一種VOC傳感網絡監測儀的制作方法

本實用新型屬于大氣環境監測技術領域，具體涉及一種VOC傳感網絡監測儀。

背景技術：

隨著社會發展和人口的增加，大氣環境的污染越來越嚴重，對于大氣污染物的實時監測越來越重要，其中VOC是一類較為重要的污染物，就是指揮發性有機物，但是環保意義上的定義是指活潑的一類揮發性有機物，即會產生危害的那一類揮發性有機物，其揮發性也會隨著溫度、濕度的不同發生變化，對人類社會生活和生產會產生很大的影響，因此結合空氣溫度和濕度進行的大氣污染物監測更為準確，更具有參考價值。

現有的空氣污染物監測主要是通過空氣采樣后通過各種色譜、質譜等大型儀器來進行空氣污染物含量分析，不僅要求光學儀器的精度較高，而且操作過程復雜，相關設備成本較高，不能大數量布置，因此，對于需要檢測的每一個區域不能做到同時、實時監測，也就不能獲取同一時間各區域的實時污染物指標，所得到的污染物含量指標的可參考性有限，不能很好地指導大氣污染治理工作。

技術實現要素：

本實用新型克服了現有VOC監測儀的缺點，提供了一種VOC傳感網絡監測儀，該監測儀采用傳感器代替現有的大型儀器進行空氣污染物信息采集，成本大大降低，監測儀能夠大量設置并形成監測網絡，能夠同步、實時獲取監測區域內所有數據，此外，該監測儀通過空氣流通通道進行自然通風狀態下的信息采集，采集信息不失真。

本實用新型的具體技術方案是：

一種VOC傳感網絡監測儀，該監測儀包括帶有進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的安裝板，信息采集系統與主控板電連接，殼體中還設置有電源系統和信息傳送系統，關鍵點是，所述的信息采集系統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，安裝板與殼體內壁之間設置有空氣流通孔，進氣孔、空氣流通孔及出氣孔形成空氣流經傳感器組的空氣流通通道，所述殼體中還設置有定位裝置。

所述的安裝板上設置有用于將PID傳感器在工作和待機狀態切換的切換機構，切換機構包括固定于安裝板上的伺服電機、傳動機構及擋板，擋板借助伺服電機和傳動機構的牽引作用在PID傳感器信息采集端外部形成往復移動機構，伺服電機與主控板電連接。

所述的安裝板上設置有光信號采集機構，光信號采集機構的信息輸出端與主控板電連接，光信號采集機構包括設置于擋板下方的光耦及與其連接的光電信號轉換電路，擋板下端設置有間隔設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形成光耦的開啟檔位和關閉檔位，光電信號轉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、中殼及帶有進氣孔的底殼，主控板和安裝板均位于中殼內部。

所述的進氣孔為設置在殼體底部的進氣格柵，進氣格柵內側安裝有不銹鋼網。

所述的電源系統包括市電機構、太陽能電源機構、電池電源機構和電源管理電路，市電機構為設置于殼體外壁上的電源插頭，太陽能電源機構 包括設置于殼體外壁上的太陽能電池板，電池電源機構為鋰電池或者超級電容，市電機構和太陽能電源機構的電力輸出端均與電池電源機構的電力輸入端相連，市電機構、太陽能電源機構和電池電源機構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包括SIM卡安裝座、網絡接口及WIFI模塊。

所述的定位裝置為GPS模塊。

本實用新型的有益效果是：本實用新型通過傳感器組來代替現有的大型光學儀器來進行空氣污染物的采樣，VOC傳感網絡監測儀的設置成本大大降低，能夠便于高密度、大范圍進行設置，在一些需要空氣監測的區域，例如小區、工業園區，能夠高密度、全覆蓋地布置該VOC傳感網絡監測儀，最終形成VOC監測網絡，該網絡中所有監測儀能夠同步、實時進行空氣VOC濃度數據生成，所有數據能夠反映該監測區域的實時污染情況和某一時間段的污染趨勢，對于了解空氣污染生成情況和發展區域，以及治理污染，具有很強的指導意義。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是本實用新型中安裝板的俯視圖。

圖3是本實用新型中安裝板的仰視圖。

圖4是本實用新型中空氣流通示意圖。

圖5是本實用新型中光信號采集機構的工作原理示意圖。

附圖中，1、進氣孔，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，8、擋板，10、光電信號轉換電路， 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。

具體實施方式

本實用新型涉及一種VOC傳感網絡監測儀，該監測儀包括帶有進氣孔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的安裝板4，信息采集系統與主控板3電連接，殼體中還設置有電源系統和信息傳送系統，所述的信息采集系統包括固定于安裝板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與殼體內壁之間設置有空氣流通孔20，進氣孔1、空氣流通孔20及出氣孔2形成空氣流經傳感器組的空氣流通通道，所述殼體中還設置有定位裝置。

具體實施例，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及帶有進氣孔1的底殼13，主控板3和安裝板4均位于中殼12內部，進氣孔1為設置在殼體底部的進氣格柵，進氣格柵內側安裝有不銹鋼網，空氣有底部的進氣格柵進入殼體中，不銹鋼網能夠起到過濾雜質的作用，避免監測儀受到雜質影響，一部分空氣經過傳感器組后由進氣格柵流通至外界，另一部分空氣經過傳感器組后，再經由空氣流通孔20、出氣孔2后流通至外界，與此同時，當監測儀運轉一段時間后，各個部件均會發熱，基于熱氣上升原理，監測儀中發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氣孔1進入監測儀中，達到冷卻各個部件的效果，在空氣流經傳感器組后，傳感器組中傳感器進行相關檢測工作并將檢測結果發送至主控板3，主控板3將不同傳感器采集到的污染物信息、溫度、濕度以及監測儀所處位置信息經由 信息傳送系統發送至遠程服務器。

