CN212932313U - 颗粒物监测仪及综合监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种颗粒物监测仪及综合监测系统，涉及环境监测技术领域，本实用新型提供的颗粒物监测仪，包括：β射线检测组件、光散射法检测组件和控制器，β射线检测组件和光散射法检测组件分别与控制器连接；控制器配置为根据β射线检测组件的检测结果对光散射法检测组件的检测结果进行校验。本实用新型提供的颗粒物监测仪，可以结合β射线法和光散射法检测颗粒物浓度，且提高了检测精度和检测效率。

Description

颗粒物监测仪及综合监测系统

技术领域

本实用新型涉及环境监测技术领域，尤其是涉及一种颗粒物监测仪及综合监测系统。

背景技术

环境空气的污染对人体健康有着严重影响，如刺激粘膜，导致肺部疾病和心脑血管疾病，诱发胎儿畸形等等，为此各地均布设了标准的环境空气质量监测站用以监测当地空气质量。但是现有的β射线法颗粒物在线监测仪和光散射法颗粒物在线监测仪也存在各自的很多问题：

光散射颗粒物监测系统检测精度较差，易受到环境因素如温度、湿度影响，此检测原理尚未纳入标准法范围。需要较为频繁地对传感器模块进行维护、标定甚至更换。现有监测仪的传感器模块单独拆卸和安装困难，带来的运维成本较高。

β射线法在线监测仪虽然精度高，但检测速度慢，且同一时间仅能监测单个因子，所监测的污染因子相对固化无法自由配置。用户选用产品时存在监测因子不充分，或者监测因子多余造成浪费的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种颗粒物监测仪及综合监测系统，可以结合β射线法和光散射法检测颗粒物浓度，且提高了检测精度和检测效率。

第一方面，本实用新型提供的颗粒物监测仪，包括：β射线检测组件、光散射法检测组件和控制器，所述β射线检测组件和所述光散射法检测组件分别与所述控制器连接；

所述控制器配置为根据所述β射线检测组件的检测结果对所述光散射法检测组件的检测结果进行校验。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述β射线检测组件包括：β射线采样探头、β射线采样气泵和β射线法分析器件；

所述β射线采样探头和所述β射线采样气泵分别与所述β射线法分析器件流体连通，所述β射线采样气泵用于使气体自所述β射线采样探头流入所述β射线法分析器件。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述β射线法分析器件设有可拆卸的纸带滤膜，所述纸带滤膜用于附着气体中的颗粒物。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述纸带滤膜设置在β射线源和β射线检测器之间；

所述β射线源用于发出β射线，并使β射线经所述纸带滤膜射入所述β射线检测器。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述光散射法检测组件与滤筒可拆卸连接；

所述滤筒用于过滤检测完成的气体进行过滤。

第二方面，本实用新型提供的综合监测系统，包括：数据采集器和第一方面提供的颗粒物监测仪，所述颗粒物监测仪与所述数据采集器连接。

结合第二方面，本实用新型提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述综合监测系统还包括：温湿度传感器、风速风向传感器、噪声传感器、声光报警器和防雷器中的至少其一。

结合第二方面，本实用新型提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述综合监测系统还包括球机，所述球机与所述控制器连接，且所述球机用于对周围环境进行视频监测。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本实用新型提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述综合监测系统还包括：硬盘录像机和硬盘，所述硬盘录像机与所述控制器连接，所述硬盘与所述硬盘录像机连接。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本实用新型提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述综合监测系统还包括GPRS吸盘天线，所述GPRS吸盘天线用于与通讯模块进行无线通信。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：采用β射线检测组件和光散射法检测组件分别与控制器连接，控制器根据β射线检测组件的检测结果对光散射法检测组件的检测结果进行校验，不仅规避了β射线检测组件检测效率低的技术问题，而且提高了检测效率和检测精度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的综合监测系统的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的综合监测系统的示意图。

图标：001-β射线检测组件；101-β射线采样探头；102-β射线采样气泵；103-β射线法分析器件；002-光散射法检测组件；201-光散射采样探头；202－光散射法分析器件；003-控制器；004-滤筒；005-数据采集器；006-温湿度传感器；007-球机；008-硬盘录像机；009-硬盘；010-风速风向传感器；011-噪声传感器；012-声光报警器；013-防雷器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的颗粒物监测仪，包括：β射线检测组件001、光散射法检测组件002和控制器003，β射线检测组件001和光散射法检测组件002分别与控制器003连接；控制器003配置为根据β射线检测组件001的检测结果对光散射法检测组件002的检测结果进行校验。

