太阳能供电的多参数气体监测仪.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020258070.8 (22)申请日 2020.03.05 (73)专利权人 河北兰梦环保科技有限公司 地址 050000 河北省石家庄市新华区新华 路199号华海商务中心004幢713 (72)发明人 刘博超 (51)Int.Cl. G01N 27/27(2006.01) G01N 15/06(2006.01) (54)实用新型名称 一种太阳能供电的多参数气体监测仪 (57)摘要 本实用新型公开了一种太阳能供电的多参 数气体监测仪， 包括主控电路板、 太阳能供电系 统、

2、 显示屏、 采样系统、 加热除湿系统、 气体分析 矩阵单元以及流量调节系统； 主控电路板分别与 太阳能供电系统、 显示屏、 采样系统、 加热除湿系 统、 气体分析矩阵单元以及流量调节系统电性连 接。 该太阳能供电的多参数气体监测仪采用单片 机作为核心的控制主板， 采用太阳能供电， 摆脱 传统监测仪需要市电的弊端， 增大了仪器使用的 场景， 可以最大限度的实行监测点位的布点， 提 高了监测数据的有效性； 并且采用高精度加热除 湿系统， 排除空气中水蒸气以及湿度大的干扰， 提供了监测数据的准确性； 同时采用了多通道分 析单元， 避免监测参数气体相互之间的干扰。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页

3、 CN 212159652 U 2020.12.15 CN 212159652 U 1.一种太阳能供电的多参数气体监测仪， 其特征在于， 包括主控电路板、 用于供电的太 阳能供电系统、 用于显示的显示屏、 用于采样的采样系统、 用于除湿的加热除湿系统、 用于 分析的气体分析矩阵单元以及用于调节流量的流量调节系统； 所述主控电路板分别与太阳 能供电系统、 显示屏、 采样系统、 加热除湿系统、 气体分析矩阵单元以及流量调节系统电性 连接。 2.根据权利要求1所述的太阳能供电的多参数气体监测仪， 其特征在于， 所述主控电路 板包括单片机、 SD卡、 高精度电压采集模块、 RS232模块、 加热丝驱动

4、模块、 RS485模块、 流量 调节阀驱动模块； 所述单片机分别与SD卡、 高精度电压采集模块、 RS232模块、 加热丝驱动模 块、 RS485模块以及流量调节阀驱动模块电性连接； 所述SD卡通过SPI总线连接到单片机； 高 精度电压采集模块采用ADS1115数字电压采集芯片， 通过IIC总线连接到单片机。 3.根据权利要求2所述的太阳能供电的多参数气体监测仪， 其特征在于， 所述太阳能供 电系统包括100W太阳能电池板、 PWM蓄电池充电控制器以及蓄电池； 所述100W太阳能电池板 和蓄电池与PWM蓄电池充电控制器的输入端电性连接； 所述PWM蓄电池充电控制器的12V输 出端与主控电路板的

5、12V输入端电性连接。 4.根据权利要求2所述的太阳能供电的多参数气体监测仪， 其特征在于， 所述显示屏包 括LED显示单元和驱动板； 所述LED显示单元与驱动板电性连接； 所述驱动板通过RS232模块 与主控电路板电性连接。 5.根据权利要求1所述的太阳能供电的多参数气体监测仪， 其特征在于， 所述采样系统 包括采样切割器、 隔膜泵以及聚四氟硅胶管； 所述采样切割器通过聚四氟硅胶管与隔膜泵 相连； 所述隔膜泵与主控电路板上的电机驱动单元电性连接。 6.根据权利要求2所述的太阳能供电的多参数气体监测仪， 其特征在于， 所述加热除湿 系统包括加热单元和过滤器； 所述加热单元包括加热丝和不锈钢加热

6、器， 且加热丝缠绕在 不锈钢加热器上； 所述加热丝与主控电路板上的加热驱动模块电性连接。 7.根据权利要求2所述的太阳能供电的多参数气体监测仪， 其特征在于， 所述气体分析 矩阵包括颗粒物传感器、 SO2、 NOX、 CO、 O3电化学传感器以及多通道管路； 所述气体分析矩阵 通过RS232总线与主控电路板相连。 8.根据权利要求1所述的太阳能供电的多参数气体监测仪， 其特征在于， 所述流量调节 系统包括转子流量计和流量调节阀； 所述流量调节阀与主控电路板的流量调节模块电性连 接， 通过驱动直流电机调节流量； 所述直流电机驱动芯片采用H桥驱动方式。 9.根据权利要求5所述的太阳能供电的多参数气

