一种低成本多空气质量监测传感器标定系统技术方案

一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，包括：用于提供设定浓度的污染气体和控制标定气体风速的机柜，设置在机柜上端与机柜相连通并设置有被标定的传感器的标定舱体，通过第一法兰与标定舱体上端相连的静压箱，静压箱内设置有均流膜，静压箱的一侧通过第二法兰连接送风管的一端，送风管的另一端连接送风调节装置的出风口，送风调节装置的进风口通过一个导风罩连接过滤装置，机柜与送风管之间设置有用于从机柜向送风管导入设定浓度污染气体的污染气体加注管路，标定舱体与静压箱之间的通道上设置有用于实现气流均匀的不锈钢均流网。本发明专利技术主要着眼于廉价传感器的科学标定，可以显著提升廉价传感器的性能，成倍提升传感器的性价比。

A low cost multi air quality monitoring sensor calibration system

A calibration system, air quality monitoring sensor with low cost which is used for air pollution and control cabinet provides set concentration calibration gas velocity, and the upper end is arranged in the cabinet cabinet is connected and provided with a calibration cabin sensor is calibration, and calibration of the static pressure box through a first flange connected with the upper end of the cabin, static pressure box set current film, one side plenum connected with one end of the blast pipe through second flange, air supply tube connected to the other end of the air conditioning outlet, air inlet adjusting device through an air shield connection filtering device, a pipe in the polluted gas injection pipeline gas concentration from the import settings the cabinet is arranged between the cabinet and to supply air duct, the calibration between the cabin and the plenum of the channel is provided with a stainless steel net are uniform airflow. The invention mainly focuses on the scientific calibration of the cheap sensor, which can significantly improve the performance of the cheap sensor and improve the cost performance of the sensor.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种标定系统。特别是涉及一种低成本多空气质量监测传感器标定系统。
技术介绍
大量触目惊心的事实证实，室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”，也成为全世界各国共同关注的问题。尤其在当前中国国内空气污染更加严重，其中室内PM2.5颗粒物污染由于受到室外大气PM2.5污染的影响是人们普遍担心的室内污染物。数据显示2013年全国74座主要城市中只有5座城市大气PM2.5年平均值达到35μg/m3以下，室内颗粒物污染净化需求日益提升。PM2.5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害，包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心脏病患者过早死。科学研究表明，每日暴露在PM2.5环境中时间增加，呼吸系统、心血管疾病患病几率增加。人每天有90％以上的时间在室内度过，可见，室内空气品质对人的影响更是至关重要。利用污染物传感器检测空气质量是当今流行的一种方法，空气传感器主要用于室内环境污染物的监控及污染物控制，可对室内空气质量及净化设备的工作进行实时监控及反馈，通过实时采集室内空气质量与微尘指标，调整机器工作状态，保证室内空气品质的同时，达到空气净化器节能运行的目的。常见的空气质量传感器如：PM2.5传感器，CO2传感器，甲醛等气态污染物传感器，温湿度传感器等。