一種自動採樣的採集系統的製作方法

2023-10-18 19:52:39

一種自動採樣的採集系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種自動採樣的採集系統，包括監測中心，以及通過通訊網絡與監測中心互聯的至少一個的戶外採樣終端；所述戶外採樣終端包括殼體、至少一個光學傳感器，殼體上設置一對以上的進風口，殼體的頂部設置出風口，光學傳感器設置在殼體內，且位於進風口旁側，所述光學傳感器內設加熱模塊。本發明通過光學自動檢測PM2.5、利用各種方法使空氣自動流動進行採樣、光學傳感器冗餘等方法，整個的PM2.5的測試過程屬於全自動無需人工值守的測試。
【專利說明】一種自動採樣的採集系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種環保監測裝置，尤其涉及一種自動採樣空氣進行PM2.5採集系統。
【背景技術】
[0002]雖然肉眼看不見空氣中的顆粒物，但是顆粒物卻能降低空氣的能見度，使藍天消失，天空變成灰濛濛的一片，這種天氣就是灰霾天。根據《2010年灰霾試點監測報告》，在灰霾天，PM2.5的濃度明顯比平時高，PM2.5的濃度越高，能見度就越低。
[0003]PM2.5之所以會造成灰霾天能見度降低，其主要原因如下:
空氣中不同大小的顆粒物均能降低能見度，不過相比於粗顆粒物，更為細小的PM2.5降低能見度的能力更強。能見度的降低其本質上是可見光的傳播受到阻礙。當顆粒物的直徑和可見光的波長接近的時候，顆粒對光的散射消光能力最強。可見光的波長在0.4-0.7微米之間，而粒徑在這個尺寸附近的顆粒物正是PM2.5的主要組成部分。理論計算的數據也清楚地表明這一點:粗顆粒的消光係數約為0.6平方米/克，而PM2.5的消光係數則要大得多，在1.25-10平方米/克之間，其中PM2.5的主要成分硫酸銨、硝酸銨和有機顆粒物的消光係數都在3左右，是粗顆粒的5倍。所以，PM2.5是灰霾天能見度降低的主要原因。
[0004]目前國內外環保部門監測PM2.5普遍採用濾膜稱重、β射線吸收和微量振蕩天平等方法。這些方法的測試設備測試周期長，設備部署不靈活，造成了許多城市的環境監測中心站點較少，分布分散，環境監測的數據僅從宏觀上反映城市的整體的空氣品質，但是不能從微觀上反映局部區域、特定區域的空氣品質的好壞。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是現有的ΡΜ2.5測試設備測試周期長，設備部署不靈活，造成了許多城市的環境監測中心站點較少，分布分散，環境監測的數據僅從宏觀上反映城市的整體的空氣品質，但是不能從微觀上反映局部區域、特定區域的空氣品質的好壞。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:一種自動採樣的採集系統，包括監測中心，以及通過通訊網絡與監測中心互聯的至少一個的戶外採樣終端；所述戶外採樣終端包括殼體、至少一個光學傳感器，殼體上設置一對以上的進風口，殼體的頂部設置出風口，光學傳感器設置在殼體內，且位於進風口旁側，所述光學傳感器內設加熱模塊。
[0007]利用光散射的原理測定顆粒物濃度的方法，是ΡΜ2.5測試的方法。該測定方法的原理是:空氣中的顆粒物濃度越高，對光的散射就越強。測定光的散射後，就可以算出顆粒物濃度。該測試方式測定速度快，自動化程度高，操作簡單。這種測試ΡΜ2.5的方式是實時測試，完全達到秒級測試。因此，本發明採用光學傳感器檢測空氣中所含顆粒物濃度的高低，其檢測效果準確度高。從結構上來說，多個進風口的設計，可以確保空氣的自然流入，同時，空氣從多個進風口進入後，再從殼體上部出風口出風，可以保證空氣進行正常的流通；光學傳感器放置在結構內部的出風口旁邊，可以採樣到自然的真實的空氣，達到真實有效的目標功能；光學傳感器內部只有加熱模塊，使得在光學傳感器內部的空氣檢測通道中，熱引起上升氣流使得外部的空氣流進空氣檢測通道中。
