[發(fā)明專利]一種農業(yè)含氮污染氣體實時監(jiān)測系統(tǒng)以及實時監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010396000.3
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111537301A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 李哲敏;李嫻;花中秋;楊博軒;吳文斌;楊鵬;李虎
• 申請（專利權）人: 中國農業(yè)科學院農業(yè)信息研究所;河北工業(yè)大學;中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/34;G01N1/40;G01N1/22;G01N1/24;G01N27/12
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉瀟

1.一種農業(yè)含氮污染氣體實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括過濾器、富集器、催化裝置、第二測試單元、電磁閥、氣泵、采集卡、繼電器和溫控器；

所述催化裝置中填充有負載型貴金屬催化劑；

所述第二測試單元包括第二測試腔和設置在第二測試腔下端的第二NO₂傳感器；所述第二測試腔頂端為密封結構；所述第二NO₂傳感器表面的氣敏材料暴露在第二測試腔中；

所述過濾器、富集器、催化裝置、第二測試腔、電磁閥和氣泵依次通過氣管連通；

所述采集卡與第二NO₂傳感器通過電線連接；所述溫控器和催化裝置通過電線連接；所述繼電器分別與第二NO₂傳感器、采集卡、氣泵和溫控器通過電線連接。

2.根據權利要求1所述的含氮污染氣體實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述負載型貴金屬催化劑的載體為HZSM5型分子篩或納米級氧化鋁，活性組分為Pt和/或Rh。

3.根據權利要求1所述的含氮污染氣體實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述催化裝置為長方體不銹鋼結構，所述長方體不銹鋼結構的內部為管狀鏤空結構，且中心設置有貫穿長方體不銹鋼結構的氣體流通通道；所述管狀鏤空結構中填充有負載型貴金屬催化劑以及石英玻璃纖維。

4.根據權利要求1所述的含氮污染氣體實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，含氮污染氣體實時監(jiān)測系統(tǒng)還包括第一測試單元，所述第一測試單元包括第一測試腔和設置在第一測試腔下端的第一NO₂傳感器；所述第一測試腔頂端為密封結構；所述第一NO₂傳感器表面的氣敏材料暴露在第一測試腔中；

所述第一測試單元設置在富集器和催化裝置之間；所述富集器、第一測試腔和催化裝置依次通過氣管連通；所述第一NO₂傳感器還與采集卡和繼電器通過電線連接。

5.根據權利要求4所述的含氮污染氣體實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一NO₂傳感器和第二NO₂傳感器為半導體傳感器；所述第一NO₂傳感器和第二NO₂傳感器的氣敏材料獨立地為氧化鎢納米顆粒和/或氧化銦納米顆粒。

6.根據權利要求4所述的含氮污染氣體實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一測試腔和第二測試腔的直徑獨立地為50～70mm，高度獨立地為15～25mm。

7.一種利用權利要求1～6任意一項所述系統(tǒng)進行農業(yè)含氮污染氣體實時監(jiān)測的方法，其特征在于，包括以下步驟：

利用氣泵抽取農業(yè)環(huán)境中產生的氣體，氣體依次經過過濾器過濾和富集器富集后進入催化裝置中，催化裝置將氣體中的含氮污染氣體催化為二氧化氮，催化后的氣體進入第二測試腔中，第二NO₂傳感器對催化后氣體中的二氧化氮濃度進行測試，所得數據通過采集卡進行存儲；根據第二NO₂傳感器所得數據得到含氮污染氣體的總濃度。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，當所述含氮污染氣體實時監(jiān)測系統(tǒng)中包括第一測試單元時，富集后的氣體進入第一測試腔中，第一NO₂傳感器對富集氣體中的二氧化氮濃度進行測試，所得數據通過采集卡進行存儲；根據第一傳感器的數據得到含氮污染氣體中二氧化氮的含量，根據第一傳感器所得數據和第二傳感器所得數據的差值，得到含氮污染氣體中的氨氣濃度。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述氣體的流動速度為50～200sccm。

10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述催化裝置的工作溫度為350～450℃；所述第一NO₂傳感器和第二NO₂傳感器的工作溫度獨立地為150～250℃。