适用于室内环境监测、新风机组、净化单元等众多场合。空气污染物浓度的分布于监控点和监控时间有明显的依赖关系，因而对空气传感器的灵敏度及稳定性提出了甚高的要求。大量使用的廉价PM2.5传感器和甲醛传感器在工作过程中，存在稳定性不好、启动时间长、不同工作环境精确度相差大、不同污染物浓度数据偏差大等问题，这些问题会影响空气过滤设备的工作状态调节，不能针对室内外污染物浓度变化及时调整，严重时会产生人员健康受到威胁、经济损失等一系列问题。随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视，对室内环境质量的检测及对空气质量传感器提出了更高的要求，利用计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合提高传感器的精准度，同时研制能够同时监测多种气体的云复合污染物传感器将是重要的研究方向。因此急切需要利用一种即能够精确定量稳定的发生颗粒物，VOC，二氧化碳等常见污染气体/气溶胶，并对气体/气溶胶进行均匀扩散从而实现对其进行标定、评估、检验等科学研究的实验装置。而目前能够检索到的关于标定系统的专利多是关于颗粒物或者气溶胶的。一种精确定量粉尘材料扩散实验标定装置(CN 204694593U)选择灰尘作为发生源，科学上灰尘对于传感器来说粒径偏大，并且只提供了理论论证发生是稳定的，对于发生之后如何进行均匀却没有提到，也没有实测数据证明其稳定性。自稀释气溶胶筛分标定装置(CN 105372164A)同样针对气溶胶，并且采用荷电筛分的方式进行稀释和筛分，通过高压电筛分自动稀释方法产生一定颗粒粒径大小的待标定气溶胶气体，然后直接进入标定舱室，和上面专利一样重点在于发生段的均匀，标定舱的作用并没有提及。标定烟箱(CN 105136978A)介绍了一种用于检测烟感火灾探测器的标定烟箱，浓度控制较为粗放，采用风扇进行均流，并重点介绍浓度均匀的手段和效果。而标定装置(CN 102565177A)提到储物料中放置待发生物体然后通过气体吹出则更没有提到均匀稳定的观点。用于物质分辨的标定装置、标定方法和标定系统(CN105223214A)主要用于X射线进行物质检测，比如铜铁等，和本技术提到而定空气质量关系不大因此系统并无参考价值。空气质量监测传感器的作用是在人尚未感知污染的情况进行告知和预警，或者在已经有感知的情况下进行污染程度的告知，因此一般要求比较敏感。同时，进行传感器的标定无论是相互标定还是和标准仪器的标定，根据GB-T14295-2008空气过滤器和美国污染控制协会推荐规范IEST-RP-CC014.2光学粒子计数器而定标定与特征标定的相关规定，结合上述专利的不足和缺漏，标定舱应具有的三个指标：均匀性：各标定点浓度偏差不高于5％，对于较难均匀的气溶胶，不平衡率不能超过10％；稳定性：连续测试1小时浓度偏差不超过10％；浓度精确可调：能够完全覆盖掉日常所见的污染物浓度范围，并且最高浓度能实现标准2～10倍(依气体而异)。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种浓度可调、发生气体多样、发生浓度稳定的低成本多空气质量监测传感器标定系统。本专利技术所采用的技术方案是：一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，包括有：用于提供设定浓度的污染气体和控制标定气体风速的机柜，设置在所述机柜上端与所述机柜相连通并设置有被标定的传感器的标定舱体，通过第一法兰与所述的标定舱体上端相连且相通的静压箱，所述的静压箱内设置有用于实现气流均匀的均流膜，所述静压箱的一侧通过第二法兰连接送风管的一端，所述送风管的另一端连接送风调节装置的出风口，所述送风调节装置的进风口通过一个导风罩连接用于对进入的外部气体进行过滤的过滤装置，所述机柜与送风管之间设置有用于从机柜向送风管导入设定浓度污染气体的污染气体加注管路，所述的标定舱体与所述静压箱之间的通道上设置有用于实现气流均匀的不锈钢均流网。所述的标定舱体为1m3的透明防静电pc板舱，标定舱体2总体承重大于等于500kg。所述的标定舱体不均匀性在±5％以内，气流不均性小于10％。所述的被标定的传感器是通过标定架设置在所述标定舱体内，所述的标定架包括有：标定篮支架，设置在所述标定篮支架上的标定篮导轨，设置在所述标定篮导轨上并通过滚轮在所述标定篮导轨上移动的标定篮，所述的标定篮上形成有上下贯通的过风孔，所述标定篮上用于放置若干个被标定的传感器。所述的送风管位于静压箱内的出风口上设置有挡风孔板。所述的机柜包括上端开口的柜体，所述柜体内分别设置有：位于上端口用于接收从所述标定舱体过来的气体的天圆地方管，进气口连接在所述天圆地方管出气口端的裤衩三通，所述裤衩三通的两个出气口分别各连接一个软连接管的一端，两个所述的软连接管的另一端分别各连接一个排风机，两个所述的排风机分别各通过一个蝶阀连接位于机柜外部的排气混合箱，所述排气混合箱通过排气弯头连接外部排风管路，所述柜体内还设置有与所述的污染气体加注管路相连用于产生设定浓度污染气体的气溶胶及有机气体发生器，以及设置有用于控制气体流速的主控制箱，所述主控制箱连接外部电源输入，主控制箱的控制输出端分别连接两个排风机、气溶胶及有机气体发生器、两个蝶阀和送风调节装置。