本發(fā)明屬于大氣環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種VOC傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)發(fā)展和人口的增加，大氣環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重，對(duì)于大氣污染物的實(shí)時(shí)監(jiān)測越來越重要，其中VOC是一類較為重要的污染物，就是指揮發(fā)性有機(jī)物，但是環(huán)保意義上的定義是指活潑的一類揮發(fā)性有機(jī)物，即會(huì)產(chǎn)生危害的那一類揮發(fā)性有機(jī)物，其揮發(fā)性也會(huì)隨著溫度、濕度的不同發(fā)生變化，對(duì)人類社會(huì)生活和生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因此結(jié)合空氣溫度和濕度進(jìn)行的大氣污染物監(jiān)測更為準(zhǔn)確，更具有參考價(jià)值。

現(xiàn)有的空氣污染物監(jiān)測主要是通過空氣采樣后通過各種色譜、質(zhì)譜等大型儀器來進(jìn)行空氣污染物含量分析，不僅要求光學(xué)儀器的精度較高，而且操作過程復(fù)雜，相關(guān)設(shè)備成本較高，不能大數(shù)量布置，因此，對(duì)于需要檢測的每一個(gè)區(qū)域不能做到同時(shí)、實(shí)時(shí)監(jiān)測，也就不能獲取同一時(shí)間各區(qū)域的實(shí)時(shí)污染物指標(biāo)，所得到的污染物含量指標(biāo)的可參考性有限，不能很好地指導(dǎo)大氣污染治理工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有VOC監(jiān)測儀的缺點(diǎn)，提供了一種VOC傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀，該監(jiān)測儀采用傳感器代替現(xiàn)有的大型儀器進(jìn)行空氣污染物信息采集，成本大大降低，監(jiān)測儀能夠大量設(shè)置并形成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，能夠同步、實(shí)時(shí)獲取監(jiān)測區(qū)域內(nèi)所有數(shù)據(jù)，此外，該監(jiān)測儀通過空氣流通通道進(jìn)行自然通風(fēng)狀態(tài)下的信息采集，采集信息不失真。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

一種VOC傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀，該監(jiān)測儀包括帶有進(jìn)氣孔和出氣孔的殼體及安裝于殼體中的主控板和帶有信息采集系統(tǒng)的安裝板，信息采集系統(tǒng)與主控板電連接，殼體中還設(shè)置有電源系統(tǒng)和信息傳送系統(tǒng)，關(guān)鍵點(diǎn)是，所述的信息采集系統(tǒng)包括固定于安裝板上的傳感器組，傳感器組包括溫度傳感器、濕度傳感器、PID傳感器和CMOS傳感器，安裝板與殼體內(nèi)壁之間設(shè)置有空氣流通孔，進(jìn)氣孔、空氣流通孔及出氣孔形成空氣流經(jīng)傳感器組的空氣流通通道，所述殼體中還設(shè)置有定位裝置。

所述的安裝板上設(shè)置有用于將PID傳感器在工作和待機(jī)狀態(tài)切換的切換機(jī)構(gòu)，切換機(jī)構(gòu)包括固定于安裝板上的伺服電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及擋板，擋板借助伺服電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的牽引作用在PID傳感器信息采集端外部形成往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，伺服電機(jī)與主控板電連接。

所述的安裝板上設(shè)置有光信號(hào)采集機(jī)構(gòu)，光信號(hào)采集機(jī)構(gòu)的信息輸出端與主控板電連接，光信號(hào)采集機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于擋板下方的光耦及與其連接的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，擋板下端設(shè)置有間隔設(shè)置的第一擋塊和第二擋塊，第一擋塊和第二擋塊借助擋板的移動(dòng)形成光耦的開啟檔位和關(guān)閉檔位，光電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路輸出端與主控板電連接。

所述的殼體包括由上到下依次扣合為一體的帶有出氣孔的頂殼、中殼及帶有進(jìn)氣孔的底殼，主控板和安裝板均位于中殼內(nèi)部。

所述的進(jìn)氣孔為設(shè)置在殼體底部的進(jìn)氣格柵，進(jìn)氣格柵內(nèi)側(cè)安裝有不銹鋼網(wǎng)。

所述的電源系統(tǒng)包括市電機(jī)構(gòu)、太陽能電源機(jī)構(gòu)、電池電源機(jī)構(gòu)和電源管理電路，市電機(jī)構(gòu)為設(shè)置于殼體外壁上的電源插頭，太陽能電源機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于殼體外壁上的太陽能電池板，電池電源機(jī)構(gòu)為鋰電池或者超級(jí)電容，市電機(jī)構(gòu)和太陽能電源機(jī)構(gòu)的電力輸出端均與電池電源機(jī)構(gòu)的電力輸入端相連，市電機(jī)構(gòu)、太陽能電源機(jī)構(gòu)和電池電源機(jī)構(gòu)的電力輸出端均借助電源管理電路與所有用電單元的電力輸入端相連。