7、体监测仪， 其特征在于， 所述采样系统 与加热除湿系统电性连接， 加热除湿系统与流量调节系统电性连接； 所述气体分析矩阵采 用多通道； 所述隔膜泵与多通道传感器相连。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212159652 U 2 一种太阳能供电的多参数气体监测仪 技术领域 0001 本实用新型涉及环境分析仪器技术领域， 具体是一种太阳能供电的多参数气体监 测仪。 背景技术 0002 随着我国工业自动化和社会经济的快速发展， 环境污染问题日益严重， 其中颗粒 物以及SO2、 NOX、 CO、 O3等污染气体对环境的影响尤为严重， 对人体健康产生了巨大的危害。 因此， 对空气中污染物进行监测、 分

8、析和研究是当前环境保护工作的重点。 当前大多数实验 室采用在线空气站监测方法来进行检测， 但这种方式需要使用市电进行供电， 且拥有成本 高， 布点不完善等缺点， 不能反应小区域污染物情况。 实用新型内容 0003 本实用新型的目的在于提供一种太阳能供电的多参数气体监测仪， 以解决上述背 景技术中提出的问题。 0004 为实现上述目的， 本实用新型提供如下技术方案： 0005 一种太阳能供电的多参数气体监测仪， 包括主控电路板、 用于供电的太阳能供电 系统、 用于显示的显示屏、 用于采样的采样系统、 用于除湿的加热除湿系统、 用于分析的气 体分析矩阵单元以及用于调节流量的流量调节系统； 所述主控

9、电路板分别与太阳能供电系 统、 显示屏、 采样系统、 加热除湿系统、 气体分析矩阵单元以及流量调节系统电性连接。 0006 作为本实用新型进一步的方案： 所述主控电路板包括单片机、 SD卡、 高精度电压采 集模块、 RS232模块、 加热丝驱动模块、 RS485模块、 流量调节阀驱动模块； 所述单片机分别与 SD卡、 高精度电压采集模块、 RS232模块、 加热丝驱动模块、 RS485模块以及流量调节阀驱动 模块电性连接； 所述SD卡通过SPI总线连接到单片机； 高精度电压采集模块采用ADS1115数 字电压采集芯片， 通过IIC总线连接到单片机。 0007 作为本实用新型再进一步的方案： 所

10、述太阳能供电系统包括100W太阳能电池板、 PWM 蓄电池充电控制器以及蓄电池； 所述100W太阳能电池板和蓄电池与PWM蓄电池充电控 制器的输入端电性连接； 所述PWM蓄电池充电控制器的12V输出端与主控电路板的12V输入 端电性连接。 0008 作为本实用新型再进一步的方案： 所述显示屏包括LED显示单元和驱动板； 所述 LED 显示单元与驱动板电性连接； 所述驱动板通过RS232模块与主控电路板电性连接。 0009 作为本实用新型再进一步的方案： 所述采样系统包括采样切割器、 隔膜泵以及聚 四氟硅胶管； 所述采样切割器通过聚四氟硅胶管与隔膜泵相连； 所述隔膜泵与主控电路板 上的电机驱动单

11、元电性连接。 0010 作为本实用新型再进一步的方案： 所述加热除湿系统包括加热单元和过滤器； 所 述加热单元包括加热丝和不锈钢加热器， 且加热丝缠绕在不锈钢加热器上； 所述加热丝与 主控电路板上的加热驱动模块电性连接。 说明书 1/3 页 3 CN 212159652 U 3 0011 作为本实用新型再进一步的方案： 所述气体分析矩阵包括颗粒物传感器、 SO2、 NOX、 CO、 O3电化学传感器以及多通道管路； 所述气体分析矩阵通过RS232总线与主控电路 板相连。 0012 作为本实用新型再进一步的方案： 所述流量调节系统包括转子流量计和流量调节 阀； 所述流量调节阀与主控电路板的流量调

12、节模块电性连接， 通过驱动直流电机调节流量； 所述直流电机驱动芯片采用H桥驱动方式。 0013 作为本实用新型再进一步的方案： 所述采样系统与加热除湿系统电性连接， 加热 除湿系统与流量调节系统电性连接； 所述气体分析矩阵采用多通道； 所述隔膜泵与多通道 传感器相连。 0014 与现有技术相比， 本实用新型的有益效果是： 采用单片机作为核心的控制主板， 采 用太阳能供电， 摆脱传统监测仪需要市电的弊端， 增大了仪器使用的场景， 可以最大限度的 实行监测点位的布点， 提高了监测数据的有效性； 并且采用高精度加热除湿系统， 排除空气 中水蒸气以及湿度大的干扰， 提供了监测数据的准确性； 同时采用了

