空气质量监测系统的制作方法

1.本实用新型的实施例一般涉及大气环境监测领域，并且更具体地，涉及空气质量监测系统。


背景技术：

2.空气监测是对存在于空气中的污染物质种类及其浓度进行定点、连续或定时的采样和测量。为了对空气进行监测，一般在一个城市设立若干个空气监测点，安装自动监测的仪器作连续自动监测，将监测结果加以分析并得到相关的数据。
3.所监测的分子状污染物主要有硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、臭氧、卤代烃、碳氢化合物等；颗粒状污染物主要有降尘、总悬浮微粒、飘尘及酸沉降。空气监测是大气质量控制和对大气质量进行合理评价的基础。
4.然而，现有的监测仪存在诸多问题。一方面，监测仪的气体输送管路的温度会影响监测数据的准确性。比如，当监测仪的气体输送管路的温度低于空气大气采集样品温度时，会降低监测样品的温度，如果大气监测样品的温度低于临界露点，则会在管壁上形成冷凝水，从而降低监测结果的质量。再比如，监测仪的气体输送管路的温度较高或较低，使监测样品的温度改变，同时使监测样品的密度发生改变，也会降低监测结果的质量。
5.另一方面，对于具有多种类污染物监测的监测仪，在进气分流时，靠近进气口的输送管路的输送流量压力大，远离进气口的输送管路的输送流量压力小，导致各输送管路分流流量不均匀，需要人工实时观察计算来调节每个输送管路的进气阀，操作处理复杂。
6.另外，监测仪器均由智能化电子器件组成，对其它电子设备产生的干扰信号敏感性较强，外界环境极易对其产生干扰，导致气象观测数据不够精确。另外，城市规模的不断扩大，导致自动气象站周围的建筑物及人口数量显著增多，空气质量下降，电磁干扰源也明显增多，严重影响气象观测质量。


技术实现要素：

7.根据本实用新型的实施例，提供了一种空气质量监测系统，实现空气质量监测结果更加精确。
8.在本实用新型的第一方面，提供了一种空气质量监测系统。该监测系统包括：
9.进气分流单元，其包括进气管和与所述进气管相通的多个分流管，
10.所述进气管包括，
11.第一进气部，其从开设于靠近所述第一进气部的入口的近端的所述分流管处的出口向所述分流管进气，和
12.第二进气部，其从开设于远离所述第二进气部的入口的中部至远端的所述分流管处的出口向所述分流管进气，
13.所述第一进气部和所述第二进气部的入口开设方向相同，并从所述进气部中部至远端相通；
14.控制阀，其设置在所述第一进气部和/或第二进气部的入口，用于控制所述第一进气部和/或第二进气部的进气量；
15.温度补偿单元，其设置于所述进气管和所述分流管的外侧，用于对引入的空气进行温度补偿；
16.污染物检测单元，其包括并联设置的有害气体检测器和颗粒物检测器，分别与所述分流管连接，用于对引入的空气进行有害气体污染物和颗粒物污染物检测。
17.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述温度补偿单元包括，
18.壳管，其套设在所述进气管和所述分流管的管外，在所述壳管和所述进气管、所述分流管之间通入温控介质；
19.加热器，其用于对温控介质进行加热；
20.制冷器，其用于对温控介质进行制冷。
21.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述温度补偿单元包括，
22.螺旋状管路，其缠绕在所述进气管和所述分流管的管外，在所述螺旋状管路内部通入温控介质；
23.加热器，其用于对温控介质进行加热；
24.制冷器，其用于对温控介质进行制冷。
25.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，温度反馈单元，其包括设置在所述温度补偿单元下游侧的温度计，用于检测引入的空气经过温度补偿后的温度。
26.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述控制阀包括在所述第一进气部和所述第二进气部分别设置的第一进气控制阀和第二进气控制阀，用于分别控制所述第一进气部和所述第二进气部的进气量。
27.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，流量检测单元，其包括设置在所述分流管入口处的流量计，用于根据流量计采集的流量数据调节所述第一进气部和所述第二进气部的进气量。