所述的電源插頭包括三芯航空插頭和六芯航空插頭。

所述的信息傳送系統(tǒng)包括SIM卡安裝座、網(wǎng)絡(luò)接口及WIFI模塊。

所述的定位裝置為GPS模塊。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過傳感器組來代替現(xiàn)有的大型光學(xué)儀器來進(jìn)行空氣污染物的采樣，VOC傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀的設(shè)置成本大大降低，能夠便于高密度、大范圍進(jìn)行設(shè)置，在一些需要空氣監(jiān)測的區(qū)域，例如小區(qū)、工業(yè)園區(qū)，能夠高密度、全覆蓋地布置該VOC傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀，最終形成VOC監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)中所有監(jiān)測儀能夠同步、實(shí)時(shí)進(jìn)行空氣VOC濃度數(shù)據(jù)生成，所有數(shù)據(jù)能夠反映該監(jiān)測區(qū)域的實(shí)時(shí)污染情況和某一時(shí)間段的污染趨勢，對(duì)于了解空氣污染生成情況和發(fā)展區(qū)域，以及治理污染，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中安裝板的俯視圖。

圖3是本發(fā)明中安裝板的仰視圖。

圖4是本發(fā)明中空氣流通示意圖。

圖5是本發(fā)明中光信號(hào)采集機(jī)構(gòu)的工作原理示意圖。

附圖中，1、進(jìn)氣孔，2、出氣孔，3、主控板，4、安裝板，5、PID傳感器，6、CMOS傳感器，7、伺服電機(jī)，8、擋板，9、光耦，10、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，11、頂殼，12、中殼，13、底殼，14、三芯航空插頭，15、六芯航空插頭，16、SIM卡安裝座，17、光柱，18、插頭蓋，19銘牌，20、空氣流通孔，21、第一擋塊，22、第二擋塊。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種VOC傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀，該監(jiān)測儀包括帶有進(jìn)氣孔1和出氣孔2的殼體及安裝于殼體中的主控板3和帶有信息采集系統(tǒng)的安裝板4，信息采集系統(tǒng)與主控板3電連接，殼體中還設(shè)置有電源系統(tǒng)和信息傳送系統(tǒng)，所述的信息采集系統(tǒng)包括固定于安裝板4上的傳感器組，傳感器組包括溫度傳感器、濕度傳感器、PID傳感器5和CMOS傳感器6，安裝板4與殼體內(nèi)壁之間設(shè)置有空氣流通孔20，進(jìn)氣孔1、空氣流通孔20及出氣孔2形成空氣流經(jīng)傳感器組的空氣流通通道，所述殼體中還設(shè)置有定位裝置。

具體實(shí)施例，如圖1至圖5所示，所述殼體包括由上到下依次扣合為一體的帶有出氣孔2的頂殼11、中殼12及帶有進(jìn)氣孔1的底殼13，主控板3和安裝板4均位于中殼12內(nèi)部，進(jìn)氣孔1為設(shè)置在殼體底部的進(jìn)氣格柵，進(jìn)氣格柵內(nèi)側(cè)安裝有不銹鋼網(wǎng)，空氣有底部的進(jìn)氣格柵進(jìn)入殼體中，不銹鋼網(wǎng)能夠起到過濾雜質(zhì)的作用，避免監(jiān)測儀受到雜質(zhì)影響，一部分空氣經(jīng)過傳感器組后由進(jìn)氣格柵流通至外界，另一部分空氣經(jīng)過傳感器組后，再經(jīng)由空氣流通孔20、出氣孔2后流通至外界，與此同時(shí)，當(dāng)監(jiān)測儀運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，各個(gè)部件均會(huì)發(fā)熱，基于熱氣上升原理，監(jiān)測儀中發(fā)熱后的氣體通過上部的出氣孔2散逸，外界的常溫氣體則通過底部的進(jìn)氣孔1進(jìn)入監(jiān)測儀中，達(dá)到冷卻各個(gè)部件的效果，在空氣流經(jīng)傳感器組后，傳感器組中傳感器進(jìn)行相關(guān)檢測工作并將檢測結(jié)果發(fā)送至主控板3，主控板3將不同傳感器采集到的污染物信息、溫度、濕度以及監(jiān)測儀所處位置信息經(jīng)由信息傳送系統(tǒng)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器。

