[發(fā)明專利]一種環(huán)境空氣質(zhì)量綜合監(jiān)測裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611242164.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN106596317A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州先儀傳感科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N5/00
• 分類號(hào): G01N5/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 陳昱彤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種環(huán)境空氣質(zhì)量綜合監(jiān)測裝置，適用于博物館、計(jì)算機(jī)房、實(shí)驗(yàn)室、潔凈車間等環(huán)境下對(duì)空氣的氧化、硫化、酸化等腐蝕性進(jìn)行綜合監(jiān)測與評(píng)估。

背景技術(shù)

隨著我國工業(yè)化發(fā)展，大氣污染日益加劇，空氣質(zhì)量進(jìn)一步惡化，影響人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活，其中影響最大的主要是氧化性氣體、硫化性氣體和酸性氣體。在博物館，這些污染氣體會(huì)對(duì)館藏文物產(chǎn)生腐蝕，對(duì)這些珍貴的文化遺產(chǎn)造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。在計(jì)算機(jī)房，這些污染氣體會(huì)造成電子設(shè)備腐蝕損壞，導(dǎo)致系統(tǒng)故障、數(shù)據(jù)丟失等嚴(yán)重事故。在潔凈車間，這些污染氣體會(huì)吸附到精密器件表面。對(duì)其造成腐蝕，影響工藝質(zhì)量。因此，對(duì)環(huán)境空氣中的這些污染氣體進(jìn)行監(jiān)測控制十分重要。然而博物館、計(jì)算機(jī)房、實(shí)驗(yàn)室、潔凈車間等環(huán)境下的空氣污染物濃度低且種類繁多，要對(duì)各類氣體具體濃度值進(jìn)行精確測定非常困難，當(dāng)前的氣體監(jiān)測傳感器無法滿足實(shí)際需求。因此，對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量綜合監(jiān)測，對(duì)環(huán)境空氣的氧化、硫化、酸化等腐蝕性進(jìn)行綜合監(jiān)測與評(píng)估成為最合適的選擇。

現(xiàn)有的對(duì)環(huán)境空氣腐蝕性監(jiān)測的設(shè)備有國外Purafil公司的產(chǎn)品，其原理也是通過兩個(gè)分別鍍有銅和銀的石英晶體微天平傳感器，來監(jiān)測環(huán)境空氣對(duì)銅和銀的腐蝕速率，從而對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。其產(chǎn)品采用的是直接測頻法，由時(shí)基信號(hào)形成閘門，對(duì)被測信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值存在正負(fù)一個(gè)被測信號(hào)脈沖的誤差，存在頻率測量精度與被測信號(hào)頻率有關(guān)、對(duì)門限時(shí)間精度要求高等問題。此外，其產(chǎn)品對(duì)酸性氣體腐蝕性無法監(jiān)測，且該產(chǎn)品功耗高，數(shù)據(jù)通過有線的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送，不適合于博物館等環(huán)境使用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種環(huán)境空氣質(zhì)量綜合監(jiān)測裝置，其頻率測量精度不受被測信號(hào)頻率以及門限時(shí)間精度的影響。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)手段是：本發(fā)明環(huán)境空氣質(zhì)量綜合監(jiān)測裝置包括石英晶體微天平傳感器、振蕩電路、基準(zhǔn)頻率源和微處理器，其特征在于：還包括門限控制器和計(jì)數(shù)器，所述石英晶體微天平傳感器的電極表面鍍有敏感金屬層，所述敏感金屬層能夠與空氣中的污染氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所述振蕩電路的輸入端與石英晶體微天平傳感器連接，所述振蕩電路的輸出端、基準(zhǔn)頻率源的輸出端分別與門限控制器的輸入端連接，各計(jì)數(shù)器的輸入端分別與門限控制器的輸出端連接，各計(jì)數(shù)器的輸出端分別與微處理器連接，微處理器與門限控制器的控制端連接。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述計(jì)數(shù)器為兩個(gè)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述微處理器根據(jù)以下公式（1）計(jì)算獲得所述石英晶體微天平傳感器的頻率值：

F=（C1×Fb）/C2（1）

公式（1）中，F(xiàn)表示石英晶體微天平傳感器的頻率值，F(xiàn)b表示基準(zhǔn)頻率源的頻率值，C1、C2分別為兩個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊與微處理器連接。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括通訊模塊，所述通訊模塊與微處理器連接。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括溫濕度檢測模塊，所述溫濕度檢測模塊與所述微處理器連接。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述微處理器連接。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括通道選擇器，所述石英晶體微天平傳感器和振蕩電路為兩個(gè)以上，且石英晶體微天平傳感器和振蕩電路的數(shù)量相同。

進(jìn)一步地，本發(fā)明各所述石英晶體微天平傳感器的敏感金屬層的材料互不相同。

本發(fā)明石英晶體微天平傳感器的敏感金屬層的材料可以選用銅、銀、鉛、鐵、鋅、鋁、鎳、鉛、錫、青銅等多種材料。作為其中的一種典型的實(shí)施方式，本發(fā)明所述石英晶體微天平傳感器和振蕩電路均為三個(gè)，三個(gè)所述石英晶體微天平傳感器的敏感金屬層的材料分別為銅、銀、鉛。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明通過引入門限控制器和計(jì)數(shù)器，使得微處理器根據(jù)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和基準(zhǔn)頻率源的頻率值就可以計(jì)算出石英晶體微天平傳感器的頻率值，不僅能夠提高頻率測量精度，而且其頻率測量精度與被測信號(hào)的頻率無關(guān)，不受門限時(shí)間精度的影響。

（2）本發(fā)明通過電源管理模塊對(duì)裝置中的各部件的供電進(jìn)行管理控制，減小了系統(tǒng)功耗，克服了現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)功耗高的缺陷。

（3）本發(fā)明通過采用多個(gè)敏感金屬層材料互不相同的石英晶體微天平傳感器，不僅克服了現(xiàn)有技術(shù)無法對(duì)空氣中的酸性氣體的腐蝕性進(jìn)行監(jiān)測的缺陷，而且實(shí)現(xiàn)了同時(shí)對(duì)環(huán)境空氣的氧化、硫化、酸化等多種腐蝕性問題進(jìn)行綜合的監(jiān)測。

附圖說明

圖1為本發(fā)明環(huán)境空氣質(zhì)量綜合監(jiān)測裝置的第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；