一种环境监测与自动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种环境监测与自动控制装置。所述装置包括：中央处理单元，与中央处理单元相连的气体采样单元和执行单元，气体采样单元包括通过进气管道与被控环境相连的气泵和设置在气泵出气管道中的氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、温度传感器和湿度传感器，执行单元包括在中央处理单元控制下工作的氧气浓度调节器、二氧化碳浓度调节器、温度调节器和湿度调节器。本发明专利技术实现了对被控环境多项指标的监测与自动控制，提高了环境控制效果；通过设置安装传感器的气体采样单元，将传感器安装在被控环境之外，使所述装置易于一体化。

An Environmental Monitoring and Automatic Control Device

The invention discloses an environmental monitoring and automatic control device. The device comprises a central processing unit, a gas sampling unit and an execution unit connected with the central processing unit. The gas sampling unit comprises a gas pump connected with the controlled environment through an intake pipe and an oxygen concentration sensor, a carbon dioxide concentration sensor, a temperature sensor and a humidity sensor arranged in the air pump outflow pipe. The execution unit includes a central processing unit control. The oxygen concentration regulator, carbon dioxide concentration regulator, temperature regulator and humidity regulator are operated under the system. The invention realizes the monitoring and automatic control of multiple indicators of controlled environment, improves the environmental control effect, and installs the sensor outside the controlled environment by installing the gas sampling unit of the sensor, so as to make the device easy to integrate.

