CN214384569U - 小型生物气溶胶监测报警设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种小型生物气溶胶监测报警设备，包括箱体及其内部设置的生物检测单元，以及箱体的下方设置的减震单元；所述生物检测单元包括主控电路单元、光学检测单元、气路系统、信号处理系统、加热模块及制冷模块，所述箱体上还设有与主控电路单元连接的显控工装。本实用新型可解决现有生物气溶胶监测报警设备灵敏度低、体积大、应用场景单一、环境适应性不好、抗干扰性差等问题。它可通过减振架安装在车上使用，与其他设备进行通信；也可定点安装，外接显控装置使用，实时显示数据、灵活更改设备参数。其通过加热模块和散热模块来提高环境适应性。它还具有良好的电磁兼容性和安全性。

Description

小型生物气溶胶监测报警设备

技术领域

本实用新型涉及气溶胶监测设备领域，特别是指一种小型生物气溶胶监测报警设备。

背景技术

生物报警模块能监测空气中的细菌(如鼠疫)、细菌孢子(如炭疽杆菌)等多种有害生物气溶胶的浓度，当生物气溶胶浓度超过生物粒子报警阈值时，设备会发送报警信号。生物报警模块具有本底更新功能，当设备在正常环境开机时可以计算空气中本底值当作环境本底保证设备的监测报警准确性。有较强的抗引擎废气、烟气、硝烟等干扰性。生物报警模块可作为独立运行单元进行点检测，也可形成复杂传感器网络，作为系统整体安全态势感知网络的一部分进行工作。具备远程通讯功能，可以进行远程报警。数据接口可以与生物气溶胶采样器或其他类型报警器通讯联动。生物报警模块具有12V～32V的宽范围输入电压适应性。

现有的生物监测报警设备设备灵敏度低、体积大、应用场景单一、环境适应性不好、抗干扰性差，而且安装在移动设备上进行监测时，因为颠簸震动，对设备的工作带来不稳定的影响，甚至损坏设备。

实用新型内容

本实用新型提出一种小型生物气溶胶监测报警设备，能够解决现有生物气溶胶监测报警设备灵敏度低、体积大、应用场景单一、环境适应性不好、抗干扰性差等问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种小型生物气溶胶监测报警设备，包括箱体及其内部设置的生物检测单元，以及箱体的下方设置的减震单元，所述生物检测单元包括主控电路单元、光学检测单元、气路系统、信号处理系统、加热模块及制冷模块；所述箱体上还设有与主控电路单元连接的显控工装。

作为优选，所述光学检测单元包括激光发生器模块、气室模块、分光镜模块、散射光模块和荧光模块。

作为优选，所述加热模块为在低温环境下对光学传感器进行加热的PI加热膜，所述制冷模块为在高温环境下对激光发生器进行降温的制冷片和风扇。

作为优选，所述显控工装包括设置在箱体上的显示屏、电源及通讯接口、蜂鸣器、指示灯和电源开关。

作为优选，所述减震单元包括减震支架、钢丝绳减震器和减震硅胶垫，所述减振支架通过螺钉与箱体的下部壳体固定。

作为优选，所述箱体内部依次安装有制冷模块、粒子计数器、气泵、信号处理系统及光学部件。

作为优选，所述箱体为铝合金部件，其上设有电源开关、进气接口、出气接口、电源接口及通信接口。

作为优选，所述进气接口、出气接口、电源接口及通信接口上均设有防尘帽；所述电源接口为2芯航空插头，通信接口为6芯航空插头。

作为优选，所述信号处理系统包含信号处理电路板；所述光学部件为气路和光学传感器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：可解决现有生物气溶胶监测报警设备灵敏度低、体积大、应用场景单一、环境适应性不好、抗干扰性差等问题。它可通过减振架安装在车上使用，与其他设备进行通信；也可定点安装，外接显控装置使用，实时显示数据、灵活更改设备参数。其通过加热模块和散热模块来提高环境适应性。它还具有良好的电磁兼容性和安全性。

附图说明

图1为本实用新型的设备立体结构示意图；

图2为本实用新型的检测设备的剖面图；

图3为本实用新型的系统组成框图。

图中：1、箱体下1；2、电源按键2；3、箱体下3；4、出气接口4；5、通信及电源接口；6、减振支架；7、进气接口；8、制冷模块；9、粒子计数器；10、气泵；11、信号处理系统；12、光学部件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：参见图1、图2和图3，一种小型生物气溶胶监测报警设备，包括箱体及其内部设置的生物检测单元，以及箱体的下方设置的减震单元，所述生物检测单元包括主控电路单元、光学检测单元、气路系统、信号处理系统11、加热模块及制冷模块8；所述箱体分为组合拼接的箱体上1和箱体下3，所述箱体上1设有与主控电路单元连接的显控工装；减震单元设置在箱体下3的底部。