28.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，壳体，其承载设置在所述壳体内部的包括所述进气分流单元的所述分流管、所述温度补偿单元、所述污染物检测单元的各单元设备，
29.所述壳体由防电磁干扰材料制成。
30.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，电磁屏蔽单元，其包括在所述壳体内壁面铺设的金属网栅。
31.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，环境信息采集单元，其设置在所述壳体外侧，用于采集包括环境空气温度、湿度、气压各项环境信息。
32.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述污染物检测单元的出口与气泵连接。
33.本实用新型的空气质量监测系统，具有以下有益效果：
34.1、通过温度补偿单元对进气进行温度补偿，使从进气至污染物检测单元的输送管
程上的空气的温度得以控制，并通过温度反馈单元对进入污染物检测单元的空气温度进行检测，以使进行测量的空气温度与工作环境中的空气真实温度尽可能的一致，监测结果更加精确。
35.2、通过设置有第一进气部和第二进气部的进气管，使空气经第一进气部从靠近进气管入口的分流管近端进入，并且，经第二进气部从远离进气管入口的分流管远端进入，对远离进气管入口端部的分流管进行流量补偿，从而使分流管各管路的气体流量达到平均，结构设置简洁，操控方便。
36.3、通过电磁屏蔽单元实现监测系统防电磁干扰，使监测结果更加精确。
37.应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本实用新型的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
38.结合附图并参考以下详细说明，本实用新型各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
39.图1示出了本实用新型的实施例提供的空气质量监测系统的结构示意图；
40.图2示出了本实用新型的实施例提供的进气分流单元的局部放大结构示意图。
41.其中，图1至图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
42.100进气分流单元，110进气管，111第一进气部，112第二进气部，113隔档部，114第一进气控制阀，115第二进气控制阀，120分流管；
43.200温度补偿单元；
44.300流量检测单元，310第一流量计，320第二流量计；
45.400温度反馈单元；
46.500污染物检测单元，510有害气体检测器，520颗粒物检测器；
47.600气泵；
48.700出气口。
具体实施方式
49.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
50.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
51.下面参照图1至图2来描述本实用新型的实施例提供的空气质量监测系统。
52.图1示出了本实用新型的实施例提供的空气质量监测系统，本实用新型的实施例提供的空气质量监测系统包括进气分流单元100、温度补偿单元200、流量检测单元300、温
度反馈单元400、污染物检测单元500、气泵600、出气口700、环境信息采集单元和壳体。
53.进气分流单元100、污染物检测单元500、气泵600和出气口700依次连接，通过气泵600将空气引入进气分流单元100，经过进气分流单元100进入污染物检测单元500对空气中的污染物种类和浓度等进行检测，完成检测的气体经气泵600的排气口从系统出气口700排出。温度补偿单元200设置于进气分流单元100处，对进气进行温度补偿；流量检测单元300设置于进气分流单元100处，对引入的空气进行流量检测；温度反馈单元400设置于进气分流单元100处，并设置于温度补偿单元200的下游侧，对经过温度补偿后的空气进行温度检测。壳体承载设置在其内部的包括进气分流单元100的分流管120、温度补偿单元200、流量检测单元300、温度反馈单元400、污染物检测单元500、气泵600的各单元设备。环境信息采集单元设置在壳体外侧，采集环境中包括空气温度、湿度、气压等信息。