為了使該監(jiān)測儀脫離市電的限制，達(dá)到靈活設(shè)置的目的，電源系統(tǒng)包括市電機(jī)構(gòu)、太陽能電源機(jī)構(gòu)、電池電源機(jī)構(gòu)和電源管理電路，市電機(jī)構(gòu)為設(shè)置于殼體外壁上的電源插頭，太陽能電源機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于殼體外壁上的太陽能電池板，電池電源機(jī)構(gòu)為鋰電池或者超級(jí)電容，市電機(jī)構(gòu)和太陽能電源機(jī)構(gòu)的電力輸出端均與電池電源機(jī)構(gòu)的電力輸入端相連，市電機(jī)構(gòu)、太陽能電源機(jī)構(gòu)和電池電源機(jī)構(gòu)的電力輸出端均借助電源管理電路與所有用電單元的電力輸入端相連，在方便進(jìn)行市電連接的場合，將市電經(jīng)過三芯航空插頭14或者六芯航空插頭15進(jìn)行連接供電，電源插頭外部還設(shè)置有插頭蓋18，用以保護(hù)電源插頭不受損壞或者避免塵土及雜質(zhì)進(jìn)入電源插頭中，同時(shí)市電向電池電源機(jī)構(gòu)進(jìn)行充電，在不方便進(jìn)行市電連接的場合，電源管理電路控制太陽能電池板進(jìn)行發(fā)電并供應(yīng)電能，同時(shí)向電池電源機(jī)構(gòu)進(jìn)行充電，在不方便進(jìn)行市電連接且沒有太陽能可以利用的場合，通過電池電源機(jī)構(gòu)向所有用電單元供電，該電源系統(tǒng)能夠在不同場合向監(jiān)測儀進(jìn)行不間斷供電，監(jiān)測儀的設(shè)置位置更加靈活，連續(xù)工作時(shí)間能夠得到有效保證，有效減少了由于電源問題導(dǎo)致的停機(jī)狀態(tài)。

在中殼外部設(shè)置有銘牌19，銘牌19上可以標(biāo)注監(jiān)測儀的廠家信息和工作參數(shù)，在中殼12內(nèi)部，主控板3控制安裝板4上各個(gè)部件的工作狀態(tài)，并且通過設(shè)置在外壁上的光柱17來顯示不同的狀態(tài)，在使用時(shí)，CMOS傳感器6具有較高的抗污染性，因此使用CMOS傳感器6在常規(guī)時(shí)間下進(jìn)行工作可以穩(wěn)定地監(jiān)測空氣污染物含量，但是CMOS傳感器6的測量精度不高且容易失真，此時(shí)，可以在CMOS傳感器6監(jiān)測到有固定污染物濃度時(shí)切換到PID傳感器5進(jìn)行高精度監(jiān)測，同時(shí)對(duì)CMOS傳感器6進(jìn)行校準(zhǔn)，獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)后重新切換到CMOS傳感器6進(jìn)行穩(wěn)定工作，這樣的邏輯設(shè)置既能夠保證監(jiān)測精度保持較高的準(zhǔn)確性，又能夠最大限度地保護(hù)PID傳感器5的使用壽命,此外，利用CMOS傳感器6工作時(shí)還能夠解決濕度對(duì)PID傳感器5的影響，增強(qiáng)監(jiān)測儀的準(zhǔn)確性。

