多种气体污染物用多点位采集监测系统技术方案

本发明专利技术属于数据采集技术领域，涉及一种气体采集装置，尤其是多种气体污染物用多点位采集系统。包括多点采样箱和气体污染物采集柜，所述多点采样箱内安装有多个箱体进气口和一个箱体出气口，所述的多个箱体进气口择一与箱体出气口导通；所述气体污染物采集柜的侧壁安装有柜体进气口和柜体出气口，该气体污染物采集柜内安装有所述的传感器吸入式气室，所述传感器吸入式气室内包括多个传感器，每个传感器均用于采集不同的气体污染物浓度，所述柜体进气口经传感器吸入式气室至柜体出气口的气流管路内分别安装有压力变送器和质量流量计该气流管路内还安装有真空泵和气阀，所述多点采样箱的箱体出气口和气体污染物采集柜的柜体进气口导通。

【技术实现步骤摘要】
多种气体污染物用多点位采集监测系统
本专利技术属于数据采集
，涉及一种气体采集装置，尤其是多种气体污染物用多点位采集系统。
技术介绍
针对气体相关参数的检测，被广泛应用在医疗，建筑，环保，石化，养殖等诸多领域，尤其是对于气体污染物的检测的需求普遍，如生活住宅，公共环境以及禽畜养殖等领域。以禽畜养殖为例，由于禽畜排泄物的发酵以及养殖环境较为闭塞，因此，其内部空气环境的质量会严重影响禽畜饲养的健康和安全。因此，需对其内部的多种气体污染物，如甲烷，氨气，硫化氢，氧化亚氮，一氧化碳和二氧化碳进行有效监测。随着物联网和智能控制技术的发展，目前的禽畜养殖已逐渐摒弃作坊式或家庭式的养殖方式，进而变为形成规模化，大型化，智能化的养殖方式。随着养殖方式的革新，其饲养的头数以及所占的空间也随之增大，进而产生了新的问题。目前对于禽畜养殖用的气体采集装置并没有明显的革新，需要在每个检测点均布设相应的气体采集装置，以单一的气体采集装置为例，一般就需要有气泵，传感器，流量检测仪等设备构成。养殖规模越大，需要布设的点位就越多，如继续采用现有的气体采集装置的话，其不但成本高昂，布设难度高，也不利于进行有序的监测和控制。如对于多种气体进行采集的话，则成本和难度会呈几何倍数上涨。因此，应基于新的设计要求，设计出新的采集系统用以解决多点位，多种气体污染物的采集难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理，便于布设在多点位，针对多种气体污染物，适用于气体浓度较低的环境，密封性好，使用寿命长的多种气体污染物用多点位采集系统。本专利技术采取的技术方案是：多种气体污染物用多点位采集系统，其特征在于：包括多点采样箱和气体污染物采集柜，所述多点采样箱内安装有多个箱体进气口和一个箱体出气口，多个进气口匀与一出气口连接，在使用状态下，所述的多个箱体进气口择一与箱体出气口导通；所述气体污染物采集柜的侧壁安装有柜体进气口和柜体出气口，该气体污染物采集柜内安装有所述的传感器吸入式气室，所述传感器吸入式气室内包括多个传感器，每个传感器均用于采集不同的气体污染物浓度，所述柜体进气口经传感器吸入式气室至柜体出气口的气流管路内分别安装有压力变送器和质量流量计；为对气流管路内的气流压力、流量和流速进行调节，该气流管路内还安装有真空泵和气阀，所述多点采样箱的箱体出气口和气体污染物采集柜的柜体进气口导通。进一步的，所述多点采样箱在每个所述的箱体进气口至箱体出气口之间的管路内均安装有气体流量监测装置和气泵。进一步的，所述多点采样箱的每个箱体进气口均和一个集气管的进气端导通，该集气管的出气端和箱体出气口导通。进一步的，所述箱体内安装有多个气阀，每个气阀均设置在箱体进气口和集气管之间的位置，用于控制相应进气口的导通和关闭。进一步的，所述多点采样箱的气阀采用电子气阀，箱体内安装中控装置，所述中控装置采用PLC，该PLC可向电子气阀输出控制信号，电子气阀将输入的控制信号转化为电压信号调节自身的开度。进一步的，所述气体污染物采集柜内在传感器吸入式气室和柜体进气口之间安装有粉尘浓度传感器和除湿罐。进一步的，所述气体污染物采集柜内安装有采集卡，该采集卡和多个传感器的信号输出端连接，所述采集卡的信号输出端与上位机连接.进一步的，所述气体污染物采集柜内还分别安装有温湿度传感器和风速传感器。进一步的，所述气体污染物采集柜内的传感器吸入式气室出气侧与柜体出气口之间顺次安装所述的质量流量计和真空泵。进一步的，所述传感器吸入式气室包括多个采集盒，每个采集盒均内置空腔，空腔的外壁内设置有进气孔和出气孔，各采集盒顺次连通使得每个采集盒的空腔共同形成一导气腔，该导气腔内安装有所述的压力变送器，所述的传感器吸入式气室的导气腔和密封柜的内部空间相互隔离。本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术中，采用多点采样箱和气体污染物采集柜进行配合，形成一套可针对多种气体污染物分别进行采集的多点位采集系统。其中，多点采样箱用于解决简便布设难度的问题，气体污染物采集柜则应用于针对多种气体污染物的检测过程中。以需要布设20个采集点，每个采集点需要采集6中气体污染物为例。采用现有的采集终端则需要120套来进行布设，而采用本专利技术所用的系统只需一台采样箱，一台气体污染物采集柜，以及相应适应长度的外接管路即可。相较于原有120台采集终端的结构相比，其成本和安装难度基本和忽略不计，进一步的，对于数据的采集过程以及控制过程，其复杂程度也是量级上的降低。本专利技术中，多点采集箱的箱体进气口可通过软管延伸布设在需要监测的各位点，箱体进气口采集的气体最终通过导入气体污染物采集柜内，进而实现每个位点气体的独立采集。本专利技术中，采用集气管作为箱体出气口的延伸，延长了箱体出气口的轴向长度便于不同箱体进气口的管路与其进行连接和导通，即减少管路的长度有方便管路的连接。气体流量监测装置和气泵配合保证流出箱体出气口的气体流量满足后续气体污染物采集柜的要求，有效防止气体流量和流速过高或过低。采用气阀控制进气口与集气管之间的导通和关闭，方便使用人员进行远程或自动控制，采用PLC作为中控装置对每个电子气阀进行控制，该技术成熟，编程简单，效果良好。本专利技术中，将多个传感器集成在气体污染物采集柜内，其中多个传感器的设计理念虽然在一些气体采集装置中已经进行应用，但与其连接的压力变送器和质量流量计可对采集来的低浓度气体进行补偿，真空泵和气阀的配合可在进气量和流速上进行控制和调节。是针对诸如禽畜养殖等空间闭塞，气体浓度低的空气环境中有效提升采集精度的方法。本专利技术中，应用采集卡作为各传感器的采集终端，将各传感器采集的信息进行收集。风速传感器和温湿度传感器用于体现采集状态的相关环境，即可设计相应的采集条件，也可配合后续的数据处理工作在数据计算中作为补偿条件。本专利技术中，在传感器吸入式气室的前端安装的粉尘浓度传感器和除湿罐用于对进入采集装置的气体进行粉尘浓度检测和除湿处理，降低外部环境对后续的传感器吸入式气室产生的影响，进而提升检测的精确性。本专利技术中，传感器吸入式气室在结构上采用采集盒和传感器进行配合，多个采集盒顺次紧密安装，不但占用空间小，其检测环境也更为封闭。这样的设计即可防止低浓度气体在检测位置发生扩散，又可与密封柜内的其余电气原件进行隔离，有效防止气体污染物对电气原件的腐蚀，提升装置的稳定性和使用寿命。附图说明图1为本专利技术中多点采样箱的结构示意图；图2为图1左向转动的结构示意图；图3为本专利技术中气体污染物采集柜的结构示意图；图4为NH3传感器PBC电路设计正版面的结构示意图；图5为NH3传感器PBC电路设计背版面的结构示意图；图6为NH3传感器PBC电路设计合并印刷电路的结构示意图；图7为CO2传感器PBC电路设计正版面的结构示意图；图8为CO2传感器PBC电路设计背版面的结构示意图；图9为CO2传感器PBC电路设计合并印刷电路的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多种气体污染物用多点位采集系统，其特征在于：包括多点采样箱和气体污染物采集柜，所述多点采样箱内安装有多个箱体进气口和一个箱体出气口，多个进气口匀与一出气口连接，在使用状态下，所述的多个箱体进气口择一与箱体出气口导通；所述气体污染物采集柜的侧壁安装有柜体进气口和柜体出气口，该气体污染物采集柜内安装有所述的传感器吸入式气室，所述传感器吸入式气室内包括多个传感器，每个传感器均用于采集不同的气体污染物浓度，所述柜体进气口经传感器吸入式气室至柜体出气口的气流管路内分别安装有压力变送器和质量流量计；为对气流管路内的气流压力、流量和流速进行调节，该气流管路内还安装有真空泵和气阀，所述多点采样箱的箱体出气口和气体污染物采集柜的柜体进气口导通。/n

