RS485接头对应连接。

本实施例中，数据采集器包括STM32单片机、4G模块、USB驱动器、USB 接口、RS485收发器和RS485接口，STM32单片机的串行数据引脚分别与4G模块、USB驱动器和RS485收发器连接，USB驱动器与设置在外壳体1上的USB 接口连接，RS485收发器与设置在通孔12侧壁的RS485接口连接，同样地，RS485 收发器的型号为SP485EN，SP485EN驱动RS485接口；4G模块用于上传检测数据，将检测数据发送至云端的服务器中进行备份，而USB接口则是在没有移动网络信号的时候便于使用USB直接下载检测数据，本实施例中，STM32单片机设有用于存储检测数据的扩展存储器和用于显示检测数据的LED显示屏。

本实施例中，空气采样通道11的端口处设有抽风扇13，抽风扇13通过驱动电路驱动，驱动电路与STM32单片机连接，抽风扇13的作用是：在正式检测之前使得空气采样通道11通风，吹掉聚集在空气采样通道11内的灰尘和气体，避免检测结果差生误差。

本实用新型的一种便携式空气质量监测系统，与现有技术相比：(1)通过多个模块化的传感器实现对空气质量的全面检测；(2)模块化传感器2在长时间使用出现故障后也可以进行更换，避免装置整体报废；(3)数据采集器的体积较小，便于携带，同时不会牺牲检测的全面性，使用时只需要更换几次模块化传感器2即可从多个方面检测空气质量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种便携式空气质量监测系统，其特征在于：包括数据采集器和模块化传感器，数据采集器包括外壳体、数据采集核心、数据接口和供电单元，外壳体内部设有空气采样通道，空气采样通道的侧壁开设有多个通孔，通孔侧壁设置数据接口和供电接口，多个数据接口与数据采集核心电连接；模块化传感器的传感器主体形状与通孔一致，模块化传感器的传感器主体上设有位置与数据接口和供电接口一致的数据接头和供电接头，模块化传感器与通孔通过锁扣固定，模块化传感器的探头穿过通孔设置在空气采样通道内；供电单元包括顺序连接的可拆卸式蓄电池和电源电路，多个供电接口和数据采集核心均与电源电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式空气质量监测系统，其特征在于：所述模块化传感器包括激光粉尘传感器，所述空气采样通道的侧壁上设有用于安装激光粉尘传感器的激光发射端和接收端的两个位置相对的所述通孔。

3.根据权利要求1所述的一种便携式空气质量监测系统，其特征在于：所述锁扣包括设置在所述通孔侧壁的弹性卡扣和设置在所述模块化传感器对应位置上的卡扣槽，所述模块化传感器通过弹性卡扣和卡扣槽卡接在所述通孔内。

4.根据权利要求1所述的一种便携式空气质量监测系统，其特征在于：所述通孔旁设有两个中轴线与所述通孔平行的定位槽，所述数据接口和供电接口设置在定位槽内；所述数据接头和供电接头设置在所述模块化传感器的侧壁上并与定位槽对应。

5.根据权利要求1所述的一种便携式空气质量监测系统，其特征在于：所述模块化传感器包括传感器本体、模数转换器、RS485收发器和RS485数据接头，传感器本体的数据输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与RS485收发器的输入端连接，RS485收发器的输出端与RS485数据接头对应连接。

6.根据权利要求1所述的一种便携式空气质量监测系统，其特征在于：所述数据采集器包括STM32单片机、4G模块、USB驱动器、USB接口、RS485收发器和RS485接口，STM32单片机的串行数据引脚分别与4G模块、USB驱动器和RS485收发器连接，USB驱动器与设置在所述外壳体上的USB接口连接，RS485收发器与设置在所述通孔侧壁的RS485接口连接。

7.根据权利要求6所述的一种便携式空气质量监测系统，其特征在于：所述空气采样通道的端口处设有抽风扇，抽风扇通过驱动电路驱动，驱动电路与所述STM32单片机连接。

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