【技术实现步骤摘要】
一种环境监测与自动控制装置
本专利技术属于环境检测与保护
，具体涉及一种环境监测与自动控制装置。
技术介绍
环境是地球表面一切有生命的物质赖以生存的基本条件。没有一个好的环境，人类的生存及其社会活动就无法维持下去，植物的光合作用不能进行，其它生物也不复存在。所以，当环境遭受污染之后，其成分、性质都发生了改变，这势必会对人体健康、动植物生长生活以及生态平衡乃至各种器物的存放产生有害的影响。近年来，随着城市工业的发展，环境污染日益严重，空气质量进一步恶化，不仅危害到人们的正常生活，而且严重威胁着人们的身心健康。为了保护我们赖以生存的环境免于污染，环境监测与控制技术得到了迅猛发展，各种有害气体的检测与控制装置如雨后春笋般层出不穷。但是空气净化效果并不理想，一般只能对一种或很少的几种指标进行检测和控制，而且检测与控制装置的布置比较分散(传感器一般设置在控制现场)，不利于装置的一体化。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种能够对多项指标进行监测与自动控制的装置。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种环境监测与自动控制装置，包括：中央处理单元，与中央处理单元相连的气体采样单元和执行单元，其中，中央处理单元，用于对来自气体采样单元的数据进行处理和输出控制信号至执行单元。气体采样单元，包括通过进气管道与被控环境相连的气泵，和设置在气泵出气管道中的氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、温度传感器和湿度传感器，气泵用于将被控环境中的空气实时抽出作为采样气体。执行单元，包括在中央处理单元控制下工作的氧气浓度调节器、二氧化碳浓度调节器、温度调节器和湿度调节器。进一步地，所述装置还包括与中央处理单元连接、用于显示被控环境的预设参数和实时参数(实时测得的参数)的显示单元。进一步地，所述装置还包括与中央处理单元连接用于与上位机、气体采样单元和执行单元进行无线连接的无线通信模块。进一步地，所述氧气浓度调节器包括氧气源和氮气源。更进一步地，所述氧气源包括制氧机、氧气瓶、氧气罐、第一减压阀和第一电磁阀或开度大小可连续调节的第一电动阀，所述氮气源包括制氮机、氮气瓶、氮气罐、第二减压阀和第二电磁阀或开度大小可连续调节的第二电动阀。进一步地，所述二氧化碳浓度调节器为鼓风机。进一步地，所述温度调节器为空调和/或加热器。进一步地，所述湿度调节器为干燥机和/或加湿器。进一步地，所述中央处理单元具体用于分别计算被控环境的各个预设参数和实时参数的差值，并分别输出控制信号至对应的调节器，使调节速度正比于所述差值，当所述差值为0时停止调节。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提出的一种环境监测与自动控制装置，通过设置中央处理单元以及与中央处理单元相连的气体采样单元和执行单元，实现了对被控环境的监测与自动控制。本专利技术通过在气体采样单元中设置氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、温度传感器和湿度传感器，在执行单元中设置氧气浓度调节器、二氧化碳浓度调节器、温度调节器和湿度调节器，实现了对被控环境多项指标的监测与自动控制，提高了环境控制效果；通过设置安装传感器的气体采样单元，将传感器安装在被控环境之外，使所述装置易于一体化。附图说明图1为本专利技术实施例一种环境监测与自动控制装置的方框图。图中：1-中央处理单元，2-气体采样单元，21-氧气浓度传感器，22-二氧化碳浓度传感器，23-温度传感器，24-湿度传感器，25-气泵，3-执行单元，31-氧气浓度调节器，32-二氧化碳浓度调节器，33-温度调节器，34-湿度调节器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术实施例一种环境监测与自动控制装置的方框图如图1所示，所述装置包括：中央处理单元1，与中央处理单元1相连的气体采样单元2和执行单元3，其中：中央处理单元1，用于对来自气体采样单元2的数据进行处理和输出控制信号至执行单元3。气体采样单元2，包括通过进气管道与被控环境相连的气泵25，和设置在气泵25出气管道中的氧气浓度传感器21、二氧化碳浓度传感器22、温度传感器23和湿度传感器24，气泵25用于将被控环境中的空气实时抽出作为采样气体。执行单元3，包括在中央处理单元1控制下工作的氧气浓度调节器31、二氧化碳浓度调节器32、温度调节器33和湿度调节器34。在本实施例中，所述装置主要由中央处理单元1、气体采样单元2和执行单元3组成。中央处理单元1是所述装置的数据处理和控制中心，主要用于对来自气体采样单元2各个传感器的数据进行处理，计算被控环境的实时参数，输出控制信号至执行单元3的各个调节器对被控环境进行控制，即自动调节被控环境的参数。被控环境可以是室内环境，如机房、实验室、暖房等；也可以是室外或野外环境，如野外的帐篷；还可以是构建的模拟环境，如在地面建立一个高原模拟环境。被控环境内设有两种管道，一种是较细的气泵抽气管道，一种是执行单元3(如氧气浓度调节器31)向被控环境内注入气体(如氧气)的较粗的管道。为了使被控环境内的气体均匀分布，这些管道通过增加三通在被控环境内呈多点分布，必要时在出气口加装消音装置。现有环境控制系统一般将被控环境故意设置成完全封闭状态，本专利技术实施例除非被控环境客观要求必须完全密封，将被控环境设置成相对密封。这样设置不但降低了被控环境搭建的要求，而且有利于被控环境内气体保持新鲜。另外，被控环境内外的大气压相等，在需要测量大气压的应用场景可以将传感器安装在被控环境外，有利于装置的一体化。气体采样单元2主要用于实时采集被控环境的参数信号，如氧气浓度信号。相对于现有技术将传感器设置在被控环境现场，本专利技术实施例的气体采样单元2，通过气泵25实时抽出被控环境内的气体，将传感器安装在气泵25的出气管道中，气泵25出气管道中的气体参数与被控环境内的气体参数相同，实现了传感器与被控环境现场的分离，有利于所述装置的一体化。为了使气泵25抽气不改变被控环境的参数，气泵25一般采用微气泵，使单位时间的抽气量尽量小。当然，为了保证气体采样单元2内的气体参数与被控环境内的气体参数一致，有时需要对气泵25的进气管道和出气管道进行保温处理。执行单元3主要用于在中央处理单元1的控制下调节被控环境的参数，如通过注入新鲜空气降低被控环境内二氧化碳的浓度，通过致冷降低被控环境内的温度等。值得说明的是，本实施例既可以对被控环境内的氧气浓度、二氧化碳浓度、温度和湿度中的任意一种、两种或三种参数进行控制，也可以同时对所述四种参数进行控制。另外，本实施例并不限于对上述四种参数的监测与控制，通过增加传感器和相应的调节器，还可以对其它参数如大气压、有毒气体含量的监测与控制，实现功能扩展。作为一种可选实施例，所述装置还包括与中央处理单元1连接、用于显示被控环境的预设参数和实时参数的显示单元。在本实施例中，所述装置还包括显示单元。所述显示单元主要由与中央处理单元1连接的显示器组成，主要用于显示被控环境的预设参数和实时测得的参数，如预设的实测的氧气浓度、二氧化碳浓度、温度和湿度。当然，显示单元还可用于显示人机交互界面。作为一种可选实施例，所述装置还包括与中央处理单元1连接用于与上位机、气体采样单元2和执行单元3进行无线连接的无线通信模块。在本实施例中，所述装置还包括无线通信模块。无线通信模块可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境监测与自动控制装置，其特征在于，包括：中央处理单元，与中央处理单元相连的气体采样单元和执行单元，其中，中央处理单元，用于对来自气体采样单元的数据进行处理和输出控制信号至执行单元；气体采样单元，包括通过进气管道与被控环境相连的气泵和设置在气泵出气管道中的氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、温度传感器和湿度传感器，气泵用于将被控环境中的空气实时抽出作为采样气体；执行单元，包括在中央处理单元控制下工作的氧气浓度调节器、二氧化碳浓度调节器、温度调节器和湿度调节器。

【技术特征摘要】
1.一种环境监测与自动控制装置，其特征在于，包括：中央处理单元，与中央处理单元相连的气体采样单元和执行单元，其中，中央处理单元，用于对来自气体采样单元的数据进行处理和输出控制信号至执行单元；气体采样单元，包括通过进气管道与被控环境相连的气泵和设置在气泵出气管道中的氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、温度传感器和湿度传感器，气泵用于将被控环境中的空气实时抽出作为采样气体；执行单元，包括在中央处理单元控制下工作的氧气浓度调节器、二氧化碳浓度调节器、温度调节器和湿度调节器。2.根据权利要求1所述的环境监测与自动控制装置，其特征在于，所述装置还包括与中央处理单元连接、用于显示被控环境的预设参数和实时参数的显示单元。3.根据权利要求1所述的环境监测与自动控制装置，其特征在于，所述装置还包括与中央处理单元连接用于与上位机、气体采样单元和执行单元进行无线连接的无线通信模块。4.根据权利要求1所述的环境监测与自动控制装...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴锋，周玉彬，成奇明，秦瑜斐，杨军，曹征涛，俞梦孙，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军航空医学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11