CN216900988U - 一种用于高温作业的环境数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高温作业的环境数据采集装置，包括第一采集组件，纵向排布的多个第一采集点，用于采集周围环境任意方向的热辐射数据；第二采集组件，纵向排布的多个第二采集点，用于采集周围环境任意方向的风速数据；第三采集组件，包括第三采集点，用于采集周围环境中包括温湿度、大气压力在内的多个微小气候数据；采集控制器，分别与第一采集点、第二采集点以及第三采集点电连接；与所述第一采集点、所述第二采集点、所述第三采集点连接，用于控制第一采集点、第二采集点、第三采集点按照预定频率采集数据，并对采集数据处理后，通过无线传输至监控平台，实现连续在线监控。本申请实现灵活布置采集点，通过采集的数据实现连续在线监控。

Description

一种用于高温作业的环境数据采集装置

技术领域

本实用新型涉及数据采集技术，尤其涉及一种用于高温作业的环境数据采集装置。

背景技术

在职业健康预防及管理领域中，在对具有生产性热源的工作岗位进行高温作业中暑风险评估及管理时，需要采集该高温环境中，作业人员所处的环境温度、相对湿度、气压、风速、辐射热等指标数据，再传输到远端平台，对采集的指标数据进行分析处理后，进而迅速对该高温环境进行中暑风险评估。

作业人员的热感受主要与全身热平衡有关，不仅受空气温度、热辐射、风速、空气湿度等环境参数影响，还受人体活动和着装的影响，简单的依靠气象机构对于温度、相对湿度等的预报，不能够对于作业场所高温环境下人体中暑风险做出更精准的判断。比如，利用WBGT测试装置也只能进行非连续性的人工参与的测量操作，并且作业人员既要作业又要多次测量，耗时费力，并且当作业场所高温环境发生变化的时候，由于不是连续的在线测量，可能会造成测量与实际情况有较大的误差。现有的WBGT测试装置只能单点单机测量，无法进行实时传输数据，因此无法获取作业场上实时的环境数据；并且该装置在测量过程中对环境湿度、气流等有要求。再比如PMV参数的测量装置，由于成本过高，通常用于专业的气象研究机构。目前市场上未出现一款适用于对作业人员所处高温作业环境进行实时测量的监控设备。

实用新型内容

本申请实施例通过提供一种用于高温作业的环境数据采集装置，实现了灵活布置采集点，并且可以联系在线获取采集数据实现高温作业的环境监控的有益效果。

本申请实施例提供了一种用于高温作业的环境数据采集装置，包括：

支撑架，可进行万向调节布点；

第一采集组件，活动安装于所述支撑架上，包括纵向排布的多个第一采集点，用于采集周围环境任意方向的热辐射数据；

第二采集组件，活动安装于所述支撑架上，包括纵向排布的多个第二采集点，用于采集周围环境任意方向的风速数据；

第三采集组件，相对所述支撑架固定，包括第三采集点，用于采集周围环境中包括温湿度、大气压力在内的多个微小气候数据；

采集控制器，与所述第一采集点、所述第二采集点、所述第三采集点连接，用于控制各所述第一采集点、所述第二采集点、所述第三采集点按照预定频率采集数据，并对采集数据处理后，通过无线传输至监控平台，实现连续在线监控。

进一步地，所述支撑架包括若干第一铰接组件，通过各所述第一铰接组件分别将所述第一采集组件、所述第二采集组件活动安装在所述支撑架上。

进一步地，所述第一铰接组件包括连接座、第一连接臂、第二连接臂；

所述连接座固设于所述支撑架上；

所述第一连接臂的一端与所述连接座铰接，以使所述第一连接臂可相对所述连接座在水平方向上180°旋转；

所述第一连接臂的另一端与所述第二连接臂的一端铰接，以使所述第一连接臂可相对所述第二连接臂在水平方向上360°旋转。

进一步地，所述第一铰接组件还包括第一连接件、第二连接件以及第三铰接件，

所述第一连接件活动安装于所述第二连接臂的另一端，且所述第一连接件相对所述第二连接臂在水平方向上可自转360度；

所述第二连接件的一侧固定安装所述第一采集组件或者所述第二采集组件，另一侧通过所述第三铰接件与所述第一连接件铰接，以使所述第二连接件可相对所述第一连接件在竖直方向上旋转，并且通过所述第三铰接件固定所述第二连接件与所述第一连接件之间的夹角。

进一步地，所述支撑架还包括支撑底座、第一支撑杆、第二支撑杆以及多个支撑板；

所述第一支撑杆和所述第二支撑杆垂直安装于所述支撑底座的上方，所述支撑底座可进行水平方向的万向移动；

所述支撑板沿所述第一支撑杆、所述第二支撑杆的竖直方向铺设，且各所述支撑板的两端分别连接所述第一支撑杆和所述第二支撑杆，以使所述第一铰接组件通过安装在所述支撑板的一端，以连接所述第一采集组件或所述第二采集组件。