54.进气分流单元100包括进气管110和与进气管110连通的分流管120，空气从进气管110进入，然后通过分流管120分流。分流管120设置多个，多个分流管120的出口分别与污染物检测单元500的多个检测器相连接，分流管120将从进气管110进入的气体分别输送至各个检测器进行检测。
55.进气管110包括第一进气部111和第二进气部112，第一进气部111和第二进气部112并列设置，入口的开口方向相同，从同一侧吸入空气，第一进气部111的出口开设于靠近第一进气部111入口的近端分流管120处，第一进气部111和第二进气部112之间形成隔档部113，隔档部113延伸至整体进气部110的中部，第二进气部112的出口开设于远离第一进气部111入口的中部至远端的分流管120处，第一进气部111和第二进气部112从整体进气部120中部至远端相通。在第一进气部111，空气从开设于近端分流管120处的出口向各个分流管120进气；在第二进气部112，空气从开设于中部至远端分流管120处的出口向各个分流管120进气。从而，通过第二进气部112对远处的分流管120给予流量补偿，以解决靠近进气管110出口处的气压、流量大，远离进气管110出口处的气压、流量小的问题。
56.在第一进气部111的入口和第二进气部112的入口分别设置有第一进气控制阀114和第二进气控制阀115，分别控制第一进气部111和第二进气部112的进气量。优选地，第一进气控制阀114和第二进气控制阀115采用蝶阀。
57.在其他实施方式中，可以在第一进气部111的入口或者第二进气部112的入口设置控制阀，对第一进气部111和第二进气部112中的一路的进气量进行调节，简化结构设置。
58.在分流管120的入口处设置流量检测单元300，流量检测单元300包括至少设置于近端处的分流管120的第一流量计310和设置于远端处的分流管120的第二流量计320，第一流量计310采集近端处的分流管120的气体流量数据，第二流量计320采集远端处的分流管120的气体流量数据，根据所采集的气体流量数据通过控制阀来调节第一进气部111和/或第二进气部112的进气量，使各分流管120气体分流流量达到平均。比如，检测到当远端的分流管120的气体流量较小时，通过控制第二进气控制阀115加大第二进气部112的空气进入量，使远端的分流管120的气体流量与近端的分流管120的气体流量基本一致，从而使各分流管120气体分流流量达到平均。
59.流量检测单元300还包括设置于其他分流管120的流量计，更加精确地测量各分流管120分流的流量，从而更加精确的控制第一进气部111和第二进气部112的进气量。
60.在进气管110和分流管120的外侧设置温度补偿单元200，以使进入到污染物检测
单元500进行检测的空气温度得以控制，保持与环境中的空气真实温度一致，符合检测要求。
61.在本实施方式中，温度补偿单元200包括壳管、循环管路、加热器和制冷器，壳管套设在进气管110和各分流管120的管外，在壳管和进气管110之间的空腔、壳管和各个分流管120之间分别形成的空腔中通入温控介质，温控介质可以为硅油、含烃矿物油、乙二醇等。壳管进出口连接循环管路，加热器、制冷器分别与循环管路连接，并且加热器、制冷器并联设置，控制切换加热器或者制冷器工作，通过加热器对各路温控介质进行加热，通过制冷器对各路温控介质进行制冷。通过对壳管内的温控介质的温度控制，使进气管110和各分流管120保持在一定的温度，从而实现对引入进气管110和分流管120内空气的温度的控制，使空气在经过进气管110和分流管120后进入污染物检测单元500时的温度保持不变，与外部大气环境中的空气温度尽可能一致。
62.在其他一些实施方式中，温度补偿单元200包括螺旋状管路、循环管路、加热器和制冷器，螺旋状管路缠绕在进气管110和分流管120的管外，在螺旋状管路内部通入温控介质。螺旋状管路的进出口连接循环管路，加热器、制冷器分别与循环管路连接，并且加热器、制冷器并联设置，控制切换加热器或者制冷器工作，通过加热器对各路温控介质进行加热，通过制冷器对各路温控介质进行制冷。
63.从而，通过温度补偿单元200对进气管110和分流管120内的空气进行温度补偿，使后续污染物检测单元500的检测数据更加准确，从而监测系统即使设置在温差大的工作环境下，也不会对监测结果造成影响。
