移动空气质量传感网络监测仪的制作方法

本实用新型属于空气质量监测设备领域，具体涉及一种移动空气质量传感网络监测仪。

背景技术：

现有基于气体电化学传感器技术和光散射颗粒物传感器技术设计的空气质量监测仪器，固定点位进行布置的监测数据很难判断污染源迁移和扩散情况，更无从确定污染发生的直接源头。

另外，目前环保执法者在检查企业偷排时，多是挨家挨户敲门检查，依靠的设备也是手持式气体监测仪，效率极低。现有仪器无论是定点监测设备还是常用的便携设备，对污染物数据的采集都是在一个平面上。无法对污染物空间分布进行采集。

针对这种现状，亟需一种能够实现可移动、效率高、能对污染物空间分布进行监测的设备。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种移动空气质量传感网络监测仪，能够借助无人机搭载或者车载，从而实现可移动、效率高且对空间不同点位进行监测的效果。

本实用新型采用的具体技术方案是：

移动空气质量传感网络监测仪，包括外壳及设置在外壳腔体结构内的监测系统，所述的监测系统包括监测气路及传感单元，所述的传感单元包括控制器及监测传感器，所述的外壳包括上壳、后挡板及底板，所述的上壳、后挡板及底板围成封闭的腔体结构，所述的上壳还设置有悬挂连接结构，悬挂连接结构包括挂板及连接在上壳的上端面与挂板之间的连接杆。

所述的监测气路包括隔膜泵、气室，所述的隔膜泵进气口设置有过滤器，所述的隔膜泵的出气口与气室连接，所述的控制器借助传感器放大模块连接有监测传感器，所述的监测传感器的感应端与气室连接。

所述的气室、监测传感器、传感器放大模块及控制器在底板上由下至上依次设置，所述的底板上还设置有电池，所述的电池与控制器电连接。

所述过滤器的进气口设置在底板上，所述气室的出气口也设置在底板上。

所述的控制器还连接有天线接头，所述的天线接头设置在后挡板上。

所述的上壳呈四棱台结构，上壳的下端边缘设置有向上壳内侧收缩的收边斜面。

所述的上壳、后挡板及底板的内侧面之间设置有多组L型的壳体连接片，壳体连接片上设置有螺栓孔，所述的壳体连接片借助螺栓与上壳、后挡板或底板形成可拆卸连接。

所述的挂板上还设置有连接螺母。

所述的传感单元还包括颗粒物传感器及温湿度传感器，所述的颗粒物传感器的感应端设置在底板上，所述的温湿度传感器设置在气室底部，温湿度传感器的感应端设置在气室内，颗粒物传感器及温湿度传感器信号输出端与控制器连接。

所述的控制器还连接有自锁开关，所述的自锁开关串联在电池与控制器之间，所述的电池还连接有充电接口，所述的充电接口及自锁开关分别设置在后挡板上。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型公开的监测仪采用碳纤维壳体，集成化微型设计，重量轻、体积小、风阻小，方便搭载到无人机或者车载使用，使用搭载着监测仪的无人机时，可以在很短的时间内完成一个园区的污染物巡查，提升了执法的效率，并且具有了针对性和实时性。无人机飞行平台对污染物空间分布进行采集，同时可获取照片和视频信息，监测仪数据具有位置坐标和高度信息，可确定污染发生的直接源头。监测仪部署在公交车、出租车等车辆上，完成交通道路污染物的采集分析，达到大面积、精密化布点的监测效果。

附图说明

图1为本实用新型的外部结构示意图；

图2为本实用新型内部右前轴侧方向的结构示意图；

图3为本实用新型内部左前轴侧方向的结构示意图；

图4为本实用新型的监测系统框图；

附图中，1、控制器，2、监测传感器，3、上壳，4、后挡板，5、底板，6、挂板，7、连接杆，8、隔膜泵，9、气室，10、过滤器，11、充电接口，12、电池，13、天线接头，14、收边斜面，15、壳体连接片，16、连接螺母，17、颗粒物传感器，18、温湿度传感器，19、自锁开关，20、传感器放大模块。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明：

具体实施例如图1到图4所示，本实用新型为一种移动空气质量传感网络监测仪，包括外壳及设置在外壳腔体结构内的监测系统，所述的监测系统包括监测气路及传感单元，所述的传感单元包括控制器1及监测传感器2，所述的外壳包括上壳3、后挡板4及底板5，所述的上壳3、后挡板4及底板5围成封闭的腔体结构，所述的上壳3还设置有悬挂连接结构，悬挂连接结构包括挂板6及连接在上壳3的上端面与挂板6之间的连接杆7。本实用新型使用时借助无人机或者车载作为移动监测平台，通过挂板6与这些移动监测平台进行连接，连接杆7将监测仪固定到挂板6上，从而保证监测仪与移动监测平台的稳定方便连接。