作为优选，所述光学检测单元包括激光发生器模块、气室模块、分光镜模块、散射光模块和荧光模块。

作为优选，所述加热模块为在低温环境下对光学传感器进行加热的PI加热膜，所述制冷模块8为在高温环境下对激光发生器进行降温的制冷片和风扇。

作为优选，所述显控工装包括设置在箱体上1的显示屏、电源及通讯接口、蜂鸣器、指示灯和电源开关。

作为优选，所述减震单元包括减震支架、钢丝绳减震器和减震硅胶垫，所述减振支架6通过螺钉与箱体的下部壳体固定。

作为优选，所述箱体内部依次安装有制冷模块8、粒子计数器9、气泵10、信号处理系统11及光学部件12。

作为优选，所述箱体为铝合金部件，其上设有电源开关、进气接口7、出气接口4、电源接口及通信接口。

作为优选，所述进气接口7、出气接口4、电源接口及通信接口上均设有防尘帽；所述电源接口为2芯航空插头，通信接口为6芯航空插头。

作为优选，所述信号处理系统11包含信号处理电路板；所述光学部件12为气路和光学传感器。

一种小型生物气溶胶监测报警设备由光学检测单元、信号处理系统11、主控电路单元、气路系统、加热制冷模块8、减振架、显控工装组成。光学检测单元包括激光发生器模块、气室模块、分光镜模块、散射光模块、荧光模块；生物气溶胶监测报警设备体积小、重量轻、操作简单，通过设计的减振架与安装在车上，可与其他设备进行联动。该生物气溶胶监测报警设备可用于机场、车站、海关等人口密集、流动性大的地方进行定点检测，一旦检测到生物气溶胶超过限定值，设备在30s内发出声光报警信息。其拥有RS485和CAN的通讯方式，可满足与其它设备的数据通信。该生物气溶胶监测报警设备内置的加热模块利用PI加热膜对光学传感器在低温环境下进行加热，制冷模块8通过制冷片和风扇对激光发生器在高温环境下进行降温。该生物气溶胶监测报警设备在复杂的环境中能有效排除烟雾、引擎废气等的干扰。

图1为一种小型环境生物气溶胶检测设备立体图。设备外部结构包括:箱体上1、电源按键2、箱体下3、出气接口4、通信及电源接口5、减振支架6、进气接口7。所述箱体上1和箱体下3均为铝合金部件；所述电源按键2为红色环形电源开关按键；所述出气口含防尘帽，所述通信及电源接口5包括防尘帽，其中电源接口为2芯航空插头，通信接口为6芯航空插头；所述减振支架6通过螺丝与下壳固定；所述进气口为含防尘帽。

图2为一种小型环境生物气溶胶检测设备的剖面图。如图2所示，一种小型环境生物气溶胶检测设备内部结构包括:制冷模块8、粒子计数器9、气泵10、信号处理系统11、光学部件12。所述制冷模块8包含制冷片和风扇；所述粒子计数器9含电路板；所述气泵10为4.2L/min；所述信号处理系统11包含信号处理电路板和主控单元电路板；所述光学部件12为气路和光学传感器。

该生物气溶胶监测报警设备用于实时监测周围环境中的有害生物气溶胶，当生物气溶胶浓度超过监测下限时发出声光报警，并记录检测到的微生物数据。

该生物气溶胶监测报警设备在主控电路单元的控制下，驱动气泵10抽气工作。含有有害微生物的气溶胶通过特定气路控制检测；紫外光诱导荧光检测单元在紫外光激发下检测采集气室粒子的本征荧光强度，以实现对生物粒子与非生物粒子的分类。光路中的激发光持续照射穿过的粒子，被测粒子会发出弹性散射光信号，如果是生物粒子则同时还会发出荧光，散射光和荧光被分离后分别聚焦到散射光探测器和荧光探测器并被转换为电信号。电信号经过MCU单片机算法处理显示监测的粒子粒径范围和生物粒子浓度。经过处理后得到的生物粒子浓度数达到设定的阈值后发出声光报警信息，并通过显示屏来实时显示数据、报警阈值设置、比较值设置、报警音量设置、采样周期设置、存储数据查询、气路压力故障检测。该生物气溶胶监测报警设备与显示模块通过航空插头和线缆连接，实现供电和通信。

生物报警模块采用密闭铝合金箱体，分为上下箱体，结构对称，兼具强度及美观，同时有较好的防水性和电磁兼容性。内部为生物检测单元。在箱体底部安装有减震单元，为其安装于车辆内进行减震。

生物检测单元中包含有光学检测组件、控制电路板、气泵10、加热制冷组件等。气泵10采用铝合金支架固定，安装紧凑可靠。制冷组件采用半导体制冷片结合散热片冷却原理，为生物检测单元中的发热器件散热降温。生物检测单元整体安装固定在铝合金的支撑板上，再通过减震螺钉安装于下箱体中。生物检测单元的光电能量转换部分外部安装有屏蔽罩，可减少外部环境各项干扰，增加生物检测单元的光学检测灵敏度和可靠性。在屏蔽罩上贴装有加热片，可为生物检测单元在低温环境工作时加热，提供稳定的运行环境。

