空气质量监测设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种紧凑的空气质量监测设备，其包括封闭一个或多个传感器的外壳，所述一个或多个传感器包括用于感测来自实时采样空气的一种或多种空气污染物的化学传感器和颗粒传感器中的至少一个；以及控制单元，所述控制单元用于将所述外壳内的温度控制至在预定露点温度以上的设定量下的大致恒定的值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于监测空气质量的设备。
技术介绍
随着公众关于空气污染及其对人类健康和福祉的影响的关注日益增加，已开发出了各种空气质量监测器来检测和监测空气中的有害污染物的水平。市场上的空气质量监测器种类繁多，有用于便携式测量的手持装置至用于更复杂的检测的在特定目标位置中构造的大规模空气质量监测站或监测点等多种。然而，如同许多其他检测装置，当前技术所面临的一个挑战是提供覆盖大范围的分析物的准确检测且又不会降低用户友好性如易于安装和使用以及低维护成本的可能。技术目的本技术的一个目的是提供一种紧凑的空气质量监测设备。本技术的另一个目的是在一定程度上减轻或消除与已知的空气质量监测器相关的一个或多个问题。本领域技术人员将从以下描述获得本技术的其他目的。因此，上述关于目的的陈述并非穷尽性的并且仅用于说明本技术的许多目的中的一些。
技术实现思路
一般来说，本技术提供一种紧凑的空气质量监测设备，其用于以符合公认的国际标准如世界卫生组织(WHO)的空气质量指标的准确度来实时监测、检测和/或测量空气中的常见污染物。具体地说，所述设备包括模块化传感器，所述模块化传感器有助于用户根据需求定制所述设备的应用。此外，所述设备结构上是紧凑的，这使得所述监测设备的新的可能监测位置，例如但不限于，废物场、机场、火车站、建筑工地、商业办公室、学校、医院、高速公路附近，以及用于家用或甚至用于安装至车辆。所述设备重量上是相对轻的(通常总体重量小于约50kg)并且具有简单的模块化结构，所述模块化结构能够容易地组装并且在例如少于30分钟内相对快速地安装。此外，与传统的空气质量监测站相比所述设备可在相对低的功率消耗下操作并且因此可容易地连接至可用的电源或类似电源。在一个主要方面，本技术提供一种紧凑的空气质量监测设备。所述设备包括封闭一个或多个传感器的外壳，所述一个或多个传感器包括用于感测来自实时采样的空气中的一种或多种空气污染物的化学传感器和颗粒传感器中的至少一个。提供控制单元以将外壳内的温度控制至在预定露点温度以上的设定量下的大致恒定的值。该
技术实现思路
部分不一定公开限定本技术所必需的所有特征；本技术可存在于所公开特征的子组合中。附图说明本技术的前述和其他特征将是从优选实施方案的以下描述显而易见的，所述实施方案仅作为举例结合附图提供，在所述附图中：图1是示出根据本技术的空气质量监测设备的一个实施例的方框示意图。具体实施方式以下描述是仅作为举例描述优选实施方案，并且不会对用于实施本技术所必要的特征的组合进行限制。在本说明书中提及“一个实施例”或非复数形式的“实施例”意指与所述实施例关联描述的具体特点、结构或特征都包括在本技术的至少一个实施例中。在本说明书中的各个地方出现短语“在一个实施例中”不必要全部是指同一实施例，也不必是指与其他实施例互相排斥的单独或替代实施例。此外，描述了各种特征，这些特征可由一些实施例展示并且不由其他实施例展示。类似地，描述了各种要求，这些要求可以是一些实施例的要求而不是其他实施例的要求。参考图1，其示出本技术的空气质量监测设备10的一个实施例的方框示意图。设备10包括封闭一个或多个传感器的外壳20，所述一个或多个传感器包括用于感测来自实时采样的空气的一种或多种空气污染物的化学传感器30和颗粒传感器40中的至少一个。设备10还包括控制单元50，其用于将外壳20内的温度控制至在预定露点温度以上的设定量的大致恒定的值。在外壳20处维持在露点温度以上的大致恒定的内部温度对于实现化学传感器30和颗粒传感器40以及设备10的其他温度敏感部件的最佳操作条件来说是重要的。化学传感器30可包括适用于检测空气污染物的任何已知的化学传感器，例如但不限于电化学传感器、红外传感器、光-电离传感器、金属氧化物半导体传感器中的至少一个。具体地说，化学传感器30适于检测和测量空气中的常见污染物，例如但不限于臭氧(O3)、二氧化氮(NO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)和/或空气中的其他挥发性有机化合物(VOC)如苯和甲苯。在一个实施例中，设备10可包括以下化学传感器中的一个或多个，其中下文描述了对应的分析物和检测机制：SO2/H2S(气敏电化学(GSE))传感器–采样空气中的二氧化硫(SO2)和硫化氢(H2S)可通过使用具有电化学电池和提供高检测灵敏度的纳米催化剂涂覆的电极的GSE传感器进行检测。