进一步的，所述的监测气路包括隔膜泵8、气室9，所述的隔膜泵8进气口设置有过滤器10，所述的隔膜泵8的出气口与气室9连接，所述的控制器1借助传感器放大模块20连接有监测传感器2，所述的监测传感器2的感应端与气室9连接。气体测量采用泵吸式，测量稳定性和精度大大提高，同时消除了在搭载到无人机或车载上的风阻影响，过滤器10、隔膜泵8、气室9之间采用内衬聚乙烯软管连接，气密性好，监测效果精确度高。

进一步的，所述的气室9、监测传感器2、传感器放大模块20及控制器1在底板5上由下至上依次设置，所述的底板5上还设置有电池12，如图2及图3所示，所述的电池12设置在气室9与后挡板4之间，既能保证各种设备供电，还起到了平衡气室9重量的作用，保证设备整体的重量平衡性，所述的电池12与控制器1电连接。气体通过进气口进入过滤器10，然后通过隔膜泵8进入气室9，再到出气口，整体布局最大化的减少了管路连接，减少气路长度，大大提高测量的灵敏度，而监测传感器2直接通过传感器放大模块20与控制器1连接，这种将所有传感器直接连接的方式，集成度大大提升，减少了连接线，所述的电池12为锂电池，能量密度高且重量轻，有助于降低机体重量，适合应用于无人机平台。

气室9采用紧凑型一体化设计，方形设计，上层装配监测传感器2，底部为温湿度传感器18，减少了气室数量和气路长度，一定程度上降低了气路对气体的吸附。同时气室9内采用特氟龙涂层，大大减少对气体的吸附，避免气体吸附对测量结果造成影响。

进一步的，为了降低移动平台造成的风阻影响，所述过滤器10的进气口设置在底板5上，所述气室9的出气口也设置在底板5上。将进出气口设置在风阻较小的底面，降低泵吸及排气时的阻力，保证气体在气路中的顺利流动，从而有助于提高监测的准确性。

进一步的，所述的控制器1还连接有天线接头13，所述的天线接头13设置在后挡板4上。所述的天线接头13包括GPRS及GPS天线接头用于连接信号天线，控制器1进行数据采集及运算处理得出监测的相关数据，通过GPRS信号将数据发送至服务器。数据采集可以达到秒级(≥1s)，且增加了数据补发机制，预防在信号较弱情况下数据的不确实。

进一步的，监测仪监测数据带有GPS坐标信息，坐标信息中包括海拔高度信息，每条数据都有空间坐标信息，方便对数据进行立体空间分析。

进一步的，所述的上壳3呈四棱台结构，上壳3的下端边缘设置有向上壳3内侧收缩的收边斜面14。所述的上壳3整体呈钻石形，采用斜面设置，风阻较小，设置的收边斜面14便于提高上壳3整体强度，同时方便将底板5与上壳3底部进行装配，整体呈金字塔型，重心靠下，尤其在挂载在无人机上使用时，能够保证整体的飞行稳定。

进一步的，所述的上壳3、后挡板4及底板5的内侧面之间设置有多组L型的壳体连接片15，壳体连接片15上设置有螺栓孔，所述的壳体连接片15借助螺栓与上壳3、后挡板4或底板5形成可拆卸连接，装配时借助壳体连接片15在外壳内部进行固定，固定效果好且外形保持了较好的平整度，风阻小且连接强度高，有助于移动监测的进行。

进一步的，所述的挂板6上还设置有连接螺母16，借助连接螺母16方便将监测仪同移动监测平台进行连接，所述的挂板6上也设置有通槽，可借助通槽利用螺栓进行连接，以保证连接的牢固稳定。

进一步的，所述的传感单元还包括颗粒物传感器17及温湿度传感器18，所述的颗粒物传感器17的感应端设置在底板5上，所述的温湿度传感器18设置在气室9底部，用于气体监测的监测传感器2与温湿度传感器18共用气室9，并且两者上、下设置提高了气室9及外壳内的空间利用率，提高了设备的集成程度，有助于缩减设备体积，温湿度传感器18的感应端设置在气室9内，颗粒物传感器17及温湿度传感器18信号输出端与控制器1连接。借助颗粒物传感器17及温湿度传感器18对环境参数进行采集，便于后期对大气状况进行分析。

进一步的，所述的控制器1还连接有自锁开关19，所述的自锁开关19串联在电池12与控制器1之间，所述的电池12还连接有充电接口11，所述的充电接口11及自锁开关19分别设置在后挡板4上，便于对设备进行开关控制，所述的充电接口11作为电池12的充电端使用，当需要充电时只需将电源线与充电接口11连接，就能为电池12充电，省却拆装外壳的操作，提高使用效率。

本实用新型能够实现在线监测大气环境中PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO等多参数，并且可根据需要更换不同传感器模块测量如VOCs、HCN、CL2、H2S、NH3及HCL。应用于爆炸、泄露、火灾等环境突发事件引发的大气环境污染应急监测，风险场区的常规大气质量状况巡查、城市低空大气质量状况监测。不仅能搭载无人机进行空中监测，还可以部署在公交车、出租车等车辆上，完成交通道路污染物的采集分析，从而指导交通政策的制定，降低城市交通对空气的污染。