专利名称：大气离子自动测报仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量空气离子的装置，尤其涉及一种计算机控制的大气离子自动测报仪。
背景技术：
现有的空气离子测量仪器，一般都采用平板式采集器收集空气离子。由于诸多原因，如潮湿或人工观测，可能导致采集的数据不稳定或有偏差。测量离子时，要将外部空气抽入采集器中，若湿度较大时，空气中的水分就会附着在采集板和绝缘底座上，使采集板与外壳之间的绝缘度下降，可能会导致读数不稳定、数据有误差等。现有名称为空气离子测量仪(申请号00101248.7)的中国专利申请中公开了一种在平板式采集器的基础上增加驱潮结构的测量仪器，所采用的驱潮结构是电热丝加热收集板的绝缘座，外壳底部使用220V交流电的PTC陶瓷发热器件加热。此方法的不足之处是只能局部加热。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种大气离子自动测报仪，采用更有效的离子采集方式，采取计算机技术完全取代人工操作和记录，借助现有的无线通信技术，实现从数据采集、显示、存储到发送的全部自动化、智能化。
本实用新型的目的是通过如下技术方案而实现的。设计一种大气离子自动测报仪，它包括外壳，离子采集器，电荷放大器和电源，其特征是，所述电源采用不问断多用电源，所述电荷放大器采用低噪高精度电荷放大器；在外壳内设有计算机自动控制主板，其分别与所述离子采集器、电荷放大器和电源联接，并且其与离子采集器、电荷放大器之间采用继电器或电子开关控制；所述计算机自动控制主板与上位机之间采用有线传输联接，或经无线传输模块采用无线传输联接。
上述方案中，所述计算机自动控制主板还分别联接液晶显示屏、键盘。以便野外观察和操作。
上述方案中，所述离子采集器采用圆桶式离子采集器，其结构是在圆形金属桶的入口处附近设置一组圆桶形采集板、极化板组，在桶的出口处设置风扇，并在桶外包覆低压电热膜。
上述方案中，在圆形金属桶的出口处附近设置应急加热网，所述风扇采用两只直流风扇反向安装或一只交流双向风扇。
本实用新型的大气离子自动测报仪与现有技术相比较，具有以下优点1、计算机自动控制主板与离子采集器、电荷放大器之间采用继电器或电子开关控制，代替了档位开关，可进行多重自动切换。再加上计算机程序的合理设置，使测报过程用计算机技术完全取代人工操作，真正实现了大气离子数据采集的自动化、智能化。
2、采用了圆桶式离子采集器的结构设计，使腔体内流经的空气均处于有效的采集范围，从而保证了离子采集的准确性；同时具有保温、防震、防静电的效果。
3、采取了双重加热驱湿方式；低压电热膜加热使加热速度快、均匀、安全；特设的应急加热网和向内吹风的风扇配合使用，可快速驱湿或化冰，使驱湿效果更加明显。
4、采用免干扰测量方式，使数据更精准；在进入测量离子值阶段时，计算机主板自动切断交流电源，只依靠电瓶供电工作，测量完成后，再自动接通交流电源。这样就彻底排除了交流电部分造成的干扰。
5、外观的防雨结构设计，外壳采用了喷塑防锈工艺，使本装置具有一定防雨功能，观测过程中一旦遇到下小雨或被水淋，亦能保证仪器不进水。因此，该仪器特别适合气象部门、环境监测部门、水文部门、旅游部门等作自动观测和自动发送数据使用。
图1是大气离子自动测报仪的电路方框图；图2是大气离子自动测报仪的电路原理图；图3是大气离子自动测报仪中圆桶式离子采集器的结构示意图；其中(c)是主视剖视图，(a)是左视图，(b)是右视图；图4是大气离子自动测报仪的结构示意图；其中(b)是的主视图，(d)是(b)的剖视图，(a)是(b)的左视图，(c)是(b)的右视图。
具体实施方式