进一步地，所述支撑架包括三个支撑板，以此通过各个所述支撑板连接所述第一采集组件和所述第二采集组件。

进一步地，所述第一采集点采用热辐射变送器。

进一步地，所述第二采集点采用风速变送器。

进一步地，所述第三采集点采用多参数微小气候变送器。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、由于采集控制器可以通过物联网输出，可以利用采集的数据实现连续在线监控，实现了连续在线对作业场所高温环境的温度、相对湿度、风速、气压、热辐射等参数进行在线实时监测。

2、测量过程在采集点布置好位置后，不需要人工干预，避免对于测量时间选取不合适造成的测量误差。

3、由于所有的采集点的变送器均与采集控制器相连，也就是说，采集的数据均可以传输到远端监控平台，从而通过远端监控平台对当前的高温作业环境进一步分析处理，无需人工在高温环境下操作测量数据，极大的提高了测量的安全性以及便利性。

4、由于各个采集点在预设测量区间可以灵活布点，并且无需担心人体对设备的影响，可以外接多套传感器，对环境温度、湿度等公共参数进行数据共享，对辐射热、风速传感器进行头、腹、踝三部位监测，且通过可万向调节的支撑架灵活调整选择合适的监测方向和伸缩调整监测位置，以及灵活移动和选择监测点位，这样可灵活选择测量点，灵活布点进行作业场所高温环境的测量监控。

附图说明

图1为本申请实施例中环境数据采集装置的数据连接框图；

图2为本申请实施例1中装有采集点的采集装置结构示意图；

图3为本申请实施例2中第一铰接组件的结构示意图；

图4为本申请实施例1中未装采集点的采集装置结构示意图。

附图标号：

支撑架100，第一铰接组件110，连接座111，第一连接臂112，第二连接臂113，第一连接件114，第二连接件115，第三铰接件116，支撑底座117，第一支撑杆118，第二支撑杆119，支撑板120，万向轮121，

第一采集点200，第二采集点300，第三采集点400，采集控制器500，多参数微小气候变送器410，热辐射变送器210，风速变送器310，无线收发器 600，供电装置700。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

参考附图1-2所示，本实施例提供了一种用于高温作业的环境数据采集装置，该装置包括：

支撑架100，可进行万向调节布点。第一采集组件，活动安装于支撑架100 上，包括纵向排布的多个第一采集点200，用于采集周围环境任意方向的热辐射数据。第二采集组件，活动安装于支撑架100上，包括纵向排布的多个第二采集点300，用于采集周围环境任意方向的风速数据。第三采集组件，相对支撑架100固定，包括第三采集点400，用于采集周围环境中包括温湿度、大气压力在内的多个微小气候数据。采集控制器500，与第一采集点200、第二采集点300、第三采集点400连接，用于控制各第一采集点200、第二采集点300、第三采集点400按照预定频率采集数据，并对采集数据处理后，通过无线传输至监控平台，实现连续在线监控。其中，在第一采集点200、第二采集点300、第三采集点400按需求布点后进行数据采集。

本实施例中的第一采集点200采用热辐射变送器210。在一种实施例中，热辐射变送器210包括表面涂黑的球型壳体和设于球心的温度传感器。进一步说明，热辐射变送器210可以反映人体对周围环境所感受热辐射的状况，主要用于感受周围环境的气温、热辐射等综合因素产生的影响。在一种实施例中，热辐射变送器210中的球型壳体采用空心薄壁的铜球制作，其表面涂黑。在一种实施例中，球型壳体的直径为15cm。球型壳体的球心处安装温度传感器，测得的温度即为黑球温度。本实施例中利用黑球温度即可计算得到周围环境表面对人体热辐射作用的平均辐射温度。

本实施例中的第二采集点300采用风速变送器310。在一种实施例中，风速变送器310包括多个弧形叶片，且弧形叶片的顶端相互接触，底端固定在同一个旋转轴上。该风速变送器310采用一体化万向高灵敏风速变送器310，实时全方向测量风速，风速变送器310采用多个弧形叶片组成的镂空球型，外观结构紧凑，响应快，并且全方位进行风速测量，测量精度高。进一步说明，各第二采集点300固定到预定的采集区间，当风从某方吹来时，其中一个弧形叶片与风向平行，因此风对该弧形叶片的压力分到旋转轴上的分力近似为零，其他弧形叶片与风向之间具有夹角，其他弧形叶片所受的压力不同，存在压力差，使整个镂空球型带动旋转轴随风旋转，风速越大，起始的压力差越大，产生的加速度越大，弧形叶片转动越快。相同风速，弧形叶片转动一段时间后，作用在各个弧形叶片上的分压差为零时，整个镂空球型变成匀速转动，根据此时的转速即可确定风速的大小。其中，旋转轴同轴传动磁棒或其他，在旋转过程中产生与转速成正比的脉冲信号，通过计数器计数，换算得到实际的风速值。在另一种实施例中，风速变送器310可采用型号为FAO1风杯构型的风速传感器。

