CN215677131U - 一种环境检测的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环境检测的装置，涉及水电站的作业环境检测领域。其包括控制器和参数采集装置，所述控制器的输入端与所述环境因素采集装置的输出端相连。所述控制器用于接收并处理所述参数采集装置发送的参数信号，所述参数采集装置所采集的参数包括：温度，湿度，噪声，光照度，总挥发性有机化合物和工频电场强度。通过所述参数采集装置可同时获取环境中的温度，湿度，噪声，光照度，总挥发性有机化合物和工频电场强度六项指标，现有技术需要至少三个人才能完成，且耗时较久，本实用新型只需要一个人即可完成，节省了人力和时间成本。

Description

一种环境检测的装置

技术领域

本实用新型涉及水电站的作业环境检测领域，特别是一种环境检测的装置。

背景技术

随着社会的发展，各个企业坚持“以人为本”的观念，重视员工的工作环境和身心健康。根据《电力行业劳动环境监测技术规范第1部分:总则》（DL/T 799.1-2019）的要求，电力行业的企业应委托职业卫生技术服务机构对工作场所的职业病危害因素每年至少进行一次定期检测，还应实施专人负责的日常监测；根据水电工程安全验收的要求，作业环境检测应分别在冬（旱）季、夏（雨）季不同季节检测，检测参数宜包括空气温度、相对湿度、噪声、照度、工频场强和总挥发性有机化合物（TVOC）等指标，由于作业环境中参数会随着水轮发电机组的负荷的随机变化有较大的差异，因此需要同一时间在同一监测点对所有参数进行检测。

市场上现有的仪器中，由于每一个仪器只能单独检测某一个参数，且每次检测需要至少三名工作人员，其中两人手持仪器进行工作，另一人在旁辅助并使用纸笔记录检测结果，一个检测点检测完成后再进入下一个监测点进行检测，最终将所有监测点的结果输入至电脑上，并对比规范里面的标准值判断是否超过限值，无法实时针对现场的情况进行调整，影响工作效率。

另外，对于检测机构而言，水电站一般位置偏僻，每次需要检测人员乘坐交通工具到达水电站，特别是大型水电站时，需要同时派出的工作人员较多，一般为4-5名工作人员，而且需要的工作时间较长，因此造成人力成本较高。对于水电站而言，水电站基本上为少人值守，无法利用现有的仪器及时且便利地获取现场的各种职业病危害因素情况。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种用于水电站作业场所有害因素环境检测的装置，集成了温度、湿度、噪声、光照度、TVOC、工频电场强度的参数检测，仅一人即可完成检测。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种环境检测的装置，包括控制器，参数采集装置，背板与壳体。所述控制器用于接收并处理所述参数采集装置发送的参数信号。所述参数采集装置包括参数采集触头和数据处理电路，所述参数采集触头的输出端与所述数据处理电路的输入端相连，所述数据处理电路的输出端与所述控制器的输入端相连。所述参数采集触头所采集的参数包括：温度，湿度，噪声，光照度，总挥发性有机化合物和工频电场强度。所述背板与所述壳体之间密封连接，所述壳体设有用于将所述参数采集触头暴露在外部环境中的孔，所述控制器与所述数据处理电路设于所述壳体与所述背板之间。

通过所述参数采集装置可同时获取环境中的温度，湿度，噪声，光照度，总挥发性有机化合物和工频电场强度六项指标，现有技术需要至少三人才能完成，且耗时较久。本实用新型操作简单，只需要一个人即可完成，节省了人力和时间成本。所述背板与所述壳体之间密封连接，所述控制器与所述数据处理电路设于所述壳体与所述背板之间，能够使得所述控制器与所述数据处理电路免于环境中易燃易爆气体或液体的干扰。所述壳体设有用于将所述参数采集触头暴露在外部环境中的孔，可使得所述参数采集触头暴露在外部环境中，能够与环境直接接触，进而实现环境参数的采集。

具体地，所述壳体远离所述背板的一面设有显示屏，所述显示屏的输入端与所述控制器的输出端相连。所述显示屏可以实时显示采集到的温度，湿度，噪声，光照度，总挥发性有机化合物和工频电场强度的结果。所述显示屏设于所述壳体远离所述背板的一面，更方便工作人员查看。