【技术特征摘要】
1.多种气体污染物用多点位采集系统，其特征在于：包括多点采样箱和气体污染物采集柜，所述多点采样箱内安装有多个箱体进气口和一个箱体出气口，多个进气口匀与一出气口连接，在使用状态下，所述的多个箱体进气口择一与箱体出气口导通；所述气体污染物采集柜的侧壁安装有柜体进气口和柜体出气口，该气体污染物采集柜内安装有所述的传感器吸入式气室，所述传感器吸入式气室内包括多个传感器，每个传感器均用于采集不同的气体污染物浓度，所述柜体进气口经传感器吸入式气室至柜体出气口的气流管路内分别安装有压力变送器和质量流量计；为对气流管路内的气流压力、流量和流速进行调节，该气流管路内还安装有真空泵和气阀，所述多点采样箱的箱体出气口和气体污染物采集柜的柜体进气口导通。


2.根据权利要求1所述的多种气体污染物用多点位采集系统，其特征在于：所述多点采样箱在每个所述的箱体进气口至箱体出气口之间的管路内均安装有气体流量监测装置和气泵。


3.根据权利要求1或2所述的多种气体污染物用多点位采集系统，其特征在于：所述多点采样箱的每个箱体进气口均和一个集气管的进气端导通，该集气管的出气端和箱体出气口导通。


4.根据权利要求3所述的多种气体污染物用多点位采集系统，其特征在于：所述箱体内安装有多个气阀，每个气阀均设置在箱体进气口和集气管之间的位置，用于控制相应进气口的导通和关闭。


5.根据权利要求4所述的多种气体污染物...

【专利技术属性】
技术研发人员：张克强，杨增军，翟中葳，沈丰菊，赵润，梁军锋，
申请(专利权)人：农业农村部环境保护科研监测所，
类型：发明
国别省市：天津;12