[發明專利]基于云計算技術的顆粒物采樣稱重系統及方法

在審

• 申請號: 201710106045.0
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106908363A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 鄧楠;孫雷;陳祎
• 申請（專利權）人: 康姆德潤達（無錫）測量技術有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01N5/00
• 代理公司: 無錫市朗高知識產權代理有限公司32262
• 代理人: 趙華

技術領域

本發明主要涉及大氣環境科學、環境監測技術領域，尤其涉及基于云計算技術的顆粒物采樣稱重系統。

背景技術

在全球范圍內重量法是公認的大氣顆粒物濃度監測的基準測量方法。其原理是分別通過一定顆粒物切割特征的采樣頭，以恒流量抽取空氣，使空氣中的特定顆粒物被截留在已知質量的空白濾膜上。根據采樣前后濾膜的質量差和累計采樣體積，計算出特定顆粒物的濃度。

然而看似一個簡單的工作，卻存在著一大堆的麻煩。傳統方法需要給濾膜編號，稱重，記錄采樣前稱重數據；指定并配送到采樣點；蹲點換膜，記錄采樣標況體積；采樣完成后取出采樣膜，再次稱重，記錄數據，并匹配第一次采樣編號等等。在整個過程中，工作人員需攜帶濾膜往返于采樣器和稱重實驗室之間，并記錄相關的數據，所有的這些工作都要依賴于人工。如果管理這些濾膜并記錄相應的數據成了一大問題。

發明內容

本發明提供基于云計算技術的顆粒物采樣稱重系統及方法，利用RFID碼實現濾膜的跟蹤、編碼、建立云端數據庫與編碼之間的對應關系，本發明能夠利用云端控制濾膜自動采樣器的自動采樣、更換濾膜工作，本專利申請還提供自動稱重設備，將濾膜重量信息稱重后傳給云端，利用云端軟件進行濃度的計算，節省人力，為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：基于云計算技術的顆粒物采樣稱重方法，S1、準備空白濾膜，利用RFID技術對空白濾膜進行編碼；S2、建立電腦以及云端與自動稱重系統的連接，對空白濾膜稱重并將重量信息自動保存至電腦和云端數據庫中；S3、將濾膜放入濾膜夾中，輸送至濾膜采樣器處；S4、遠程控制濾膜采樣器更換濾膜；S5、采樣后濾膜進行稱重，并將重量信息保存至電腦和云端數據庫中；S6、通過數據庫中保存的濾膜采樣前后的重量信息、溫度、濕度、空氣流量、采樣周期，利用算法軟件計算每張濾膜上的顆粒物濃度。

基于云計算技術的顆粒物采樣稱重系統，包括：濾膜自動采樣器、云服務器、遠程監控端、RFID濾膜夾、自動稱重設備，所述遠程監控端通過網絡與云服務器連接，所述云服務器通過網絡與濾膜自動采樣器連接，用于控制濾膜自動采樣器的開關、濾膜更換，還用于獲取采樣時濾膜所處的溫度、濕度、空氣流量及其他實時數據，所述自動稱重設備與電腦連接，濾膜信息保存至電腦數據庫中，同時利用網絡將數據保存至云端數據庫中便于異地或遠端查詢；所述RFID濾膜夾用于存放濾膜，通過RFID讀取器讀取RFID濾膜夾中存儲的濾膜編碼、濾膜重量信息、濾膜所處環境信息，用于建立云端數據庫與濾膜的對應關系。

優選的，所述RFID濾膜夾包括有：濾膜夾、RFID芯片、通訊線圈，RFID芯片中保存有濾膜的顆粒物濃度信息，利用通訊線圈與讀取器的通信實現濾膜編碼的讀取、濾膜信息的查詢。

優選的，所述濾膜自動采樣器包括有：濾膜采樣模塊、濾膜自動更換模塊、采樣環境監測模塊、控制系統，所述內部控制系統包括有：處理器、GPS定位模塊、存儲模塊、網絡通訊模塊；利用內部控制系統控制濾膜采樣模塊、濾膜自動更換模塊、采樣環境監測模塊的工作，利用網絡通訊模塊將數據傳輸至云端。

優選的，濾膜采樣模塊包括有：采樣頭、濾膜采樣室、濾膜儲存筒，采樣頭通過采樣管與濾膜采樣室連通；所述濾膜自動更換模塊包括有：工作臺、馬耳他十字機芯以及濾膜夾托起裝置，所述濾膜夾托起裝置采用上下交替運動方式，所述濾膜夾托起裝置的兩個力臂上分別安裝有濾膜夾托起裝置，所述濾膜夾托起裝置位于馬耳他十字機芯的下方，所述馬耳他十字機芯位于工作臺內部，所述工作臺的上方開設有兩個盲孔和兩個通孔，所述兩個通孔上方分別與濾膜采樣室、濾膜儲存筒相通，所述兩個通孔的下方濾膜夾托起裝置的兩個濾膜夾托起裝置連通。

優選的，所述自動稱重設備包括:稱重天平、防震底座，所述稱重天平放置于防震底座上，用于減少震顫干擾；所述稱重天平采用稱重傳感器進行稱重，并將重量信息進行有線或無線傳輸至電腦進行數據保存。

優選的，所述自動稱重設備處于恒溫恒濕控制柜中，所述恒溫恒濕控制柜中還設置有RFID讀碼器、濾膜儲存塔以及濾膜輸送叉，濾膜儲存塔上存儲有濾膜，利用濾膜輸送叉將濾膜從濾膜儲存塔處輸送至自動稱重設備上，稱重前利用RFID讀碼器讀取濾膜的RFID編碼信息。