本发明专利技术提供一种便携式温室气体监测装置及其应用，监测装置包括CO2传感器、显示屏、电脑主板、数据采集卡、固定组件等部件。所述监测装置通过将6个CO2传感器集成，以2*3阵列方式安置在仪器顶部减少由于传感器个体差异的系统误差，提高监测精度且内部配置多通道数据采集卡，实现数据有效稳定传输。数据采集卡读写速度快、采集更稳定、操作更灵活。本发明专利技术通过配置CO2传感器、电脑主板、数据采集卡和固定组件相互配合，实现CO2在线监测。本发明专利技术优化传感器安装位置、提高仪器集成化程度同时减小体积便于携带，解决常规监测仪器因为个体误差导致测量结果偏差大和体积过大不利于携带的问题，可有效监测大气气象条件，可以在工业、农业等领域广泛使用。域广泛使用。域广泛使用。
【技术实现步骤摘要】
一种便携式温室气体监测装置及其应用
[0001]本专利技术属于气象监测领域，具体涉及一种便携式温室气体监测装置及其监测应用。
技术介绍
[0002]全球气候正逐渐变暖引起气候反常导致各类灾害事件频发，严重威胁全球生物的生存。就温室气体而言氢氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）和六氟化硫（SF6）造成温室效应的能力很强但是CO2量多、占比大（约55%）是所有温室气体增温效应贡献最大的。因此实现对CO2的实时监测对于缓解全球气候变暖具有重要意义。
[0003]CO2监测方式包括在地面或建筑物设立固定监测点、采用移动车测量或在大尺度范围内使用卫星遥感等，但它们分别存在监测范围小、技术要求高、周期长等局限性。因此，如何快速、低成本、实时获取CO2浓度数据将成为研究的热点和难点。无人飞机作为监测平台具有可靠性高、成本低、灵活性好、操作简单等特点，已在多种场合验证了其可靠性和应用性。在大气环境监测方面，可将无人飞机技术和大气监测技术结合，进行大面积、多层面大气环境监测，能有效弥补传统监测方式存在的不足，是未来气体监测的重要手段之一。
[0004]目前，CO2监测设备有很多，包括高成本的温室气体分析仪和低成本的CO2传感器。高成本的高准确度的温室气体分析仪有Picarro、Li
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cor、FGGA等，低成本的CO2传感器有瑞典SenseAir的K30、芬兰Vaisala的GMM222C、韩国ELT的S100等。前者仪器精准度高但体积较大不适合在无人飞机上搭载使用，低成本CO2传感器体积小但本身精度较低。因此研制合适的机载CO2监测设备，提高使用精度将是日后需要解决的问题。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种可用于大气温室气体参数监测的便携式监测装置，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种便携式温室气体监测装置及其应用，包括仪器外盒、CO2传感器、显示屏、电脑主板、数据采集卡、固定组件、电池、金属把手等部件。所述外盒顶部中心与金属把手中心重合，把手两端自带安装螺丝孔位，通过螺丝固定在顶部，所述CO2传感器四角带有安装圆孔，所述圆孔装有螺纹铜柱脚，螺纹端超过圆孔用螺帽固定，柱脚底部用螺丝穿过仪器外盒顶板由内向外旋转将所述传感器固定于外盒顶部，所述传感器中心距外盒顶部中心约5cm位居把手一侧，同样地在把手另一侧安装一个CO2传感器，所述传感器上下距中心5cm各装一个CO2传感器，总共安装6个CO2传感器已2*3阵列方式排布，所述外盒顶部内部安装电脑主板，通过6角铜柱和螺丝与顶板固定，所述仪器外盒前部内嵌显示屏，所述显示屏与电脑主板通过HDMI线连接，所述电池充电接口和仪器开关内嵌在仪器外盒后端，内部用6角螺帽固定，所述仪器开关和电池充电口旁设置外置USB接口，所述固定组件指的是仪器外盒内部L型不锈钢钢条和橡胶防水条，所述橡胶防水条固定在碳纤维板接缝处，L型不锈钢钢条一面
压在防水条上用螺丝固定在碳纤维板上，另一面重复上述操作与另一块碳纤维板固定，所述安装手法完成外盒组装。所述仪器内部安装一块多通道数据采集卡与仪器外盒底板通过螺丝固定，所述传感器信号接口均连在7pin接线端子上与数据采集卡的AI通道卡槽连接，所述端子采用防错接设计，端子外圈为梯形只有相应长边和短边对应才能将端子与卡槽正确连接。所述传感器信号连接数据采集卡通过内部16位ADC芯片将传感器发送的电压模拟量信号转化为数字量信号经过处理通过方形USB传输口输入至电脑主板终端，所述电脑主板安装采集软件将传输的数字量信号进行编译通过算法计算显示所得到的数据。所述锂电池安装在仪器内部用魔术贴固定，所述电池充电端与仪器外盒充电接口通过公母接线头连接，所述电压转化模块固定在仪器内部，所述锂电池放电端和电压转化模块输入端通过圆孔公母端子连接，所述电压转化模块有12v、5v、GND接口，所述传感器12v供电正极与电压转化模块12v接口通过导线连接，5v供电正极与模块5v接口连接，所有传感器负极与转化模块GND接口连接。
[0007]优选地方案，CO2传感器以2*3阵列排布间隔相等距离且整体中心位于仪器顶部中心，既保证了传感器覆盖面足够大又确保了仪器整体的稳定性。