13、多通道分析单元， 避免 监测参数气体相互之间的干扰。 附图说明 0015 图1为太阳能供电的多参数气体监测仪的结构示意图。 0016 图2为太阳能供电的多参数气体监测仪中主控电路板的原理框图。 0017 图3为太阳能供电的多参数气体监测仪中多通道气体矩阵示意图的结构示意图。 具体实施方式 0018 下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。 0019 实施例1 0020 请参阅图1-2， 本实施例提供了一种太阳能供电的多参数气体监测仪， 包括主控电 路板、 用于供电的太阳能供电系统、 用于显示的显示屏、 用于采样的采样系统、 用于除湿的 加热除湿系统、 用于分析的气体分析矩阵单

14、元以及用于调节流量的流量调节系统； 所述主 控电路板分别与太阳能供电系统、 显示屏、 采样系统、 加热除湿系统、 气体分析矩阵单元以 及流量调节系统电性连接。 0021 所述主控电路板包括单片机、 SD卡、 高精度电压采集模块、 RS232模块、 加热丝驱动 模块、 RS485模块、 流量调节阀驱动模块； 所述单片机分别与SD卡、 高精度电压采集模块、 RS232模块、 加热丝驱动模块、 RS485模块以及流量调节阀驱动模块电性连接； 所述SD卡通过 SPI总线连接到单片机； 高精度电压采集模块采用ADS1115数字电压采集芯片， 通过 IIC总 线连接到单片机。 0022 所述太阳能供电系统

15、包括100W太阳能电池板、 PWM蓄电池充电控制器以及蓄电池； 所述100W太阳能电池板和蓄电池与PWM蓄电池充电控制器的输入端电性连接； 所述PWM蓄电 池充电控制器的12V输出端与主控电路板的12V输入端电性连接。 0023 所述显示屏包括LED显示单元和驱动板； 所述LED显示单元与驱动板电性连接； 所 述驱动板通过RS232模块与主控电路板电性连接。 0024 所述采样系统包括采样切割器、 隔膜泵以及聚四氟硅胶管； 所述采样切割器通过 说明书 2/3 页 4 CN 212159652 U 4 聚四氟硅胶管与隔膜泵相连； 所述隔膜泵与主控电路板上的电机驱动单元电性连接。 0025 所述加

16、热除湿系统包括加热单元和过滤器； 所述加热单元包括加热丝和不锈钢加 热器， 且加热丝缠绕在不锈钢加热器上； 所述加热丝与主控电路板上的加热驱动模块电性 连接。 0026 所述气体分析矩阵包括颗粒物传感器、 SO2、 NOX、 CO、 O3电化学传感器以及多通道 管路； 所述气体分析矩阵通过RS232总线与主控电路板相连。 0027 所述流量调节系统包括转子流量计和流量调节阀； 所述流量调节阀与主控电路板 的流量调节模块电性连接， 通过驱动直流电机调节流量， 直流电机驱动芯片采用H桥驱动方 式。 0028 本实施例的工作原理是： 采用单片机作为核心的控制主板， 采用太阳能供电， 摆脱 传统监测仪

17、需要市电的弊端， 增大了仪器使用的场景， 可以最大限度的实行监测点位的布 点， 提高了监测数据的有效性。 并且采用高精度加热除湿系统， 排除空气中水蒸气以及湿度 大的干扰， 提供了监测数据的准确性。 同时采用了多通道分析单元， 避免监测参数气体相互 之间的干扰。 0029 实施例2 0030 请参阅图3， 本实施例在实施例1的基础上作进一步改进， 改进之处为： 所述采样系 统与加热除湿系统电性连接， 加热除湿系统与流量调节系统电性连接； 所述气体分析矩阵 采用多通道， 经过处理的气体， 分别进入相应传感器进行气体分析； 隔膜泵与多通道传感器 相连， 将尾气排除。 0031 需要说明的是， 对于本领域技术人员而言， 显然本实用新型不限于上述示范性实 施例的细节， 而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下， 能够以其他的具体形 式实现本实用新型。 说明书 3/3 页 5 CN 212159652 U 5 图1 说明书附图 1/3 页 6 CN 212159652 U 6 图2 说明书附图 2/3 页 7 CN 212159652 U 7 图3 说明书附图 3/3 页 8 CN 212159652 U 8