SO2和/或H2S的在例如约1至10ppb范围内的最低可能的检测限还可通过专有信号处理、添加零循环涤气器和将外壳20维持在恒定温度下来实现。O3(气敏半导体(GSS))传感器-O3传感器包括氧化钨(WO3)，当在例如约400至600范围内的高温下操作时所述氧化钨是对O3敏感的。使所述传感器经受周期性零流量条件和温度循环，这补偿传感器漂移且消除来自采样空气中的其他污染物(如NO2和VOC)的干扰。NO2(GSS)传感器-NO2传感器类似于O3GSS传感器，但具有针对NO2检测设计的特定微观结构。还在所述传感器中提供热涤气器以去除环境臭氧的作用；以及零循环以补偿传感器漂移和来自采样空气中的湿度和VOC的干扰作用。NOX(GSS)传感器-NOx传感器类似于NO2GSS传感器，但具有集成的NO至NO2加热的铂转化器。VOC(光-电离检测(PID))传感器–VOC传感器包括长寿命10.6eV深UV灯，其将VOC分解成正离子和负离子。所述传感器随后测量电离气体的电流，其与可检测的VOC含量成比例。VOC传感器是对广泛范围的VOC(例如苯和甲苯)敏感的。颗粒传感器40可包括适用于检测、测量和/或计数空气中的微粒的任何已知的传感器。颗粒传感器40可包括用于检测粒度的粒度检测器和用于计数颗粒的数目的颗粒计数器中的一个或多个。所述颗粒可包括空气中的灰尘和/或其他微粒物质，例如但不限于总悬浮颗粒(TSP)、PM10、PM2.5以及PM1(即分别具有10μm、2.5μm和1μm的平均空气动力学直径的微粒物质)。例如，在一个实施例中，颗粒传感器40可包括浊度计模块，所述浊度计模块利用散射光(如激光)来提供采样空气中存在的颗粒的连续质量测量。颗粒传感器40还可包括分析器模块，所述分析器模块利用颗粒计数器来根据不同粒度计数且分选颗粒。然后可通过编程算法将所述计数转化成PM10、PM2.5、PM1和TSP质量分数。虽然在本说明书中描述了化学传感器30和颗粒传感器40的具体实施例，但本领域的技术人员将了解本技术不应限于具体体现的传感器。适用于检测空气样品中的污染物的存在的任何传感器也应由本技术涵盖，只要它们由熟练的技术人员认为是适合的且合理的。现在描述设备10的其他部件：如在图1中所示，设备10包括用于从目标位置中的环境大气采样空气的空气入口32，并且随后，通过一个或多个连接管道或管34引导采样空气流入一个或多个化学传感器30。在一个实施例中，入口32可包括惰性氟聚合物和玻璃进气系统，其具有5μm聚四氟乙烯(PTFE)过滤器以使分析物与入口物质之间的相互作用最小化并且实现可靠的气体采样与最小分析物损失。设备10还可包括用于连接采样泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧凑的空气质量监测设备，其包括：入口，所述入口用于采样空气并且引导采样空气朝向一个或多个传感器，所述一个或多个传感器包括用于感测来自采样空气的一种或多种空气污染物的至少一个化学传感器和至少一个颗粒传感器，所述入口包括旋风颗粒分离器，所述旋风颗粒分离器用于分离来自采样空气的目标粒度部分的颗粒；封闭一个或多个传感器的外壳；以及控制单元，所述控制单元用于将所述外壳内的温度控制至在预定露点温度以上的设定量下的大致恒定的值；其中，所述预定露点温度基于下述中的一个或多个确定：基于特定目标点或区域的气候历史记录，以及基于所检测的所述特定目标点或区域的外部温度和相对湿度自动地计算。

【技术特征摘要】
1.一种紧凑的空气质量监测设备，其包括：入口，所述入口用于采样空气并且引导采样空气朝向一个或多个传感器，所述一个或多个传感器包括用于感测来自采样空气的一种或多种空气污染物的至少一个化学传感器和至少一个颗粒传感器，所述入口包括旋风颗粒分离器，所述旋风颗粒分离器用于分离来自采样空气的目标粒度部分的颗粒；封闭一个或多个传感器的外壳；以及控制单元，所述控制单元用于将所述外壳内的温度控制至在预定露点温度以上的设定量下的大致恒定的值；其中，所述预定露点温度基于下述中的一个或多个确定：基于特定目标点或区域的气候历史记录，以及基于所检测的所述特定目标点或区域的外部温度和相对湿度自动地计算。2.根据权利要求1所述的空气质量监测设备，其特征在于，所述化学传感器包括电化学传感器、红外传感器、光-电离传感器以及金属氧化物半导体传感器中的至少一个。3.根据权利要求1所述的空气质量监测设备，其特征在于，所述颗粒传感器包括用于检测粒度的粒度检测器和用于计量颗粒的数目的颗粒计数器中的至少一个。4.根据权利要求1所述的空气质量监测设备，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·S·亨肖，S·J·班纳特，A·贝尔甘特，J·P·特纳，
申请(专利权)人：艾尔科有限公司，
类型：新型
国别省市：新西兰;NZ