專利名稱：大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量空氣離子的裝置，尤其涉及一種計(jì)算機(jī)控制的大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的空氣離子測(cè)量?jī)x器，一般都采用平板式采集器收集空氣離子。由于諸多原因，如潮濕或人工觀測(cè)，可能導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定或有偏差。測(cè)量離子時(shí)，要將外部空氣抽入采集器中，若濕度較大時(shí)，空氣中的水分就會(huì)附著在采集板和絕緣底座上，使采集板與外殼之間的絕緣度下降，可能會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)有誤差等?，F(xiàn)有名稱為空氣離子測(cè)量?jī)x(申請(qǐng)?zhí)?0101248.7)的中國(guó)專利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種在平板式采集器的基礎(chǔ)上增加驅(qū)潮結(jié)構(gòu)的測(cè)量?jī)x器，所采用的驅(qū)潮結(jié)構(gòu)是電熱絲加熱收集板的絕緣座，外殼底部使用220V交流電的PTC陶瓷發(fā)熱器件加熱。此方法的不足之處是只能局部加熱。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀，采用更有效的離子采集方式，采取計(jì)算機(jī)技術(shù)完全取代人工操作和記錄，借助現(xiàn)有的無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集、顯示、存儲(chǔ)到發(fā)送的全部自動(dòng)化、智能化。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案而實(shí)現(xiàn)的。設(shè)計(jì)一種大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀，它包括外殼，離子采集器，電荷放大器和電源，其特征是，所述電源采用不問(wèn)斷多用電源，所述電荷放大器采用低噪高精度電荷放大器；在外殼內(nèi)設(shè)有計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板，其分別與所述離子采集器、電荷放大器和電源聯(lián)接，并且其與離子采集器、電荷放大器之間采用繼電器或電子開(kāi)關(guān)控制；所述計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板與上位機(jī)之間采用有線傳輸聯(lián)接，或經(jīng)無(wú)線傳輸模塊采用無(wú)線傳輸聯(lián)接。
上述方案中，所述計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板還分別聯(lián)接液晶顯示屏、鍵盤。以便野外觀察和操作。
上述方案中，所述離子采集器采用圓桶式離子采集器，其結(jié)構(gòu)是在圓形金屬桶的入口處附近設(shè)置一組圓桶形采集板、極化板組，在桶的出口處設(shè)置風(fēng)扇，并在桶外包覆低壓電熱膜。
上述方案中，在圓形金屬桶的出口處附近設(shè)置應(yīng)急加熱網(wǎng)，所述風(fēng)扇采用兩只直流風(fēng)扇反向安裝或一只交流雙向風(fēng)扇。
本實(shí)用新型的大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板與離子采集器、電荷放大器之間采用繼電器或電子開(kāi)關(guān)控制，代替了檔位開(kāi)關(guān)，可進(jìn)行多重自動(dòng)切換。再加上計(jì)算機(jī)程序的合理設(shè)置，使測(cè)報(bào)過(guò)程用計(jì)算機(jī)技術(shù)完全取代人工操作，真正實(shí)現(xiàn)了大氣離子數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化、智能化。
2、采用了圓桶式離子采集器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使腔體內(nèi)流經(jīng)的空氣均處于有效的采集范圍，從而保證了離子采集的準(zhǔn)確性；同時(shí)具有保溫、防震、防靜電的效果。
3、采取了雙重加熱驅(qū)濕方式；低壓電熱膜加熱使加熱速度快、均勻、安全；特設(shè)的應(yīng)急加熱網(wǎng)和向內(nèi)吹風(fēng)的風(fēng)扇配合使用，可快速驅(qū)濕或化冰，使驅(qū)濕效果更加明顯。
4、采用免干擾測(cè)量方式，使數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)；在進(jìn)入測(cè)量離子值階段時(shí)，計(jì)算機(jī)主板自動(dòng)切斷交流電源，只依靠電瓶供電工作，測(cè)量完成后，再自動(dòng)接通交流電源。這樣就徹底排除了交流電部分造成的干擾。
5、外觀的防雨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，外殼采用了噴塑防銹工藝，使本裝置具有一定防雨功能，觀測(cè)過(guò)程中一旦遇到下小雨或被水淋，亦能保證儀器不進(jìn)水。因此，該儀器特別適合氣象部門、環(huán)境監(jiān)測(cè)部門、水文部門、旅游部門等作自動(dòng)觀測(cè)和自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)使用。


圖1是大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀的電路方框圖；圖2是大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀的電路原理圖；圖3是大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀中圓桶式離子采集器的結(jié)構(gòu)示意圖；其中(c)是主視剖視圖，(a)是左視圖，(b)是右視圖；圖4是大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；其中(b)是的主視圖，(d)是(b)的剖視圖，(a)是(b)的左視圖，(c)是(b)的右視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和典型實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
