一種複合汙染氣體在線監測裝置製造方法
2023-12-06 12:07:36
一種複合汙染氣體在線監測裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種複合汙染氣體在線監測裝置，包括微處理器及均與微處理器通訊連接的信號檢測模塊、顯示屏、通訊模塊、存儲器和按鍵開關；信號檢測模塊包括依次通訊相連的傳感器組件、信號調理電路模塊、模數轉換器和優化處理單元，模數轉換器還電氣連接有溫度檢測電路模塊；傳感器組件包括溫度補償模塊、多個氣體成分傳感器和氣體濃度傳感器；氣體成分傳感器和氣體濃度傳感器的信號輸入端均與溫度補償模塊的信號輸出端相連，而氣體成分傳感器和氣體濃度傳感器的信號輸出端均與濾波電路的信號輸入端通訊連接；優化處理單元與微處理器通訊連接。本發明提供的複合汙染氣體在線監測裝置的輸出值不會隨環境溫度變化而波動。
【專利說明】一種複合汙染氣體在線監測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氣體監測裝置，尤其涉及一種複合汙染氣體在線監測裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的快速發展，大氣汙染排放問題凸顯，大氣汙染呈現多種汙染物同時作用的複合性汙染，且汙染範圍擴大，特別是大城市群地區出現明顯的區域性汙染特徵，對人體健康、生態系統和氣候變化構成嚴重威脅和影響，已成為制約我國經濟可持續發展的重要瓶頸因素。因而，在現代工業流程中，複合汙染氣體組分監控及濃度監控成為必不可少的環節。
[0003]而目前市面上的多組分汙染氣體監測裝置在實際工作時對溫度比較敏感，當外界溫度變化時，傳感器輸出的微弱電信號會發生變化，該微弱電信號經過運放放大處理，並通過AD轉換測得的ADC值隨之發生變化，從而引起對應輸出氣體濃度值變化。當溫度產生變化時，傳感器輸出信號會隨著溫度的變化產生0.2%/oC的變化，即當環境溫度從0-50oC時，傳感器的輸出信號將產生10%的變化，這就會導致現有的多組分汙染氣體監測裝置在不同溫度環境下工作時其輸出不穩定，所得到的測量值也就不準確。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術中多組分汙染氣體監測裝置具有在環境溫度發生變化時其輸出不穩定的上述缺陷，提供一種輸出值不會隨環境溫度變化而波動的複合汙染氣體在線監測裝置。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案如下:
一種複合汙染氣體在線監測裝置，包括微處理器及均與微處理器通訊連接的信號檢測模塊、顯示屏、通訊模塊、存儲器和按鍵開關，且通訊模塊連接有集控中心；
信號檢測模塊包括依次通訊相連的傳感器組件、信號調理電路模塊、模數轉換器和優化處理單元，模數轉換器還電氣連接有溫度檢測電路模塊；
傳感器組件包括溫度補償模塊、多個氣體成分傳感器和多個氣體濃度傳感器，信號調理電路模塊包括依次電氣相連的濾波電路、去噪電路和放大電路；
氣體成分傳感器和氣體濃度傳感器的信號輸入端均與溫度補償模塊的信號輸出端相連，而氣體成分傳感器和氣體濃度傳感器的信號輸出端均與濾波電路的信號輸入端通訊連接；
優化處理單元與微處理器通訊連接。
[0006]在本發明所述複合汙染氣體在線監測裝置中，上述信號檢測模塊包括依次通訊相連的傳感器組件、信號調理電路模塊、模數轉換器和優化處理單元。其中，傳感器組件包括溫度補償模塊、多個氣體成分傳感器和多個氣體濃度傳感器，該溫度補償模塊的信號輸出端與氣體成分傳感器和氣體濃度傳感器的信號輸入端相連，不僅能調節各氣體成分傳感器和氣體濃度傳感器的靈敏度，而且還能實時檢測環境溫度變化，使得其輸出信號與實際一致，保證了所述複合汙染氣體在線監測裝置的輸出值在環境溫度發生變化時保持穩定。