本实施例中的第三采集点400采用多参数微小气候变送器410。在一种实施例中，多参数微小气候变送器410设于一体式百叶箱内。该设计相当于集温湿度、大气压力等参数采集操作于一体，使得多参数微小气候变送器410安全可靠，外观美观，安装方便，经久耐用，体积小、重量轻，采用优质抗紫外线材质，使用寿命长，采用高灵敏度的探头，信号稳定，精度高。

本实施例中各个变送器的安装高度、角度都是根据采集点的位置以及人体工学所需的高度和角度进行安装，使得各个变送器可以根据作业人员的立姿、坐姿等不同高度，灵活调整高度以及角度，以满足采集要求。

本实施例中的采集控制器500分别与热辐射变送器210、多参数微小气候变送器410、风速变送器310电连接，用于接收热辐射变送器210、多参数微小气候变送器410、风速变送器310监测作业场所高温环境下的环境温度、相对湿度、气压、风速、辐射热等指标数据，热辐射变送器210的温度传感器输出的热辐射数据为RS485数字信号，数据格式支持Modbus-RTU协议和MSD-BUS协议，温度传感器具有耗电低，精度高，性能稳定，安装或携带方便等特点。风速变送器310提供标准的MODBUS485接口，测量数据可以通过485 接口输出。采集控制器500通过RS485接口接收采集数据，并根据用户需求自定义设置各个变送器的采集频率，使得采集控制器500将接收的采集数据进行相应的处理后，通过物联网传输模块进行上传。其中，对采集的各种数据进行处理可以是压缩处理。本实施例中的采集控制器500通过无线传输技术将采集的数据传输给监控平台。具有实施为，采用无线收发器600，采集控制器500 通过无线收发器600接收远程监控平台发送的控制指令控制各个采集点采集，通过无线收发器600发送处理后的采集数据。无线收发器600采用包括但不限于RFID、GPRS、蓝牙(Bluetooth)、Wi-Fi、IrDA、UWB、Zig-Bee、NFC、 3G/4G/5G在内的无线通信技术。

本实施例可以实现不间断在线的作业场所高温环境的多参数监测，并且将监测的数据通过物联网技术进行实时上传，实现了监测装置具备组网的能力，同时，设备选择测量点灵活，为进行测量点位选取提供了方便，灵活布点进行作业场所高温环境的测量监控。通过物联网上传的采集数据，便于远程进行数据分析、处理，实现作业场所高温环境进行环境温度、相对湿度、气压、风速、辐射热等指标的监控。

进一步说明，本实施例中还包括供电装置700，供电装置700与采集控制器500电连接，用于供电。供电装置700可以为蓄电池。

实施例二

本实施例提供了一种用于高温作业的环境数据采集装置，包括第一采集组件，活动安装于支撑架100上，包括纵向排布的多个第一采集点200，用于采集周围环境任意方向的热辐射数据；第二采集组件，活动安装于支撑架100上，包括纵向排布的多个第二采集点300，用于采集周围环境任意方向的风速数据。

针对第一采集组件或第二采集组件活动安装于支撑架100上的技术方案，在一种实施例中，该装置的支撑架100包括若干第一铰接组件，通过各第一铰接组件分别将第一采集组件、第二采集组件活动安装在支撑架100上。即第一铰接组件110可以使第一采集组件或第二采集组件活动安装于支撑架100。

进一步说明，参考附图3所示，本实施例中的第一铰接组件包括连接座111、第一连接臂112、第二连接臂113。连接座111固设于支撑架100上；第一连接臂112的一端与连接座111铰接，以使第一连接臂112可相对连接座111在水平方向上180°旋转；第一连接臂112的另一端与第二连接臂113的一端铰接，以使第一连接臂112可相对第二连接臂113在水平方向上360°旋转。

第一铰接组件110还包括第一连接件114、第二连接件115以及第三铰接件116，第一连接件114活动安装于第二连接臂113的另一端，且第一连接件114相对第二连接臂113在水平方向上可自转360度；第二连接件115的一侧固定安装第一采集组件或者第二采集组件，另一侧通过第三铰接件116与第一连接件114铰接，以使第二连接件115可相对第一连接件114在竖直方向上旋转，并且通过第三铰接件116固定第二连接件115与第一连接件114之间的夹角。