參照?qǐng)D1、圖2和圖4，本實(shí)用新型包括外殼1，離子采集器2，低噪高精度電荷放大器3和不間斷多用電源4，在外殼1內(nèi)設(shè)有計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板5，主板5分別與離子采集器2、電荷放大器3和電源4聯(lián)接，并且主板5與離子采集器2、電荷放大器3之間采用繼電器控制；主板5與上位機(jī)6之間采用有線傳輸聯(lián)接，或經(jīng)無(wú)線傳輸模塊7采用無(wú)線傳輸聯(lián)接。
計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板5還可分別聯(lián)接液晶顯示屏8和鍵盤9。以便測(cè)量人員在野外觀察和操作。
電荷放大器采用新型的低噪高速的高精度前級(jí)電荷放大器，配合優(yōu)化過(guò)的后級(jí)去噪直流放大電路，使輸出的采集電壓非常精準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板采用了多CPU的計(jì)算機(jī)電路。離子值的A/D轉(zhuǎn)換精度達(dá)到16位以上；用繼電器或電子開(kāi)關(guān)代替檔位開(kāi)關(guān)進(jìn)行多重自動(dòng)切換；為了杜絕干擾，采用了全隔離電路；電路可同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)長(zhǎng)達(dá)1年)、液晶屏數(shù)據(jù)顯示、有線通信、無(wú)線通信、GPS授時(shí)、智能報(bào)警等。不間斷多用電源可以靈活提供多組不同值的電壓，并帶有完善的電瓶充電功能和保護(hù)功能，如短路、開(kāi)路、反接、過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)，欠壓、低壓報(bào)警，自動(dòng)斷電等功能。傳輸數(shù)據(jù)除了可通過(guò)有線傳輸數(shù)據(jù)到上位機(jī)(主站)外，還采用了智能GSM短信或智能GPRS，CDMA等技術(shù)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。
參照?qǐng)D3，所述離子采集器2采用圓桶式結(jié)構(gòu)，在圓形金屬桶21的入口處附近設(shè)置一組等距分布的圓桶形采集板組22、極化板組23，在桶的出口處設(shè)置風(fēng)扇24，并在桶外包覆低壓電熱膜25。圓桶形金屬體直徑與風(fēng)扇的有效工作葉片的直徑相同，這就保證了腔體內(nèi)的風(fēng)量的均勻和風(fēng)速的恒定。金屬體的良好接地，可以防止靜電的產(chǎn)生。圓桶式極化板和采集板，可以保證腔體內(nèi)流經(jīng)的空氣均處于有效的采集范圍。紫銅體并先鍍銀后鍍金處理后的極化板和采集板，可以使之導(dǎo)電性能達(dá)到最佳。圓形的極化板和采集板之間處于等距狀態(tài)，保證了離子采集的準(zhǔn)確性。
還可以在圓形金屬桶21的出口處附近設(shè)置應(yīng)急加熱網(wǎng)26，此時(shí)風(fēng)扇24采用兩只直流風(fēng)扇反向安裝或一只交流雙向風(fēng)扇。而本裝置采用給圓桶金屬體外裹繞直流低壓電熱膜的方式，使加熱的速度快、更均勻，并能確保人身安全。為了防止采集板及絕緣底座上結(jié)露、結(jié)冰，影響離子的采集，特增設(shè)應(yīng)急加熱網(wǎng)，利用雙向風(fēng)扇或兩只風(fēng)扇反向疊加放置的吹風(fēng)功能，將熱風(fēng)吹向采集板及絕緣底座，快速驅(qū)濕或化冰，使驅(qū)濕效果更加明顯。
參照?qǐng)D3(a)、(c)，在圓形金屬桶21內(nèi)再設(shè)置一組或兩組分布均勻的圓形采集板、極化板組22′、23′，該采集板、極化板組22′、23′與第一組的采集板、極化板組22、23呈反向設(shè)置如圖3(c)所示，或同向設(shè)置。這樣就足以將相同遷移率的離子“一網(wǎng)打盡”。
參照?qǐng)D3(a)，圓形金屬桶21的外部設(shè)置圓形或方形外桶27，外桶27與圓形金屬桶21之間設(shè)有保溫填充材料28。雙層桶式結(jié)構(gòu)可以有更好的保溫、加熱、、防震、防靜電的效果。
參照?qǐng)D4(b)，外殼1上部設(shè)置外凸的防雨結(jié)構(gòu)11。以適應(yīng)下雨的環(huán)境下使用。
參照?qǐng)D2，所述計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板5通過(guò)繼電器K1聯(lián)接不間斷多用電源4，通過(guò)繼電器K2、繼電器K6、繼電器K3分別聯(lián)接離子采集器2中的風(fēng)扇24、極板22和23、低壓電熱膜25和應(yīng)急加熱網(wǎng)26，通過(guò)繼電器K4、繼電器K5分別聯(lián)接電荷放大器3的量程一、量程二，通過(guò)繼電器K7、K8、K9分別聯(lián)接極化電池BT3、BT2、BT1。這里，繼電器可用電子開(kāi)關(guān)替換。
上述裝置中，外殼1上設(shè)置指示燈11、電源插座12、電源開(kāi)關(guān)13、天線插座14和數(shù)據(jù)信號(hào)插座15。
大氣離子的測(cè)量過(guò)程比較復(fù)雜首先需要測(cè)量大氣的溫度、濕度，以此來(lái)判斷是否需要驅(qū)濕和化冰；另外，要測(cè)量采集器的絕緣度，放大器要調(diào)零，要設(shè)置適當(dāng)?shù)臏y(cè)量檔位，選擇所需要的極化電壓，測(cè)量的數(shù)據(jù)要記錄、儲(chǔ)存。而且，相同的流程可能要重復(fù)若干次。以前，這些工作都是人工完成的，這就導(dǎo)致觀測(cè)的時(shí)間長(zhǎng)、難度大、精度差、間隔長(zhǎng)，尤其不適合在環(huán)境差的野外作業(yè)。本實(shí)用新型用計(jì)算機(jī)技術(shù)完全取代了人工操作和記錄，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。