所述的天圆地方管与所述的裤衩三通相连接处设置有回风均流网。所述的气溶胶及有机气体发生器包括有用于与外部压缩空气的进气管，所述进气管上设置有带压力表的调节阀，所述进气管的出气口通过三通换向阀分别连接第一过气管和第二过气管，其中，所述的第一过气管上设置有第一刻度线性调节阀和第一防腐蚀浮子流量计，所述第一过气管的出气口连接颗粒发生器的入气口，所述颗粒发生器内设置有laskin喷嘴，所述颗粒发生器的气溶胶出气口与所述污染气体加注管路的进气口相连，所述第二过气管的出气口通过进气三通分别连接上导气管和下导气管，所述上导气管上有第二刻度线性调节阀，所述上导气管的出气口连接第一挥发性有机物气体发生器的入气口，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，包括有：用于提供设定浓度的污染气体和控制标定气体风速的机柜(1)，设置在所述机柜(1)上端与所述机柜(1)相连通并设置有被标定的传感器(7)的标定舱体(2)，通过第一法兰(9)与所述的标定舱体(2)上端相连且相通的静压箱(3)，所述的静压箱(3)内设置有用于实现气流均匀的均流膜(11)，所述静压箱(3)的一侧通过第二法兰(13)连接送风管(4)的一端，所述送风管(4)的另一端连接送风调节装置(5)的出风口，所述送风调节装置(5)的进风口通过一个导风罩(14)连接用于对进入的外部气体进行过滤的过滤装置(6)，所述机柜(1)与送风管(4)之间设置有用于从机柜(1)向送风管(4)导入设定浓度污染气体的污染气体加注管路(15)，所述的标定舱体(2)与所述静压箱(3)之间的通道上设置有用于实现气流均匀的不锈钢均流网(10)。

【技术特征摘要】
1.一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，包括有：用于提供设定浓度的污染气体和控制标定气体风速的机柜(1)，设置在所述机柜(1)上端与所述机柜(1)相连通并设置有被标定的传感器(7)的标定舱体(2)，通过第一法兰(9)与所述的标定舱体(2)上端相连且相通的静压箱(3)，所述的静压箱(3)内设置有用于实现气流均匀的均流膜(11)，所述静压箱(3)的一侧通过第二法兰(13)连接送风管(4)的一端，所述送风管(4)的另一端连接送风调节装置(5)的出风口，所述送风调节装置(5)的进风口通过一个导风罩(14)连接用于对进入的外部气体进行过滤的过滤装置(6)，所述机柜(1)与送风管(4)之间设置有用于从机柜(1)向送风管(4)导入设定浓度污染气体的污染气体加注管路(15)，所述的标定舱体(2)与所述静压箱(3)之间的通道上设置有用于实现气流均匀的不锈钢均流网(10)。2.根据权利要求1所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的标定舱体(2)为1m3的透明防静电pc板舱，标定舱体2总体承重大于等于500kg。3.根据权利要求2所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的标定舱体(2)不均匀性在±5％以内，气流不均性小于10％。4.根据权利要求1所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的被标定的传感器(7)是通过标定架(8)设置在所述标定舱体(2)内，所述的标定架(8)包括有：标定篮支架(81)，设置在所述标定篮支架(81)上的标定篮导轨(84)，设置在所述标定篮导轨(84)上并通过滚轮(83)在所述标定篮导轨(84)上移动的标定篮(82)，所述的标定篮(82)上形成有上下贯通的过风孔，所述标定篮(82)上用于放置若干个被标定的传感器(7)。5.根据权利要求1所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的送风管(4)位于静压箱(3)内的出风口上设置有挡风孔板(12)。6.根据权利要求1所述的一种低成本多空气质量监测传感器标定系统，其特征在于，所述的机柜(1)包括上端开口的柜体(101)，所述柜体(101)内分别设置有：位于上端口用于接收从所述标定舱体(2)过来的气体的天圆地方管(102)，进气口连接在所述天圆地方管(102)出气口端的裤衩三通(103)，所述裤衩三通(103)的两个出气口分别各连接一个软连接管(104)的一端，两个所述的软连接管(104)的另一端分别各连接一个排风机(105)，两个所述的排风机(105)分别各通过一个蝶阀(106)连接位于机柜(1)外部的排气混合箱(16)，所述排气混合箱(16)通过排气弯头(17)连接外部排风管路，所述柜体(101)内还设置有与所述的污染气体加注管路(15)相连用于产生设定浓度污染气体的气溶胶及有机气体发生器(107)，以及设置有用于控制气体流速的主控制箱(108)，所述主控制箱(108)连接外部电源输入，主控制箱(108)的控制输出端分别连接两个排风机(105)、气溶胶及有机气体发生器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊杰，龚原，李向东，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12