[0007]上述模數轉換器還電氣連接有溫度檢測電路模塊，該溫度檢測電路模塊用以實時檢測外界環境中的溫度變化，以修正模數轉換器對數據的處理，從而進一步保證所述複合汙染氣體在線監測裝置的輸出值不會隨環境溫度的變化而波動。
[0008]在本發明所述複合汙染氣體在線監測裝置中，信號調理電路模塊包括依次電氣相連的濾波電路、去噪電路和放大電路，以保證其輸出信號具有比較高的質量，更便於模數轉換器對數據進行處理。
[0009]上述優化處理單元的信號輸入端和信號輸出端分別與上述模數轉換器和微處理器通訊連接，該優化處理單元主要用於信號的選擇、優化、歸一化和標準化處理。
[0010]上述通訊模塊在微處理器的控制下將所述複合汙染氣體在線監測裝置的監測結果發送給集控中心，上述顯示屏用以顯示監測結果。
[0011]作為對本發明所述技術方案的一種改進，還包括時鐘電路模塊，且時鐘電路模塊與微處理器通訊連接。該時鐘電路模塊給微處理器提供時間信息，並將該時間信息存儲到存儲器中，這樣的設計一方面可避免監測數據混亂，另一方面還使得所述複合汙染氣體在線監測裝置利用時鐘電路模塊提供的時間信息和監測數據輸出監測結果隨時間的變化曲線。
[0012]作為對本發明所述技術方案的一種改進，還包括數據共享模塊，且數據共享模塊與微處理器通訊連接。數據共享模塊的設置方便了共享數據的輸入、輸出，方便了所述複合汙染氣體在線監測裝置的使用。
[0013]作為對本發明所述技術方案的一種改進，信號檢測模塊還包括前處理結構，而前處理結構包括相互連接的氣體富集瓶和緩衝罐，而緩衝罐與傳感器組件連通。氣體富集瓶的設置，使得所述複合汙染氣體在線監測裝置的監測下限大大低於了傳感器組件本身的監測下限，大大提高了所述複合汙染氣體在線監測裝置的測量精度。另外，還可以在緩衝罐與傳感器組件之間設置流量計或加熱結構，流量計的設置方便了對輸出氣體的流量進行統計，而加熱結構的設置使得氣體在進入傳感器組件之前保持恆溫，從而降低了溫度對氣體的影響。
[0014]作為對本發明所述技術方案的一種改進，信號檢測模塊還包括防開路處理電路模塊，且防開路處理電路模塊與傳感器組件連接。該防開路處理電路模塊主要用於儘快穩定開機的時間，並且能防止電極極化。
[0015]作為對本發明所述技術方案的一種改進，信號檢測模塊還包括偏差電壓控制電路模塊，且偏差電壓控制電路模塊與傳感器組件連接。該偏差電壓控制電路模塊可為傳感器組件提供一個穩定的偏壓，使得傳感器組件可以穩定地工作。
[0016]在本發明所述技術方案中，在上述多個氣體成分傳感器和多個氣體濃度傳感器與信號調理電路模塊之間設有第一光電隔離電路模塊，在上述優化處理單元與微處理器之間設有第二光電隔離電路模塊，第一光電隔離電路模塊和第二光電隔離電路模塊的設置大大提高了所述複合汙染氣體在線監測裝置的抗幹擾能力，使得所述複合汙染氣體在線監測裝置在複雜的電磁環境下能保持比較好的測量精度。
[0017]另外，在本發明所述技術方案中，凡未作特別說明的，均可通過採用本領域中的常規手段來實現本技術方案。
[0018]因此，本發明的有益效果是提供了一種複合汙染氣體在線監測裝置，該在線監測裝置的輸出值不會隨環境溫度變化而波動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發明複合汙染氣體在線監測裝置的原理框圖；