生物检测单元的光学检测组件包含有光学部件12及其控制板，光学部件12通过铝合金钣金件固定于光学检测单元上，其控制板通过铜螺柱固定在铝合金支架上；屏蔽罩上安装有光学检测单元控制板，主控制板则通过螺柱支撑组装于检测单元控制板上部，两块控制电路板之间接有通讯及电源线路。

生物检测单元的箱体由上下两部分组成，即箱体上1和箱体下3，上下箱体分别由铝合金材料经加工中心精密铣削加工制成，箱体上1和箱体下3由螺钉连接紧固。箱体下3安装有进/出气口、电源接口和通信接口连接器插座。进、出气接口4由铜料加工而成，表面进行了镀镍，头部为宝塔形，便于对接外部气路气管，安装面还装有密封胶圈。电源接口和通信接口的连接器插座通过螺装配于箱体下3，在安装面有导电橡胶垫。

减震单元由减震支架、钢丝绳减震器、减震硅胶垫等组成。钢丝绳减震器由刚性韧性较好的钢丝绳制成，在钢丝绳减震器中间加入了硅胶垫，增加钢丝绳减震器垂直方向的减震效果。钢丝绳减震器通过螺钉固定于两块铝合金支架上组成减震单元，减震单元通过螺钉组装到箱体下3。

显控工装通过线缆与生物报警模块主机连接，具有控制主机功能，其显示屏能够以中心、数字等形式显示总粒子浓度和粒径信息、生物粒子浓度和粒径信息、报警信息、自检信息等，其安装的报警指示灯和蜂鸣器在主机报警时可提供声光报警。

显控工装由上下壳体、显示屏、电源及通讯接口、蜂鸣器、指示灯、电源开关等组成。壳体采用铝合金件，轻便结实。显示屏、电源及通讯接口、电源开关通过螺钉安装固定到壳体上，蜂鸣器、指示灯、电源开关通过六角薄螺母锁紧到壳体上，上下壳体通过螺钉锁紧，接合面通过密封条压紧来实现密封防水。

1.小型生物气溶胶监测报警设备通过减振架装于侦察作业车上，实现对周围环境中有害微生物气溶胶的实时监测。通电工作后，设备开始进行本底自动更新，当环境中有害微生物气溶胶浓度超过预设值时，设备发出声光报警；

2.该生物气溶胶监测报警设备带有显控装置进行设备参数，实时数据显示、存储和查询；

3.该生物气溶胶监测报警设备外形尺寸(长×宽×高)≤200mm×180mm×150mm，重量≤3.5kg，外壳上有电源按键2，进出气口、电源接口和通信接口；

4.检测粒径范围：0.5μm～10μm；

5.监测下限：≤500ACPLA(个生物气溶胶粒子/升空气)；

6.报警响应时间：≤30s；

7.可抗烟雾、引擎废气等干扰；

8.通过CAN总线与主机系统进行通信；

9.工作温度：-20℃～+50℃，贮存温度：-50℃～+70℃；

10.可抗冲击、振动、盐雾、霉菌、砂尘；

11.具有良好的电磁兼容性和安全性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种小型生物气溶胶监测报警设备，其特征在于：包括箱体及其内部设置的生物检测单元，以及箱体的下方设置的减震单元，所述生物检测单元包括主控电路单元、光学检测单元、气路系统、信号处理系统、加热模块及制冷模块；所述箱体上还设有与主控电路单元连接的显控工装。

2.根据权利要求1所述的小型生物气溶胶监测报警设备，其特征在于：所述光学检测单元包括激光发生器模块、气室模块、分光镜模块、散射光模块和荧光模块。

3.根据权利要求2所述的小型生物气溶胶监测报警设备，其特征在于：所述加热模块为在低温环境下对光学传感器进行加热的PI加热膜，所述制冷模块为在高温环境下对激光发生器进行降温的制冷片和风扇。

4.根据权利要求3所述的小型生物气溶胶监测报警设备，其特征在于：所述显控工装包括设置在箱体上的显示屏、电源及通讯接口、蜂鸣器、指示灯和电源开关。

5.根据权利要求4所述的小型生物气溶胶监测报警设备，其特征在于：所述减震单元包括减震支架、钢丝绳减震器和减震硅胶垫，所述减震支架通过螺钉与箱体的下部壳体固定。

6.根据权利要求5所述的小型生物气溶胶监测报警设备，其特征在于：所述箱体内部依次安装有制冷模块、粒子计数器、气泵、信号处理系统及光学部件。

7.根据权利要求6所述的小型生物气溶胶监测报警设备，其特征在于：所述箱体为铝合金部件，其上设有电源开关、进气接口、出气接口、电源接口及通信接口。

8.根据权利要求7所述的小型生物气溶胶监测报警设备，其特征在于：所述进气接口、出气接口、电源接口及通信接口上均设有防尘帽；所述电源接口为2芯航空插头，通信接口为6芯航空插头。

9.根据权利要求8所述的小型生物气溶胶监测报警设备，其特征在于：所述信号处理系统包含信号处理电路板；所述光学部件为气路和光学传感器。

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