具体地，所述壳体远离所述背板的一面是设有键盘，所述键盘与所述控制器电连接。工作人员可以直接通过键盘对所述控制器进行操控。所述键盘设于所述壳体远离所述背板的一面，更方便工作人员操作。

具体地，所述控制器，所述参数采集装置，所述显示屏和所述键盘均由移动电源供电。所述移动电源使得本实用新型无需另外接电，使用更加便捷。

具体地，所述参数采集装置包括参数采集触头和数据处理电路，所述参数采集触头的输出端与所述数据处理电路的输入端相连，所述数据处理电路的输出端与所述控制器的输入端相连。所述参数采集装置通过所述参数采集触头与环境直接接触，实现环境参数的采集，采集到的参数经所述数据处理电路进行初步的数据处理，然后输入至所述控制器进行进一步的数据处理，最终得到各环境参数的数据。

具体地，所述控制器、所述数据处理电路与所述移动电源经过防爆封装后设于所述壳体与所述背板。由于水电站有些地方有易燃易爆的液体或气体，对所述控制器、所述数据处理电路与所述移动电源进行防爆封装，则能够避免易燃易爆气体或者液体进入而造成本装置爆炸，能够保障本装置及工作人员的安全。

具体地，所述壳体为防爆箱。所述防爆箱能够进一步保障本装置及工作人员的安全。

具体地，所述背板远离所述壳体的一面设有背带。工作人员可直接将本装置直接背在身上，更方便携带，且可随着工作人员实时监测工作人员所处环境的有害因素。

具体地，还包括数据监控装置，所述数据监控装置与所述控制器无线连接。所述数据监控装置能够接收所述控制器的数据，并将该数据与规范标准值进行比对，工作人员能够更直观地了解环境中是否存在危害。

具体地，所述数据监控装置与所述控制器通过蓝牙连接。蓝牙连接是一种应用广泛的无线连接方式，使得本实用新型能够适用于更多的数据监控装置。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型只需要一人即可实时检测温度、湿度、噪声、光照度、TVOC和工频电场强度六项指标，节省了人力和时间成本。本实用新型还可以通过所述数据监控装置实时直观地看到检测结果，并获知环境中是否存在危害，功能和时效性都有很大提升。本实用新型对所述控制器、所述数据处理电路与所述移动电源进行防爆封装，而非对每一个部分进行单独的防爆封装，能够避免易燃易爆气体或者液体进入而造成本装置无法使用，不仅能够保障工作人员与本装置的安全，还能够降低制造成本。本实用新型实时采集监测点的数据后，可传输至所述数据监控装置，无需人为记录，节省了人力成本，减少了工作时长。本实用新型可通过所述数据监控装置和所述键盘两种控制方法对所述控制器进行操控，当某些监测点无法使用数据监控装置时，可使用键盘操作进而实现参数的采集，可适用于更多的场所。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的环境监测装置的主视图；

图2是本实用新型一实施例的环境监测装置的侧视图；

图3是本实用新型一实施例的环境监测装置的系统框图；

图4是本实用新型一实施例的环境监测装置的电路原理图；

图5是本实用新型一实施例的环境监测装置的数据监控装置的手机软件界面图。

其中，1为防爆箱，3为键盘，4为光照度传感器的参数采集触头，5为温湿度传感器的参数采集触头，6为工频电场强度传感器的参数采集触头，7为TVOC传感器的参数采集触头，8为噪声传感器的参数采集触头，9为移动电源，10为背带，11为背板，LCD为液晶显示屏，SHT-11为温度和相对湿度传感器，HC-05为蓝牙芯片。

具体实施方式

如图1-图3所示，本实用新型一实施例的环境监测装置包括背板11、背带10、壳体、控制器、参数采集装置、移动电源9、键盘3和显示屏。所述壳体为防爆箱1。所述背带10与所述防爆箱1分别设于所述背板11的两面，所述背带10使得本装置更便于携带。所述防爆箱1与所述背板11之间密封连接。所述显示屏为液晶显示屏LCD。所述液晶显示屏LCD与所述键盘3设于所述防爆箱上远离所述背板11的一面。