圖2是信號檢測模塊的原理框圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0021]在本發明較佳實施例中，如圖1所示，包括微處理器及均與該微處理器通訊連接的信號檢測模塊、顯示屏、通訊模塊、時鐘電路模塊、存儲器、按鍵開關和數據共享模塊，且該通訊模塊連接有集控中心。
[0022]如圖2所示，上述信號檢測模塊包括依次通訊相連的傳感器組件、信號調理電路模塊、模數轉換器和優化處理單元，該模數轉換器還電氣連接有溫度檢測電路模塊；其中，該傳感器組件包括溫度補償模塊、多個氣體成分傳感器和多個氣體濃度傳感器，該信號調理電路模塊包括依次電氣相連的濾波電路、去噪電路和放大電路；多個氣體成分傳感器和氣體濃度傳感器的信號輸入端均與上述溫度補償模塊的信號輸出端相連，而多個氣體成分傳感器和氣體濃度傳感器的信號輸出端均與上述濾波電路的信號輸入端通訊連接；上述優化處理單元與上述微處理器通訊連接。
[0023]又如圖2所示，上述信號檢測模塊還包括前處理結構、防開路處理電路模塊、偏差電壓控制電路模塊、第一光電隔離電路模塊和第二光電隔離電路模塊。其中，該前處理結構包括相互連接的氣體富集瓶、緩衝罐、流量計和加熱結構，而該加熱結構與上述傳感器組件連通；該防開路處理電路模塊和偏差電壓控制電路模塊均與上述傳感器組件連接；該第一光電隔離電路模塊設置在多個氣體成分傳感器和多個氣體濃度傳感器與信號調理電路模塊之間，該第二光電隔離電路模塊設置在上述優化處理單元與微處理器之間。
[0024]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種複合汙染氣體在線監測裝置，其特徵在於，包括微處理器及均與所述微處理器通訊連接的信號檢測模塊、顯示屏、通訊模塊、存儲器和按鍵開關，且所述通訊模塊連接有集控中心； 所述信號檢測模塊包括依次通訊相連的傳感器組件、信號調理電路模塊、模數轉換器和優化處理單元，所述模數轉換器還電氣連接有溫度檢測電路模塊； 所述傳感器組件包括溫度補償模塊、多個氣體成分傳感器和多個氣體濃度傳感器，所述信號調理電路模塊包括依次電氣相連的濾波電路、去噪電路和放大電路； 所述氣體成分傳感器和氣體濃度傳感器的信號輸入端均與所述溫度補償模塊的信號輸出端相連，而所述氣體成分傳感器和氣體濃度傳感器的信號輸出端均與所述濾波電路的信號輸入端通訊連接； 所述優化處理單元與所述微處理器通訊連接。
2.根據權利要求1所述的複合汙染氣體在線監測裝置，其特徵在於，還包括時鐘電路模塊，且所述時鐘電路模塊與所述微處理器通訊連接。
3.根據權利要求1所述的複合汙染氣體在線監測裝置，其特徵在於，還包括數據共享模塊，且所述數據共享模塊與所述微處理器通訊連接。
4.根據權利要求1所述的複合汙染氣體在線監測裝置，其特徵在於，所述信號檢測模塊還包括前處理結構，而所述前處理結構包括相互連接的氣體富集瓶和緩衝罐，而所述緩衝罐與所述傳感器組件連通。
5.根據權利要求1或4所述的複合汙染氣體在線監測裝置，其特徵在於，所述信號檢測模塊還包括防開路處理電路模塊，且所述防開路處理電路模塊與所述傳感器組件連接。
6.根據權利要求1或4所述的複合汙染氣體在線監測裝置，其特徵在於，所述信號檢測模塊還包括偏差電壓控制電路模塊，且所述偏差電壓控制電路模塊與所述傳感器組件連接。
【文檔編號】G01N33/00GK104459057SQ201410825514
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月28日 優先權日:2014年12月28日
【發明者】蔣玉瓏 申請人:武漢思睿澤科技諮詢服務有限公司