因此，从第一铰接组件110中各部件相对活动角度可以得出，本实施例中的第一采集组件以及第二采集组件通过第一铰接组件110可以进行采集区域的全方向任意角度的采集。

实施例三

本实施例提供了一种用于高温作业的环境数据采集装置，包括支撑架100；第一采集组件以及第二采集组件，活动安装于支撑架100上；第三采集组件，相对支撑架100固定。

其中，参考附图4所示，支撑架100包括支撑底座117、第一支撑杆118、第二支撑杆119以及多个支撑板120；第一支撑杆118和第二支撑杆119垂直安装于支撑底座117的上方，支撑底座117可进行水平方向的万向移动。

支撑板120沿第一支撑杆118、第二支撑杆119的竖直方向铺设，且各支撑板120的两端分别连接第一支撑杆118和第二支撑杆119，以使第一铰接组件110通过安装在支撑板120的一端，以连接第一采集组件或第二采集组件。

基于采集区间的竖直方向的限定，本实施例中的支撑架100包括三个支撑板120，以此通过各个支撑板120连接第一采集组件和第二采集组件。当然针对实施例二中第一铰接组合的尺寸以及采集区域的范围，可以自适应调整支撑板120的数量。

另外，本实施例中的支撑底座117包括多个支脚，各个支脚底部设有万向轮121，在测量过程中可以随时调整测量区域水平方向的位置。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种用于高温作业的环境数据采集装置，其特征在于，包括：

支撑架，可进行万向调节布点；

第一采集组件，活动安装于所述支撑架上，包括纵向排布的多个第一采集点，用于采集周围环境任意方向的热辐射数据；

第二采集组件，活动安装于所述支撑架上，包括纵向排布的多个第二采集点，用于采集周围环境任意方向的风速数据；

第三采集组件，相对所述支撑架固定，包括第三采集点，用于采集周围环境中包括温湿度、大气压力在内的多个微小气候数据；

采集控制器，与所述第一采集点、所述第二采集点、所述第三采集点连接，用于控制各所述第一采集点、所述第二采集点、所述第三采集点采集数据，并对采集数据处理，通过无线传输至监控平台，实现连续在线监控。

2.如权利要求1所述的用于高温作业的环境数据采集装置，其特征在于，所述支撑架包括若干第一铰接组件，通过各所述第一铰接组件分别将所述第一采集组件、所述第二采集组件活动安装在所述支撑架上。

3.如权利要求2所述的用于高温作业的环境数据采集装置，其特征在于，所述第一铰接组件包括连接座、第一连接臂、第二连接臂；

所述连接座固设于所述支撑架上；

所述第一连接臂的一端与所述连接座铰接，以使所述第一连接臂可相对所述连接座在水平方向上180°旋转；

所述第一连接臂的另一端与所述第二连接臂的一端铰接，以使所述第一连接臂可相对所述第二连接臂在水平方向上360°旋转。

4.如权利要求3所述的用于高温作业的环境数据采集装置，其特征在于，所述第一铰接组件还包括第一连接件、第二连接件以及第三铰接件，

所述第一连接件活动安装于所述第二连接臂的另一端，且所述第一连接件相对所述第二连接臂在水平方向上可自转360度；

所述第二连接件的一侧固定安装所述第一采集组件或者所述第二采集组件，另一侧通过所述第三铰接件与所述第一连接件铰接，以使所述第二连接件可相对所述第一连接件在竖直方向上旋转，并且通过所述第三铰接件固定所述第二连接件与所述第一连接件之间的夹角。

5.如权利要求2所述的用于高温作业的环境数据采集装置，其特征在于，所述支撑架还包括支撑底座、第一支撑杆、第二支撑杆以及多个支撑板；

所述第一支撑杆和所述第二支撑杆垂直安装于所述支撑底座的上方，所述支撑底座可进行水平方向的万向移动；

所述支撑板沿所述第一支撑杆、所述第二支撑杆的竖直方向铺设，且各所述支撑板的两端分别连接所述第一支撑杆和所述第二支撑杆，以使所述第一铰接组件通过安装在所述支撑板的一端，以连接所述第一采集组件或所述第二采集组件。

6.如权利要求1所述的用于高温作业的环境数据采集装置，其特征在于，所述支撑架包括三个支撑板，以此通过各个所述支撑板连接所述第一采集组件和所述第二采集组件。

7.如权利要求1所述的用于高温作业的环境数据采集装置，其特征在于，所述第一采集点采用热辐射变送器。

8.如权利要求1所述的用于高温作业的环境数据采集装置，其特征在于，所述第二采集点采用风速变送器。

9.如权利要求1所述的用于高温作业的环境数据采集装置，其特征在于，所述第三采集点采用多参数微小气候变送器。

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