使用时，分别采用β射线检测组件001和光散射法检测组件002进行颗粒物浓度检测，β射线检测组件001通过β射线法检测颗粒物，光散射法检测组件002通过光散射法检测颗粒物。β射线检测组件001检测得到的颗粒物浓度设为C1，光散射法检测组件002检测得到的颗粒物浓度为C2，C1和C2之间存在线性关系C1＝KC2+b，通过该线性关系可以得到相关系数K和b。将3～7天β射线法颗粒物监测浓度按浓度段划分为CD1、CD2、CD3……CDN，并将光散射法监测浓度按上述浓度段划分为CE1、CE2、CE3……CEN，由此可以得到不同浓度段对应的系数K1、K2、K3……KN和b1、b2、b3……bN。校准时首先确定光散射法检测组件002检测到的颗粒物浓度x_监测对应的浓度段，将该浓度段对应的系数k和b代入到校准公式y_校准＝kx_监测+b＝a，从而得到校准后的浓度y_校准。

需要说明的是，采用β射线检测组件001检测得到的颗粒物浓度对光散射法检测组件002的检测结果进行校验，不仅规避了β射线检测组件001检测效率低的技术问题，而且相比于现有光散射颗粒物监测系统提高了检测精度。此外，β射线检测组件001、光散射法检测组件002和控制器003均可安装在机柜内，通过机柜对相关器件进行防护，并且，机柜内可设有空调，通过空调使机柜内形成恒温环境，进而使整个颗粒物监测仪安全可靠的运行。

在本实用新型实施例中，β射线检测组件001包括：β射线采样探头101、β射线采样气泵102和β射线法分析器件103；β射线采样探头101和β射线采样气泵102分别与β射线法分析器件103流体连通，β射线采样气泵102用于使气体自β射线采样探头101流入β射线法分析器件103。

具体的，β射线采样探头101经连接管与β射线法分析器件103流体连通，连接管安装有动态加热模块，当空气相对湿度较大时动态加热模块开始工作，将样品气体的相对湿度调整到35％以下，有利于颗粒物的浓度检测。β射线采样气泵102可提供16.7L/H稳定的气体流量，将样品气体从大气依次吸入β射线采样探头101、采样管、动态加热模块和β射线法分析器件103。

进一步的，β射线法分析器件103设有可拆卸的纸带滤膜，纸带滤膜用于附着气体中的颗粒物。

具体的，随着样品气体采集的进行在滤膜上收集的颗粒物越来越多，颗粒物重量也随之增加，β射线法分析器件103检测到β射线强度会相应的减弱，输出信号能直接反应颗粒物的含量变化，通过分析β射线法分析器件103的颗粒物含量，结合相同时间段内采集的样品气体体积，便可得出采样时段的颗粒物浓度，β射线法分析器件103通过通讯接口将颗粒物浓度数据上传至控制器003。

其中，纸带滤膜设置在β射线源和β射线检测器之间；β射线源用于发出β射线，并使β射线经纸带滤膜射入β射线检测器。在检测进行一段时间后，由于纸带滤膜上累积较多颗粒物，从而影响检测精度，可以通过更换新的纸带滤膜，以确保β射线检测组件001正常运行。

进一步的，光散射法检测组件002与滤筒004可拆卸连接；滤筒004用于过滤检测完成的气体进行过滤。光散射法检测组件002包括光散射采样探头201和连接光散射采样探头201的光散射法分析器件202，通过滤筒004对光散射法检测组件002排出的气体进行过滤，从而可以避免光散射法检测组件002排出的气体中含有颗粒物，进而避免颗粒物堵塞泵或管路。可通过拆卸滤筒004的方式对监测仪进行定期维护，从而避免滤筒004被颗粒物堵塞。

实施例二

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的综合监测系统，包括：数据采集器005和实施例一提供的颗粒物监测仪，颗粒物监测仪与数据采集器005连接。

具体地，数据采集器005包括数据采集板，数据采集板设有通讯接口，且通讯接口可与控制器003进行数据传输。此外，可通过空气开关控制综合监测系统的电源通断，并采用RJ45网口通过网线连接方式对设备进行调试，通过USB接口将本地保存的数据通过U盘/硬盘009等设备导出。

在本实用新型实施例中，综合监测系统还包括：温湿度传感器006、风速风向传感器010、噪声传感器011、声光报警器012和防雷器013中的至少其一。

其中，温湿度传感器006的功能是采集大气环境的温湿度参数，并将测得的数据通过通讯线传输至数据采集器005，噪声传感器011可采集周围环境的噪声数据并通过数据线传输至数据采集器005，声光报警器012可在环境空气中颗粒物浓度超过某个设定的限制后产生报警声音和发出报警灯光，为管理人员提供污染超标报警和通知的作用，防雷器013可用于规避雷电对系统产生影响，可做雷电过压保护和内部系统过压保护。