以下结合附图和典型实施例，进一步说明本实用新型。
参照图1、图2和图4，本实用新型包括外壳1，离子采集器2，低噪高精度电荷放大器3和不间断多用电源4，在外壳1内设有计算机自动控制主板5，主板5分别与离子采集器2、电荷放大器3和电源4联接，并且主板5与离子采集器2、电荷放大器3之间采用继电器控制；主板5与上位机6之间采用有线传输联接，或经无线传输模块7采用无线传输联接。
计算机自动控制主板5还可分别联接液晶显示屏8和键盘9。以便测量人员在野外观察和操作。
电荷放大器采用新型的低噪高速的高精度前级电荷放大器，配合优化过的后级去噪直流放大电路，使输出的采集电压非常精准。计算机自动控制主板采用了多CPU的计算机电路。离子值的A/D转换精度达到16位以上；用继电器或电子开关代替档位开关进行多重自动切换；为了杜绝干扰，采用了全隔离电路；电路可同时进行数据处理、数据存储(可存储数据长达1年)、液晶屏数据显示、有线通信、无线通信、GPS授时、智能报警等。不间断多用电源可以灵活提供多组不同值的电压，并带有完善的电瓶充电功能和保护功能，如短路、开路、反接、过压、过流保护，欠压、低压报警，自动断电等功能。传输数据除了可通过有线传输数据到上位机(主站)外，还采用了智能GSM短信或智能GPRS，CDMA等技术来传输数据。
参照图3，所述离子采集器2采用圆桶式结构，在圆形金属桶21的入口处附近设置一组等距分布的圆桶形采集板组22、极化板组23，在桶的出口处设置风扇24，并在桶外包覆低压电热膜25。圆桶形金属体直径与风扇的有效工作叶片的直径相同，这就保证了腔体内的风量的均匀和风速的恒定。金属体的良好接地，可以防止静电的产生。圆桶式极化板和采集板，可以保证腔体内流经的空气均处于有效的采集范围。紫铜体并先镀银后镀金处理后的极化板和采集板，可以使之导电性能达到最佳。圆形的极化板和采集板之间处于等距状态，保证了离子采集的准确性。
还可以在圆形金属桶21的出口处附近设置应急加热网26，此时风扇24采用两只直流风扇反向安装或一只交流双向风扇。而本装置采用给圆桶金属体外裹绕直流低压电热膜的方式，使加热的速度快、更均匀，并能确保人身安全。为了防止采集板及绝缘底座上结露、结冰，影响离子的采集，特增设应急加热网，利用双向风扇或两只风扇反向叠加放置的吹风功能，将热风吹向采集板及绝缘底座，快速驱湿或化冰，使驱湿效果更加明显。
参照图3(a)、(c)，在圆形金属桶21内再设置一组或两组分布均匀的圆形采集板、极化板组22′、23′，该采集板、极化板组22′、23′与第一组的采集板、极化板组22、23呈反向设置如图3(c)所示，或同向设置。这样就足以将相同迁移率的离子“一网打尽”。
参照图3(a)，圆形金属桶21的外部设置圆形或方形外桶27，外桶27与圆形金属桶21之间设有保温填充材料28。双层桶式结构可以有更好的保温、加热、、防震、防静电的效果。
参照图4(b)，外壳1上部设置外凸的防雨结构11。以适应下雨的环境下使用。
参照图2，所述计算机自动控制主板5通过继电器K1联接不间断多用电源4，通过继电器K2、继电器K6、继电器K3分别联接离子采集器2中的风扇24、极板22和23、低压电热膜25和应急加热网26，通过继电器K4、继电器K5分别联接电荷放大器3的量程一、量程二，通过继电器K7、K8、K9分别联接极化电池BT3、BT2、BT1。这里，继电器可用电子开关替换。
上述装置中，外壳1上设置指示灯11、电源插座12、电源开关13、天线插座14和数据信号插座15。