計(jì)算機(jī)能根據(jù)要求自動(dòng)測(cè)量的溫度、濕度、絕緣度，智能地進(jìn)行驅(qū)濕、調(diào)整驅(qū)濕時(shí)間長(zhǎng)度、操作次數(shù)等。按照程序的設(shè)置，定時(shí)自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)、自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)切換正負(fù)極性、自動(dòng)選擇不同的極化電壓，依次測(cè)量不同極性、不同遷移率的離子。自動(dòng)選擇不同時(shí)間的值累加平均，自動(dòng)剔除無(wú)效值。然后自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，按要求自動(dòng)打包數(shù)據(jù)。同時(shí)，計(jì)算機(jī)能自動(dòng)糾錯(cuò)、報(bào)警。從而實(shí)現(xiàn)了智能化。
權(quán)利要求1.一種大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀，它包括外殼，離子采集器，電荷放大器和電源，其特征是，所述電源采用不間斷多用電源，所述電荷放大器采用低噪高精度電荷放大器；在外殼內(nèi)設(shè)有計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板，其分別與所述離子采集器、電荷放大器和電源聯(lián)接，并且其與離子采集器、電荷放大器之間采用繼電器或電子開(kāi)關(guān)控制；所述計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板與上位機(jī)之間采用有線傳輸聯(lián)接，或經(jīng)無(wú)線傳輸模塊采用無(wú)線傳輸聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀，其特征是，所述計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板還分別聯(lián)接液晶顯示屏、鍵盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀，其特征是，所述離子采集器采用圓桶式離子采集器，其結(jié)構(gòu)是在圓形金屬桶的入口處附近設(shè)置一組圓桶形采集板、極化板組，在桶的出口處設(shè)置風(fēng)扇，并在桶外包覆低壓電熱膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀，其特征是，在圓形金屬桶的出口處附近設(shè)置應(yīng)急加熱網(wǎng)，所述風(fēng)扇采用兩只直流風(fēng)扇反向安裝或一只交流雙向風(fēng)扇。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀，其特征是，在圓形金屬桶內(nèi)再設(shè)置一組或兩組圓形采集板、極化板組，該采集板、極化板組與第一組的采集板、極化板組反向設(shè)置或同向設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀，其特征是，所述圓形金屬桶的外部設(shè)置圓形或方形外桶，外桶與圓形金屬桶之間設(shè)有保溫填充材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀，其特征是，所述外殼上部設(shè)置外凸的防雨結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀，其特征是，所述計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板通過(guò)繼電器K1聯(lián)接不間斷多用電源，通過(guò)繼電器K2、繼電器K6、繼電器K3分別聯(lián)接離子采集器中的風(fēng)扇、極板、低壓電熱膜和應(yīng)急加熱網(wǎng)，通過(guò)繼電器K4、繼電器K5分別聯(lián)接電荷放大器的量程一、量程二，通過(guò)繼電器K7、K8、K9分別聯(lián)接極化電池BT3、BT2、BT1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一權(quán)利要求所述的大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀，其特征是，所述外殼上設(shè)置指示燈、電源插座、電源開(kāi)關(guān)、天線插座和數(shù)據(jù)信號(hào)插座。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種大氣離子自動(dòng)測(cè)報(bào)儀，它包括外殼，離子采集器，電荷放大器和電源，所述電源采用不間斷多用電源，所述電荷放大器采用低噪高精度電荷放大器；在外殼內(nèi)設(shè)有計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板，其分別與所述離子采集器、電荷放大器和電源聯(lián)接，并且其與離子采集器、電荷放大器之間采用繼電器或電子開(kāi)關(guān)控制；所述計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主板與上位機(jī)之間采用有線傳輸聯(lián)接，或經(jīng)無(wú)線傳輸模塊采用無(wú)線傳輸聯(lián)接。本裝置用計(jì)算機(jī)技術(shù)完全取代人工操作，真正實(shí)現(xiàn)了大氣離子數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化、智能化。采取了雙重加熱驅(qū)濕方式，采用免干擾測(cè)量方式，使離子采集的準(zhǔn)確性高。外觀的防雨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使本裝置更加適用野外使用。
文檔編號(hào)G01N27/417GK2708309SQ20042012253
公開(kāi)日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2004年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月31日
發(fā)明者陸勇 申請(qǐng)人:陸勇