本实用新型一实施例的环境监测装置中，所述参数采集装置包括用于采集光照度的光照度传感器，用于采集温度和相对湿度的温湿度传感器SHT-11、用于采集工频场强度的工频电场强度传感器、用于采集总挥发性有机化合物的TVOC传感器（TVOC全称为TotalVolatile Organic Compounds，意思是总挥发性有机化合物）、用于采集噪声的噪声传感器，每个传感器包括一个参数采集触头和一个数据处理电路，且每个所述参数采集触头的输出端与其对应的所述数据处理电路的输入端相连，每个所述数据处理电路的输出端与所述控制器的输入端相连。所述移动电源9采用移动锂电池，容量为10000mAh，输出DC0~5V。

如图1所示，所述光照度传感器的参数采集触头4、所述温湿度传感器的参数采集触头5，所述工频电场强度传感器的参数采集触头6，所述TVOC传感器的参数采集触头7和所述噪声传感器的参数采集触头8均设于壳体侧面且暴露在外部环境中。

如图3-图4所示，本实用新型一实施例的环境监测装置中，所述控制器为ATmega128L单片机，为一款基于RISC结构的高性能、低功耗8位CMOS、8路10位逐次逼近型ADC的单片机。所述单片机ATmega128L上接有所述液晶显示屏LCD，所述键盘3、所述温湿度传感器，所述光照度传感器，所述噪声传感器，所述TVOC传感器，所述工频电场强度传感器、电源管理电路，最小系统外围电路和蓝牙通信模块。所述ATmega128L单片机，所述温湿度传感器，所述光照度传感器，所述噪声传感器，所述TVOC传感器，所述工频电场强度传感器、电源管理电路、最小系统外围电路与所述蓝牙芯片HC-05经防爆封装后置于所述背板11与所述防爆箱1之间，防爆封装的要求参见《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》（GB 3836.1-2010），本设备属于ⅡC类设备。

通过所述液晶显示屏LCD，工作人员可直接看到检测结果。通过键盘3，工作人员可直接操控所述ATmega128L单片机。

如图4所示，本实用新型一实施例的环境监测装置中，温湿度传感器选用高稳定性、高精度、低功耗的数字集成温度和相对湿度传感器SHT-11，该传感器通过两线串行数字接口与单片机进行通信，无需调理电路支持。

如图4所示，本实用新型一实施例的环境监测装置中，噪声传感器的噪声精度在参考音准94dB@1kHz下为±0.5dB，采用DC 5V电压供电，其输出信号为电压输出0~2.5V，将调整后的电压量送入单片机ATmega128L内置A/D转换器的ADC0单端输入通道进行模/数转换。

如图4所示，本实用新型一实施例的环境监测装置中，光照度传感器在25℃精度为±7%、采用DC 5V电压供电。量程在0~20万Lux范围内，其输出信号为电压输出0~2.5V，将调整后的电压量送入单片机ATmega128L内置A/D转换器的ADC1单端输入通道进行模/数转换。

如图4所示，本实用新型一实施例的环境监测装置中，TVOC传感器的测量量程为0~60000ppb，测量精度为±8%FS±125ppb（@20000ppb 异丁烯标准气体，60%RH，25℃），采用DC5V电压供电，其输出信号为电压输出0~2.5V，将调整后的电压量送入单片机ATmega128L内置A/D转换器的ADC2单端输入通道进行模/数转换。

如图4所示，本实用新型一实施例的环境监测装置中，工频电场强度传感器的频率范围为40~20000 Hz，量程为1~19999 V/m，采用DC 5V电压供电，其输出信号为电压输出0~2.5V，将调整后的电压量送入单片机ATmega128L内置A/D转换器的ADC3单端输入通道进行模/数转换。

如图3和图5所示，本实用新型一实施例的环境监测装置中，所述数据监控装置为手机，软件部分采用AndroidSDK +Java JDK7 + Eclipse 6.0编写，实现数据的接收显示以及判断处理。

如图4所示，本实用新型一实施例的环境监测装置中，所述蓝牙通信模块采用的是一款主从一体可以设置的蓝牙芯片HC-05，其在室内可达10m以内的通信距离。所述蓝牙芯片HC-05通过串口接入ATmega128L单片机，所述数据监控装置室的手机通过内置的蓝牙与所述蓝牙芯片HC-05通信。

