一种抗风扰的大气污染物监测设备制造技术

一种基于大气污染物监测设备，属于环境监测技术领域，主要设备包括监测模块(13)、主控模块(15)、传输模块(16)、出租车顶灯。监测设备利用出租车顶灯电力供电，监测模块(13)包括PM

A wind resistant air pollutant monitoring equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种抗风扰的大气污染物监测设备
本专利技术涉及一种车载环境监测设备，尤其指一种安装于社会运营车辆上的在线大气环境监测设备，属于环境监测

技术介绍
经济快速发展的同时也带来了严峻的环境问题，我国大部分城市空气污染问题凸显，空气污染严重影响了城市生态景观，而且对人们的身体健康造成了严重的威胁。利用科学的环境监测技术对环境进行实时地监督和检测，可以为相关人员提供寻找解决环境问题行之有效措施的依据。大气环境监测技术可以实现空气污染现状的摸底、排查和全面分析，为治理和管控空气污染提供关键的数据和依据支持，以此达到环境保护的目的。大气环境监测是测定大气中污染物的种类及其浓度、观察其时空分布和变化规律的过程，主要监测的污染物为大气中的二氧化硫、氮氧化物、臭氧、一氧化碳、PM1(空气动力学粒径小于1微米的粒子)、PM2.5(空气动力学粒径小于2.5微米的粒子)、PM10(空气动力学粒径小于10微米的粒子)、PM100(空气动力学粒径小于100微米的粒子)。大气环境监测系统可以对监测的数据进行收集和处理，并及时准确地反映区域环境空气质量状况及变化规律。环保部门可以利用这些数据进行环境决策、环境管理、污染防治；民众可以根据环境数据采取个人防护，合理安排生活。现在的大气环境监测设备主要有固定式监测站和移动式监测设备。目前的固定式监测站主要分为大型固定监测站点和小型站点。移动式监测设备主要有专用大气环境监测车、无人机以及手持设备等。大型固定监测站相当于一个独立的实验室，通过昂贵精密的仪器监测和分析环境中多种污染物水平。大型监测站点的特点是监测污染物种类多，精度高。但是大型监测站点投入较大，常规投入在百万至千万级别，需要高额的财政支持，因此大型监测站点的数量不会很多，无法大规模铺开，因此只能选择比较有代表性和可行的位置进行建设。同时大型监测站点对选址也有很高的要求，站点需要有大量面积容纳大型设备，设备需要温度湿度控制，同时需要大量专业高素质人员使用仪器、分析数据和对仪器的维护。此外，从超级站获得的数据只能做单点推论，很难再找邻近的其他超级站来验证。小型监测站点通过整合低成本、小型化传感器的方法，降低成本进行网格化、批量化的布点。小型监测站点还具有用电方便(可采用太阳能供电)、易于安装等特点。但小型站监测数据的准确性和一致性有待提高，并且需要充分的运营保障。虽然小型监测站覆盖范围较广，但仍然属于固定式监测，灵活性有限。专用大气环境监测车是装备有采样系统、污染物监测仪器、气象参数观测仪、数据处理装置及其他辅助设备的汽车。它是一种流动监测站，是地面固定空气污染自动监测系统的一种补充。大气环境监测车可以随时开到发生污染事故的现场或可疑点采样测定，以便及时掌握污染情况，其使用不受时间、地点和季节的限制。大气环境监测车需要有专职人员驾驶，并且需要专业人员操作相关仪器。其价格较为昂贵，无法大规模使用。无人机大气污染监测是一种利用搭载小型化大气监测设备的无人机对大气环境监测的方式。无人机大气污染监测可以实现对高空垂直断面大气污染情况进行立体监测，监测范围广，监测效率高。但是高空中气流有可能紊乱，无人机螺旋桨也可能带来气流扰动，对监测结果可能造成影响。同时目前无人机的续航能力有一定问题，对连续监测也有一定阻碍。无人机污染监测也需要专业人员操作。现有的监测方式中，比如大型站点、专用移动监测车对颗粒物的测量大多采用称重法、微振荡天平法、β射线法；对VOCs检测使用GC-FID(气相色谱-火焰离子检测)方式。这些精密检测仪器大多体积很大，且十分昂贵，不便于广泛布点监测。其他污染物如二氧化硫、氮氧化物、臭氧和一氧化碳的检测也具有类似的问题。类似的专用移动监测车到达指定位置后需要停车检测，相当于一个固定站点，无法实时移动进行监测。人口密度较大的道路和地区，往往车流尤其是出租车也较为密集，对这样的地点需要密集、着重监测。装载于车辆上的在线监测系统由于车辆在行进中风速风向会随时变化，从而导致测量结果不准确。【现有技术1】：CN206254896U该文件公开了一种带空气质量检测功能的出租车顶灯；【现有技术2】：CN205193028U该文件公开了一种空气污染移动检测车，其包含了污染物气体传感器。
技术实现思路
本文中出现的专业术语防絮网：防止空气中的絮状物进入传感器，对传感器起到保护作用。防风滤芯：也叫防风管，用于减小外界风速变化对监测数据的影响的管状装置。进气口：待采样空气的入口，位于监测设备的壳体上。排气口：用于排出气体的出口；可以是专用的排气口，也可以借用设备外壳上的缝隙，或者散热孔、排水孔等实现排气的功能。模块支架：用于固定电源、传感器、主控板和通讯板的支架。防震环：保证设备在长时间震动条件下保持牢固的缓冲装置。缓冲罐：起到分流气体和/或气体缓冲作用的容器；缓冲罐上有至少一个气体入口和至少一个气体出口；包括进气缓冲罐和排气缓冲罐。定位模块：通过GPS、北斗、格洛纳斯、4G等定位方式提供检测时所在的地理位置信息。传输模块：将检测模块检测的数据、地理位置信息和时间戳信息发送至数据中心。检测模块：监测设备的检测模块主要包含检测模块；检测模块包含至少一个传感器单元。传感器单元可以包括PM1传感器、PM2.5传感器、PM10传感器、PM100传感器、二氧化硫传感器、氮氧化物传感器、臭氧传感器、一氧化碳传感器、TOVC传感器或VOCs传感器。检测模块可以根据需求灵活搭配传感器单元，如采用一个或多个传感器，一组或者多组传感器，一种或者多种传感器等。检测模块可以采用主动驱动或被动驱动气流的方式工作。作为示例，本专利技术中的检测模块13还包含主动气流驱动装置(风扇)；其他主动气流驱动方式包括气泵或电阻加热。检测模块也可以利用外部的风扇或气泵来驱动气流，如本专利技术中的检测模块130。针对
技术介绍
中监测方式的不足以及大气环境污染监测的特点，本专利技术提供了一种基于社会车辆的大气污染物在线监测设备，通过将该种大气污染物在线监测设备安装于社会车辆上，从而实现实时对大气污染物的实时监测。社会运营车辆包括市内公交车、长途车、出租车、渣土车、市政车辆、公务车辆、网约车、租赁车辆、共享汽车，以及具有自动驾驶功能的车辆。特别结合出租车日行驶里程长与行驶范围广的特点，在出租车顶灯内部空间、出租车顶灯底部的空间、出租车后备箱内部、出租车底盘下安装污染物监测设备进行大气污染物实时测量，进而降低大气污染物网格化监测成本；在采用相同监测设备的前提下，可以大幅减少设备安装、运营维护的费用，同时还减少了购置特种监测车辆所带来的能耗、道路占用和人力成本。鉴于出租车日行驶里程长与行驶范围广的特点可以有效地监测市区各地实时的污染物分布情况，加之出租车车身高度的特点能够监测行人呼吸高度大气污染物的数据信息，所测数据对于道路监测尤其是道路扬尘监测有更高价值；又由于传感器安装在出租车顶灯内部或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗风扰的大气污染物监测设备，所述大气污染物监测设备安装在社会运营车辆上，所述大气污染物监测设备包含检测模块(13)、定位模块(11)、传输模块(16)和主控模块(15)；所述检测模块(13)包含至少一个传感器单元或一个传感器模组；所述传感器单元为下列传感器之一：PM