进一步的，综合监测系统还包括球机007，球机007与控制器003连接，且球机007用于对周围环境进行视频监测。

具体的，球机007的功能是进行视频监控并与整个监测系统进行联动，当颗粒物浓度达到设定上限值时可对周围环境进行录像和图片抓拍，将视频或图像数据通过通讯线上传至服务器或硬盘009中。

进一步的，综合监测系统还包括：硬盘录像机008和硬盘009，硬盘录像机008与控制器003连接，硬盘009与硬盘录像机008连接。其中，硬盘录像机008功能是对图像/语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能。

进一步的，综合监测系统还包括GPRS吸盘天线，GPRS吸盘天线用于与通讯模块进行无线通信。GPRS吸盘天线可将信号以电磁波的形式辐射出并可接收电磁波通过馈线传输至通讯模块。此外，还可通过指示灯的亮灭和颜色显示系统的供电状态和工作状态，运维人员可直观获知系统是否处于工作状态，且可知晓系统运行状态是否正常。采用电源管理模块随锂电池进行充放电管理，当开关电源接通开始工作后，电源管理模块向整个系统供电并对锂电池充电，电池电量充满后自动停止向电池充电。当接通电源开关的外部电源因意外情况断开时，可采用锂电池向综合监测系统供电。

如图1和图2所示，颗粒物监测校准方法，采用实施例一提供的颗粒物监测仪，且包括以下步骤：采用β射线检测组件001和光散射法检测组件002分别检测颗粒物浓度；分别确定不同浓度段β射线检测组件001和光散射法检测组件002检测结果的函数关系；根据β射线检测组件001的检测结果确定浓度段，并依据该浓度段的函数关系计算光散射法检测组件002检测结果的校准浓度值。

具体的，β射线检测组件001检测得到的颗粒物浓度设为C1，光散射法检测组件002检测得到的颗粒物浓度为C2，C1和C2之间存在线性关系C1＝KC2+b，通过该线性关系可以得到相关系数K和b。在任一浓度段，计算得到系数K和b，从而可根据β射线检测组件001检测得到的颗粒物浓度对光散射法检测组件002的检测结果进行校验。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种颗粒物监测仪，其特征在于，包括：β射线检测组件(001)、光散射法检测组件(002)和控制器(003)，所述β射线检测组件(001)和所述光散射法检测组件(002)分别与所述控制器(003)连接；

所述控制器(003)配置为根据所述β射线检测组件(001)的检测结果对所述光散射法检测组件(002)的检测结果进行校验；

所述β射线检测组件(001)包括：β射线采样探头(101)、β射线采样气泵(102)和β射线法分析器件(103)；

所述β射线采样探头(101)和所述β射线采样气泵(102)分别与所述β射线法分析器件(103)流体连通，所述β射线采样气泵(102)用于使气体自所述β射线采样探头(101)流入所述β射线法分析器件(103)。

2.根据权利要求1所述的颗粒物监测仪，其特征在于，所述β射线法分析器件(103)设有可拆卸的纸带滤膜，所述纸带滤膜用于附着气体中的颗粒物。

3.根据权利要求2所述的颗粒物监测仪，其特征在于，所述纸带滤膜设置在β射线源和β射线检测器之间；

所述β射线源用于发出β射线，并使β射线经所述纸带滤膜射入所述β射线检测器。

4.根据权利要求1所述的颗粒物监测仪，其特征在于，所述光散射法检测组件(002)与滤筒(004)可拆卸连接；

所述滤筒(004)用于过滤检测完成的气体进行过滤。

5.一种综合监测系统，其特征在于，包括：数据采集器(005)和权利要求1－4任一项所述的颗粒物监测仪，所述颗粒物监测仪与所述数据采集器(005)连接。

6.根据权利要求5所述的综合监测系统，其特征在于，所述综合监测系统还包括：温湿度传感器(006)、风速风向传感器(010)、噪声传感器(011)、声光报警器(012)和防雷器(013)中的至少其一。

7.根据权利要求5所述的综合监测系统，其特征在于，所述综合监测系统还包括球机(007)，所述球机(007)与所述控制器(003)连接，且所述球机(007)用于对周围环境进行视频监测。

8.根据权利要求7所述的综合监测系统，其特征在于，所述综合监测系统还包括：硬盘录像机(008)和硬盘(009)，所述硬盘录像机(008)与所述控制器(003)连接，所述硬盘(009)与所述硬盘录像机(008)连接。

9.根据权利要求7所述的综合监测系统，其特征在于，所述综合监测系统还包括GPRS吸盘天线，所述GPRS吸盘天线用于与通讯模块进行无线通信。

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