本实用新型一实施例的环境监测装置的工作过程包括：

首先，工作人员在数据监控装置的手机软件中录入《水力发电厂供暖通风与空气调节设计规范》NB/T35040-2014、《水力发电厂供暖通风与空气调节设计规范》NB/T35040-2014、《水电工程劳动安全与工业卫生设计规范》NB 35074-2015、《水力发电厂照明设计规范》NB/T35008-2013、《电力行业劳动环境监测技术规范第7部分：工频电场、工厂磁场监测》DL/T799.7-2019、《室内空气质量标准》GB/T18883-2002各个规范中不同地点的要求值，以便在检测时可以进行判别。

然后，工作人员通过所述背带10将本实用新型一实施例的环境监测装置背在后背上，通过所述数据监控装置的手机蓝牙与所述蓝牙芯片HC-05连接，当抵达需要检测点时，在所述数据监控装置的手机软件中输入检测地点名称并按下检测按钮，指令通过所述数据监控装置的手机内置的蓝牙模块发送至所述蓝牙芯片HC-05，所述ATmega128L单片机控制各个传感器开始工作，各个传感器将采集的信号传输至ATmega128L单片机，然后通过数模转换进行信息处理，处理结果再通过所述蓝牙芯片HC-05传送至所述数据监控装置的手机，其软件部分将之前已经录入的检测点的规范标准值与实测值进行对比，显示是否符合并进行数据存储，全部检测点巡检后即可将数据全部导出并形成如图5所示的检测报告。

本实用新型一实施例的环境监测装置的实际使用案例如下：

检测人员背上本实用新型一实施例的环境监测装置，到达“发电机层1号机组上游侧”，这时在所述数据监控装置的手机中按下“实时检测”按钮，此时，本实用新型一实施例的环境监测装置开始工作，将温度、相对湿度、光照度、工频场强、总挥发性有机化合物、噪声的测量值传到所述数据监控装置的手机上，数据监控装置的手机软件的程序提示用户选择检测地点，在匹配后将测量值与规范要求值进行对比，并给出评定结论。

当检测人员来到透平油室、柴油机储油间等不可以使用手机的地点时，可以通过所述键盘来实现对所述ATmega128L单片机的控制。

Claims (9)

1.一种环境检测的装置，其特征在于，包括控制器，参数采集装置，背板与壳体；

所述控制器用于接收并处理所述参数采集装置发送的参数信号；

所述参数采集装置包括参数采集触头和数据处理电路，所述参数采集触头的输出端与所述数据处理电路的输入端相连，所述数据处理电路的输出端与所述控制器的输入端相连；所述参数采集触头所采集的参数包括：温度，湿度，噪声，光照度，总挥发性有机化合物和工频电场强度；

所述背板与所述壳体之间密封连接，所述壳体设有用于将所述参数采集触头暴露在外部环境中的孔，所述控制器与所述数据处理电路设于所述壳体与所述背板之间。

2.如权利要求1所述的环境检测的装置，其特征在于，所述壳体远离所述背板的一面设有显示屏，所述显示屏的输入端与所述控制器的输出端相连。

3.如权利要求2所述的环境检测的装置，其特征在于，所述壳体远离所述背板的一面还设有键盘，所述键盘与所述控制器电连接。

4.如权利要求3所述的环境检测的装置，其特征在于，所述控制器，所述参数采集装置，所述显示屏和所述键盘均由移动电源供电。

5.如权利要求4所述的环境检测的装置，其特征在于，所述控制器、所述数据处理电路与所述移动电源经过防爆封装后设于所述壳体与所述背板。

6.如权利要求5所述的环境检测的装置，其特征在于，所述壳体为防爆箱。

7.如权利要求5所述的环境检测的装置，其特征在于，所述背板远离所述壳体的一面设有背带。

8.如权利要求1~7任一所述的环境检测的装置，其特征在于，还包括数据监控装置，所述数据监控装置与所述控制器无线连接。

9.如权利要求8所述的环境检测的装置，其特征在于，所述数据监控装置与所述控制器通过蓝牙连接。

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