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180725 IB PCT/IB2018/055526;20180725 IB PCT/IB20一种抗风扰的大气污染物监测设备，所述大气污染物监测设备安装在社会运营车辆上，所述大气污染物监测设备包含检测模块(13)、定位模块(11)、传输模块(16)和主控模块(15)；所述检测模块(13)包含至少一个传感器单元或一个传感器模组；所述传感器单元为下列传感器之一：PM
1传感器、PM
2.5传感器、PM
10传感器、PM
100传感器、二氧化硫传感器、氮氧化物传感器、臭氧传感器、一氧化碳传感器、VOCs传感器、TVOC传感器或者多通道颗粒物传感器；所述大气污染物监测设备还包含壳体(1)；所述壳体(1)上有进气口(2)和排气口(4)；所述进气口(2)与所述检测模块(13)之间直通，或由进气管连接；所述排气口(4)与所述检测模块(13)之间直通，或由排气管连接；其特征在于，所述进气口(2)和/或所述排气口(4)还安装有防风管(111)。



如权利要求1所述的监测设备，其特征在于，所述排气口(4)与所述检测模块(13)之间还有一个排气缓冲罐(14)。


如权利要求2所述的监测设备，其特征在于，所述社会运营车辆为出租车，所述大气污染物监测设备安装在出租车顶灯内；所述壳体(1)由出租车顶灯的外壳(10)代替；所述进气口(2)和排气口(4)在出租车顶灯的外壳(10)上；所述的排气缓冲罐(14)为出租车顶灯的内腔空余空间。


如权利要求1所述的监测设备，其特征在于，所述进气口(2)与所述检测模块(13)之间还有一个进气缓冲罐(12)；其特征在于，在所述进气口(2)和所述进气缓冲罐(12)之间安装有反吹风扇；所述反吹风扇与主控模块(15)电连接；所述主控模块(15)每隔一定周期暂停所述检测模块(13)的工作，开启所述反吹风扇，清除灰尘和异物。


如权利要求1至4之一所述的监测设备，其特征在于，在所述检测模块内部安装有反吹风扇；所述反吹风扇与主控模块(15)电连接；所述主控模块(15)每隔一定周期暂停所述检测模块(13)的工作，开启所述反吹风扇，清除灰尘和异物。


如权利要求1至4之一所述的监测设备，其特征在于，所述传感器模组包含至少两个同类子传感器单元；所述子传感器单元工作在正常的工作频率；所述检测模块还包含至少一个与传感器模组同类的子传感器单元组成的低频校准模组；低频校准模...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立健，李海滨，程琳，刘一平，司书春，许军，
申请(专利权)人：山东诺方电子科技有限公司，济南市环境保护网格化监管中心，山东省济南生态环境监测中心，
类型：发明
国别省市：山东;37