[0008]為保證系統冗餘採樣的穩定進行，每一個戶外採樣終端的殼體內，每個進風口旁側均設置一個光學傳感器。在戶外採樣終端中，使用一個或者多個光學傳感器進行採樣，使得在長時間的戶外終端的採樣過程中，如果出現意外的情況，例如不可抗拒的自然問題，或者是人為問題，造成部分光學傳感器的脫落、或者損毀，在這樣的情況下，如果設備的光學傳感器有一個是正常的，那麼終端設備可以正常的工作；即一個或者多個光學傳感器，不會影響到採樣的結果，但是會增加設備的可靠性，使得光學傳感器的採樣有冗餘測試的目標功能。
[0009]作為本發明的一種改進方案，戶外採樣終端安裝高度在20-25cm。該種高度不僅有利於採集風樣，由於高度適中，也便於安裝維修，可以部署在電線桿等公共設施上，方便靈活。
[0010]本發明的優點是:通過光學自動檢測PM2.5、利用各種方法使空氣自動流動進行採樣、光學傳感器冗餘等方法，整個的PM2.5的測試過程屬於全自動無需人工值守的測試。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發明戶外採樣終端的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0013]如圖1所示，本發明包括監測中心，以及通過通訊網絡與監測中心互聯的至少一個的戶外採樣終端。
[0014]所述戶外米樣終端包括殼體1、兩個光學傳感器2,殼體I上設置一對進風口 3,殼體I的頂部設置出風口 4，兩個光學傳感器2設置在殼體I內，且分別位於兩個進風口 3的旁側，所述光學傳感器2內設加熱模塊2-1。
[0015]在城市的不同區域布局並使用本發明，能夠比較全面地掌握城市不同區域，在不同時間段、不同氣候特點(包括氣溫、風向、季節)下的PM2.5的實時監測數據。
[0016]PM2.5環境監測系統環境數據採集設備採用現有的高精度光學傳感器採集信息，採用現有的低功耗單片機為監控中心接收信息，通過網絡通訊將各個戶外採樣終端與監控中心連接，可提供方便的數據查詢方式，直接通過瀏覽器可以直接訪問測試數據。
[0017]使用時，可將戶外採樣終端部署在電線桿等公共設施上，高度一般為離地面高度20m-25m之間，利用這樣的方法進行測試的終端設備則部署很是方便，且整個設備小巧，部署方式靈活。
[0018]部署靈活的、實時的PM2.5環境監測系統，配合城市現有的環境監測站點，準確、及時、全面地反映環境質量現狀及發展趨勢，為環境管理、汙染源控制、環境規劃等提供科學依據，並結合天氣狀況、城市交通、人口密度、工業產值等元素，進行系統的研究，為保護環境，改善城市的大氣環境質量改善起到技術支撐作用。
【權利要求】
1.一種自動採樣的採集系統，其特徵在於，包括監測中心，以及通過通訊網絡與監測中心互聯的至少一個的戶外採樣終端；所述戶外採樣終端包括殼體、至少一個光學傳感器，殼體上設置一對以上的進風口，殼體的頂部設置出風口，光學傳感器設置在殼體內，且位於進風口旁側，所述光學傳感器內設加熱模塊。
2.根據權利要求1所述的一種自動採樣的採集系統，其特徵在於，每一個戶外採樣終端的殼體內，每個進風口旁側均設置一個光學傳感器。
3.根據權利要求1或2所述的一種自動採樣的採集系統，其特徵在於，戶外採樣終端安裝高度在20-25cm。
【文檔編號】G01N15/06GK103471972SQ201310412083
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2013年9月11日
【發明者】張真, 吳亞洲, 吳修文, 戴明, 馮泉生 申請人:南京雲創存儲科技有限公司