[0008]优选地方案，仪器外盒采用碳纤维板单独拼装，所述碳纤维板边沿安装L型不锈钢条，所述不锈钢条上打有安装孔与碳纤维板上的孔位相匹配，所述不锈钢条与碳纤维板接缝处都安装有橡胶防水条。
[0009]优选地方案，传感器的传输信号线通过一排7pin接线端子连接，所述数据采集卡左右分别配置4个7孔端子卡槽，将接线端子与数据采集卡对应的卡槽连接，数据采集卡通过内部16位ADC芯片将传感器发送的电压模拟量信号转化为数字量信号经过处理通过方形USB传输口输入至电脑主板终端。
[0010]优选地方案，传感器信号连接端子与卡槽之间采用防错接设计，端子外圈为梯形只有相应长边和短边对应才能将端子与卡槽进行正确连接。
[0011]优选地方案，数据采集卡与电脑主板使用方形USB接口通讯，通过高速USB读写技术将数据采集卡转化的数字量信号传输到电脑主板内安装的读取软件，所述读取软件将传输的数字量信号进行编译通过算法计算最终在软件主界面显示所得到的CO2数据。
[0012]优选地方案，仪器开关使用按压触发式开关，所述开关按钮设置在仪器外盒背部，连接端子设置在外盒内部与所述锂电池放电接口和电压转化模块连接，按下触发式开关，仪器进入开机状态，所有电路被接通直流电通过锂电池放电端释放经过电压转化模块转化为不同电压给相应模块供电，开关周围配置一圈LED灯按下时点亮再次点击开关恢复初始状态LED灯熄灭用于提示开关是否正常工作。
[0013]优选地方案，传感器供电正极都通过导线连接在电压转化模块12v或5v接口，所有负极连接在电压转化模块GND接口，所述电压转化模块总供电端子与内部锂电池放电端通过圆孔公母端子连接，该方法使用单个模块即完成不同电压的分配工作节约了仪器内部空间。
[0014]本专利技术还公开了上述便携式温室气体监测装置的应用，包括在固定测试点的监测应用以及搭载在移动设备上的监测应用，所述移动设备包括污染物走航车、无人机等。
[0015]本专利技术提供了一种便携式温室气体监测装置，与现有设备相比，具备以下有益效果：
该便携式温室气体监测装置，通过配置CO2传感器、电脑主板、数据采集卡和固定组件相互配合，即可实现CO2的在线监测。本专利技术优化传感器安装位置、提高仪器集成化程度同时减小体积便于携带，可以解决常规监测仪器因为个体误差导致测量结果偏差大和体积过大不利于携带的问题，可有效监测大气气象条件可以在工业、农业等领域广泛使用。
附图说明
[0016]图1为本专利技术一种便携式温室气体监测装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例一的CO2测试图；图3为本专利技术实施例二的3个CO2传感器400ppm标气测试图；图4为本专利技术实施例三的6个CO2传感器400ppm标气测试本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种便携式温室气体监测装置，其特征在于：包括仪器外盒、CO2传感器（10）、显示屏（8）、电脑主板（12）、数据采集卡（5）、电压转化模块（6）、固定组件、锂电池（7）、金属把手（11）；所述仪器外盒为碳纤维板，金属把手（11）设置外盒顶部，所述CO2传感器（10）阵列排布在外盒顶部外侧，在外盒顶部内部安装电脑主板（12），仪器外盒前部内嵌显示屏（8），所述显示屏（8）与电脑主板（12）电性连接，在仪器外盒后端内嵌有电池充电接口（3）、电源开关（2）以及外置USB接口（1），所述固定组件为仪器外盒内部各面连接处的L型不锈钢钢条和橡胶防水条，在仪器内部安装有多通道数据采集卡（5）、电压转化模块（6）以及锂电池（7），所述CO2传感器信号接口均连在7pin接线端子上与数据采集卡（5）的AI通道卡槽连接，所述电脑主板（12）安装采集软件将传输的数字量信号进行编译通过算法计算在显示屏（8）上显示所得到的数据。2.根据权利要求1所述的一种便携式温室气体监测装置，其特征在于：所述CO2传感器（10）以2*3阵列排布间隔相等距离且整体中心位于仪器顶部中心，既保证了传感器覆盖面足够大又确保了仪器整体的稳定性。3.根据权利要求1所述的一种便携式温室气体监测装置，其特征在于：所述仪器外盒采用碳纤维板单独拼装，所述碳纤维板边沿安装L型不锈钢条，所述不锈钢条上打有安装孔与碳纤维板上的孔位相匹配，所述不锈钢条与碳纤维板接缝处安装有橡胶防水条；所述橡胶防水条固定在碳纤维板接缝处，L型不锈钢钢条一面压在橡胶防水条上用螺丝固定在碳纤维板上，另一面重复上述操作与另一块碳纤维板固定。4.根据权利要求1所述的一种便携式温室气体监测装置，其特征在于：所述CO2传感器（10）的传输信号线通过一排7pin接线端子连接，所述数据采集卡（5）配置4个7孔端子卡槽，将接线端子与数据采集卡（5）对应的卡槽连接，数据采集卡（5）通过内部16位AD...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞小兵，吴振涛，陈建孟，庞奕成，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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