為了使該監測儀脫離市電的限制，達到靈活設置的目的，電源系統包括市電機構、太陽能電源機構、電池電源機構和電源管理電路，市電機構為設置于殼體外壁上的電源插頭，太陽能電源機構包括設置于殼體外壁上的太陽能電池板，電池電源機構為鋰電池或者超級電容，市電機構和太陽能電源機構的電力輸出端均與電池電源機構的電力輸入端相連，市電機構、太陽能電源機構和電池電源機構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，在方便進行市電連接的場合，將市電經過三芯航空插頭14或者六芯航空插頭15進行連接供電，電源插頭外部還設置有插頭蓋18，用以保護電源插頭不受損壞或者避免塵土及雜質進入電源插頭中，同時市電向電池電源機構進行充電，在不方便進行市電連接的場合，電源管理電路控制太陽能電池板進行發電并供應電能，同時向電池電源機構進行充電，在不方便進行市電連接且沒有太陽能可以利用的場合，通過電池電源機構向所有用電單元供電，該電源系統能夠在不同場合向監測儀進行不間斷供電，監測儀的設置位置更加靈活，連續工作時間能夠得到有效保證，有效減少了由于電源問題導致的停機狀態。

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

安裝板4上設置有光信號采集機構，光信號采集機構的信息輸出端與主控板3電連接，光信號采集機構包括設置于擋板8下方的光耦及與其連接的光電信號轉換電路10，擋板8下端設置有間隔設置的第一擋塊21和第二擋塊22，第一擋塊21和第二擋塊22借助擋板8的移動形成光耦的開啟檔位和關閉檔位，光電信號轉換電路10輸出端與主控板3電連接，當CMOS傳感器6獲得的監測數據顯示空氣中含有穩定的污染物時，主控板3向伺服電機7發送信號，伺服電機啟動，通過傳動機構將擋板8向遠離PID傳感器信息采集端的方向移動，待擋板8下端的第二擋板22將光耦遮擋時，光耦通過光電信號轉換電路10向主控板3發送信號，主控板3控制伺服電機7停止運轉，此時，擋板8沒有遮擋PID傳感器5信號采集端外部，PID傳感器5開始進行空氣監測的工作，同時，PID傳感器的監測數據能夠對CMOS傳感器6進行校準；當PID傳感器5獲得穩定精確的監測數據后，需要停止PID傳感器5的工作，同時使用CMOS傳感器6進行工作，此時，主控板3向伺服電機7發送指令，伺服電機7反轉并將擋板8向靠近PID傳感器5信息采集端的方向移動，當擋板8下端的第一擋塊21將光耦遮擋時，光耦通過光電信號轉換電路10向主控板3發送信號，主控板3控制伺服電機7停止運轉，此時，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，從而有效延長了PID傳感器的使用壽命，對大氣中VOC含量能夠實現高精度監測，在整個信息采集 系統運行過程中，能夠保證VOC監測的持續進行，并且能夠實現最大限度的檢測精確度，同時使用壽命較長，為長時間的連續監測也提供了技術支持。

在信息采集系統將大氣VOC監測信息采集完畢后，需要輸送至總服務器，監測儀的設置有信息傳送系統，信息傳送系統包括SIM卡安裝座16、網絡接口及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行數據通訊，網絡接口進行網絡連接，監測儀通過網絡將監測信息發送至總服務器中，WIFI模塊的安裝可以免去網絡連接，通過WIFI模塊的無線連接避免了網線連接的限制，總服務器或者操作人員的手機均可以進行監測信息的接收，該監測儀多種通訊方式的設置，避免了網絡連接的局限，可以適應監測儀的靈活設置，監測儀可以設置在監測區域內的任何位置。

該監測儀的成本和體積均大幅縮小，較現有的空氣污染物監測設備，其成本僅為十分之一，甚至更低，在布置時，可以直接懸掛在路燈、電線桿上，可以與現有的環境監測點形成有利互補；該監測儀可以大量設置在限定的監測區域內，對大氣環境中某個企業、某個區域、某個時段等作為分析對象，例如化工園區，依靠溫度、濕度及VOC監測數據的相互印證和補充而實現精確分析；大數量的網格化布局能夠擴大監測面，提高監測的實時性，及時發現危險信息，將危險因素消滅在萌芽狀態；VOC傳感網絡可以根據需求進行監測儀的增加，擴展整個網絡的覆蓋面積，并能與中心站總服務器進行通信，不需要進行復雜的設置操作，每個監測儀可以動態地增加測試項目，例如增加VOC監測物質種類，具有很強的擴容性；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時性，采集時間實 現秒級響應，且采集時間可以任意設定，采集的數據實時入數據庫，并可實時查詢；該VOC傳感網絡監測儀采用低功耗設計，兼容市電、太陽能供電兩種模式，并且用電池作為備用電源，儀器單獨使用太陽能供電可維持較長時間，適應性好，適合各種區域，尤其是沒有市電覆蓋的野外區域。