安裝板4上設(shè)置有光信號(hào)采集機(jī)構(gòu)，光信號(hào)采集機(jī)構(gòu)的信息輸出端與主控板3電連接，光信號(hào)采集機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于擋板8下方的光耦9及與其連接的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路10，擋板8下端設(shè)置有間隔設(shè)置的第一擋塊21和第二擋塊22，第一擋塊21和第二擋塊22借助擋板8的移動(dòng)形成光耦9的開啟檔位和關(guān)閉檔位，光電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路10輸出端與主控板3電連接，當(dāng)CMOS傳感器6獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示空氣中含有穩(wěn)定的污染物時(shí)，主控板3向伺服電機(jī)7發(fā)送信號(hào)，伺服電機(jī)啟動(dòng)，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將擋板8向遠(yuǎn)離PID傳感器信息采集端的方向移動(dòng)，待擋板8下端的第二擋板22將光耦9遮擋時(shí)，光耦9通過光電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路10向主控板3發(fā)送信號(hào)，主控板3控制伺服電機(jī)7停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)，擋板8沒有遮擋PID傳感器5信號(hào)采集端外部，PID傳感器5開始進(jìn)行空氣監(jiān)測的工作，同時(shí)，PID傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠?qū)MOS傳感器6進(jìn)行校準(zhǔn)；當(dāng)PID傳感器5獲得穩(wěn)定精確的監(jiān)測數(shù)據(jù)后，需要停止PID傳感器5的工作，同時(shí)使用CMOS傳感器6進(jìn)行工作，此時(shí)，主控板3向伺服電機(jī)7發(fā)送指令，伺服電機(jī)7反轉(zhuǎn)并將擋板8向靠近PID傳感器5信息采集端的方向移動(dòng)，當(dāng)擋板8下端的第一擋塊21將光耦9遮擋時(shí)，光耦9通過光電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路10向主控板3發(fā)送信號(hào)，主控板3控制伺服電機(jī)7停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)，擋板8將PID傳感器5信息采集端遮擋，PID傳感器5停止工作，其信息采集端的濾膜能夠得到保護(hù)，從而有效延長了PID傳感器的使用壽命，對(duì)大氣中VOC含量能夠?qū)崿F(xiàn)高精度監(jiān)測，在整個(gè)信息采集系統(tǒng)運(yùn)行過程中，能夠保證VOC監(jiān)測的持續(xù)進(jìn)行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)最大限度的檢測精確度，同時(shí)使用壽命較長，為長時(shí)間的連續(xù)監(jiān)測也提供了技術(shù)支持。

在信息采集系統(tǒng)將大氣VOC監(jiān)測信息采集完畢后，需要輸送至總服務(wù)器，監(jiān)測儀的設(shè)置有信息傳送系統(tǒng)，信息傳送系統(tǒng)包括SIM卡安裝座16、網(wǎng)絡(luò)接口及WIFI模塊，SIM卡安裝座16中安裝SIM卡，其與操作人員之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，監(jiān)測儀通過網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測信息發(fā)送至總服務(wù)器中，WIFI模塊的安裝可以免去網(wǎng)絡(luò)連接，通過WIFI模塊的無線連接避免了網(wǎng)線連接的限制，總服務(wù)器或者操作人員的手機(jī)均可以進(jìn)行監(jiān)測信息的接收，該監(jiān)測儀多種通訊方式的設(shè)置，避免了網(wǎng)絡(luò)連接的局限，可以適應(yīng)監(jiān)測儀的靈活設(shè)置，監(jiān)測儀可以設(shè)置在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的任何位置。

該監(jiān)測儀的成本和體積均大幅縮小，較現(xiàn)有的空氣污染物監(jiān)測設(shè)備，其成本僅為十分之一，甚至更低，在布置時(shí)，可以直接懸掛在路燈、電線桿上，可以與現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)形成有利互補(bǔ)；該監(jiān)測儀可以大量設(shè)置在限定的監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，對(duì)大氣環(huán)境中某個(gè)企業(yè)、某個(gè)區(qū)域、某個(gè)時(shí)段等作為分析對(duì)象，例如化工園區(qū)，依靠溫度、濕度及VOC監(jiān)測數(shù)據(jù)的相互印證和補(bǔ)充而實(shí)現(xiàn)精確分析；大數(shù)量的網(wǎng)格化布局能夠擴(kuò)大監(jiān)測面，提高監(jiān)測的實(shí)時(shí)性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)信息，將危險(xiǎn)因素消滅在萌芽狀態(tài)；VOC傳感網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)需求進(jìn)行監(jiān)測儀的增加，擴(kuò)展整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積，并能與中心站總服務(wù)器進(jìn)行通信，不需要進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)置操作，每個(gè)監(jiān)測儀可以動(dòng)態(tài)地增加測試項(xiàng)目，例如增加VOC監(jiān)測物質(zhì)種類，具有很強(qiáng)的擴(kuò)容性；PID傳感器和金屬氧化物傳感器的交替測試方法決定了測試的實(shí)時(shí)性，采集時(shí)間實(shí)現(xiàn)秒級(jí)響應(yīng)，且采集時(shí)間可以任意設(shè)定，采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)入數(shù)據(jù)庫，并可實(shí)時(shí)查詢；該VOC傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀采用低功耗設(shè)計(jì)，兼容市電、太陽能供電兩種模式，并且用電池作為備用電源，儀器單獨(dú)使用太陽能供電可維持較長時(shí)間，適應(yīng)性好，適合各種區(qū)域，尤其是沒有市電覆蓋的野外區(qū)域。