大气离子的测量过程比较复杂首先需要测量大气的温度、湿度，以此来判断是否需要驱湿和化冰；另外，要测量采集器的绝缘度，放大器要调零，要设置适当的测量档位，选择所需要的极化电压，测量的数据要记录、储存。而且，相同的流程可能要重复若干次。以前，这些工作都是人工完成的，这就导致观测的时间长、难度大、精度差、间隔长，尤其不适合在环境差的野外作业。本实用新型用计算机技术完全取代了人工操作和记录，实现了自动化。
计算机能根据要求自动测量的温度、湿度、绝缘度，智能地进行驱湿、调整驱湿时间长度、操作次数等。按照程序的设置，定时自动开关机、自动调零、自动切换正负极性、自动选择不同的极化电压，依次测量不同极性、不同迁移率的离子。自动选择不同时间的值累加平均，自动剔除无效值。然后自动存储数据，按要求自动打包数据。同时，计算机能自动纠错、报警。从而实现了智能化。
权利要求1.一种大气离子自动测报仪，它包括外壳，离子采集器，电荷放大器和电源，其特征是，所述电源采用不间断多用电源，所述电荷放大器采用低噪高精度电荷放大器；在外壳内设有计算机自动控制主板，其分别与所述离子采集器、电荷放大器和电源联接，并且其与离子采集器、电荷放大器之间采用继电器或电子开关控制；所述计算机自动控制主板与上位机之间采用有线传输联接，或经无线传输模块采用无线传输联接。
2.根据权利要求1所述的大气离子自动测报仪，其特征是，所述计算机自动控制主板还分别联接液晶显示屏、键盘。
3.根据权利要求1所述的大气离子自动测报仪，其特征是，所述离子采集器采用圆桶式离子采集器，其结构是在圆形金属桶的入口处附近设置一组圆桶形采集板、极化板组，在桶的出口处设置风扇，并在桶外包覆低压电热膜。
4.根据权利要求3所述的大气离子自动测报仪，其特征是，在圆形金属桶的出口处附近设置应急加热网，所述风扇采用两只直流风扇反向安装或一只交流双向风扇。
5.根据权利要求3所述的大气离子自动测报仪，其特征是，在圆形金属桶内再设置一组或两组圆形采集板、极化板组，该采集板、极化板组与第一组的采集板、极化板组反向设置或同向设置。
6.根据权利要求3所述的大气离子自动测报仪，其特征是，所述圆形金属桶的外部设置圆形或方形外桶，外桶与圆形金属桶之间设有保温填充材料。
7.根据权利要求1所述的大气离子自动测报仪，其特征是，所述外壳上部设置外凸的防雨结构。
8.根据权利要求4所述的大气离子自动测报仪，其特征是，所述计算机自动控制主板通过继电器K1联接不间断多用电源，通过继电器K2、继电器K6、继电器K3分别联接离子采集器中的风扇、极板、低压电热膜和应急加热网，通过继电器K4、继电器K5分别联接电荷放大器的量程一、量程二，通过继电器K7、K8、K9分别联接极化电池BT3、BT2、BT1。
9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的大气离子自动测报仪，其特征是，所述外壳上设置指示灯、电源插座、电源开关、天线插座和数据信号插座。
专利摘要本实用新型提供一种大气离子自动测报仪，它包括外壳，离子采集器，电荷放大器和电源，所述电源采用不间断多用电源，所述电荷放大器采用低噪高精度电荷放大器；在外壳内设有计算机自动控制主板，其分别与所述离子采集器、电荷放大器和电源联接，并且其与离子采集器、电荷放大器之间采用继电器或电子开关控制；所述计算机自动控制主板与上位机之间采用有线传输联接，或经无线传输模块采用无线传输联接。本装置用计算机技术完全取代人工操作，真正实现了大气离子数据采集的自动化、智能化。采取了双重加热驱湿方式，采用免干扰测量方式，使离子采集的准确性高。外观的防雨结构设计，使本装置更加适用野外使用。
文档编号G01N27/417GK2708309SQ20042012253
公开日2005年7月6日 申请日期2004年12月31日 优先权日2004年12月31日
发明者陆勇 申请人:陆勇