64.在温度补偿单元200的下游侧设置有温度反馈单元400，温度反馈单元400设置为分别在各分流管120上并在温度补偿单元200的下游侧设置的多个温度计，通过各温度计分别对各分流管120中经过温度补偿的空气进行温度检测，根据反馈的温度数据，来确定温度补偿单元200对进气管110和分流管120进行升温或降温并确定加热器和制冷器的控温设定。
65.并且，通过设置在壳体外侧的环境信息采集单元，包括环境空气温度、湿度、气压等各项环境信息，可对环境空气温度与经过分流温度补偿后的空气温度进行比较。
66.污染物检测单元500设置在温度反馈单元400的下游侧，包括有害气体检测器510和颗粒物检测器520，分别对引入的空气进行有害气体污染物和颗粒物污染物检测。有害气体检测器510包括检测co2的非分散红外分析器或紫外可见连续光谱分析器、检测co的电化学co气体传感器、检测so2的紫外荧光so2分析仪、检测no2的电化学no2气体传感器中的一种或多种。颗粒物检测器520包括检测pm2.5或pm10的光散射法传感器、微量振荡天平法颗粒物监测仪中的一种或多种。
67.污染物检测单元500连接数据存储传输单元，由污染物检测单元500的有害气体检测器510和颗粒物检测器520将采集的数据转换成电信号，通过rs485、rs232、网口等有线方式将数据传输至工控机，工控机通过gprs/4g等无线的方式将数据上传至管理中心服务器，实时性强、可靠性高。
68.气泵600设置在污染物检测单元500的下游侧，与污染物检测单元500的出口，进行抽气工作，空气经过污染物检测单元500检测后，经气泵600将空气向出气口送出。
69.壳体罩设在各单元设备外，进气管110第一进气部111和第二进气部112的入口以
及出气口设置在壳体外。壳体由防电磁干扰材料制成，优选地，可以为涂覆有导电涂料的板材制成。
70.在壳体的内壁面设置电磁屏蔽单元，电磁屏蔽单元设置为在壳体内壁面铺设金属网栅，从而通过电磁屏蔽单元实现监测系统防电磁干扰，使监测结果更加精确，使监测系统可以设置在电磁干扰源较多的工作环境中。
71.基于以上结构，进行以下空气质量监测过程：由气泵600提供动力从第一进气口111和第二进气口112引入空气，基于流量检测单元300检测分流管120近端和远端分流的空气流量来控制第一进气控制阀114和第二进气控制阀115调节进气量，使分流管120分流的空气流量尽可能平均。空气经过进气分流单元100时，温度补偿单元200对第一进气部111、第二进气部112和各分流管120分别进行温度补偿，通过温度反馈单元400反馈经过温度补偿后的空气温度，基于该数据调节温度补偿单元200的控温设定。空气从分流管120进入污染物检测单元500的各检测器，经过有害气体检测器510和颗粒物检测器520对空气中的有害气体污染物、颗粒污染物的种类和含量进行检测，经过检测的空气通过气泵600排气口向出气口输送排出，通过数据输送单元将数据上传至管理中心服务器，完成空气质量监测。
72.在其他一些实施方式中，在污染物检测单元500的上游侧还设置有电磁阀和/流量计，更精确地控制流量。
73.根据本实用新型的实施例，实现了以下技术效果：
74.通过温度补偿单元200对进气管110和分流管120进行温度补偿，使从进气至污染物检测单元500的输送管程上的空气的温度得以控制，并通过温度反馈单元400对进入污染物检测单元500的空气温度进行检测，以使进行测量的空气温度与工作环境中的空气真实温度尽可能的一致，监测结果更加精确。
75.通过设置有第一进气部111和第二进气部112的进气管，使空气经第一进气部111从靠近进气管110入口的分流管120近端进入，并且，经第二进气部112从远离进气管110入口的分流管120远端进入，对远离进气管110入口端部的分流管120进行流量补偿，从而使分流管120各管路的气体流量达到平均，结构设置简洁，操控方便。
76.通过电磁屏蔽单元实现监测系统防电磁干扰，使监测结果更加精确。
77.在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
78.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
79.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。