氣體檢測部分工作原理

便攜式空氣質(zhì)量監(jiān)測儀

       本儀器采用高靈敏度電化學(xué)傳感器原理，結(jié)合單片機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，可以連續(xù)監(jiān)測大氣層中的SO₂、NO_2、O_3、CO、H₂S、NH3、HF氣體，全面顯示需要的測量數(shù)據(jù)。首先由抽氣泵將環(huán)境空氣通過過濾器，經(jīng)流量調(diào)節(jié)器后分別以300ml/min的流量送到傳感器氣室，通過傳感器時所產(chǎn)生的信號經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換后，由微處理器進(jìn)行采集、計算、數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生濃度結(jié)果數(shù)據(jù)，同時保存數(shù)據(jù)結(jié)果或通過RS485串行接口送至信息中心。對于空氣中微量氣體的檢測，不同氣體之間的交叉干擾尤其突出，如處理不好，對測試結(jié)果會產(chǎn)生極大的影響。我們采用了兩項關(guān)鍵技術(shù)解決了此問題：一是采用面對環(huán)境空氣質(zhì)量專用傳感器；二是使用選擇性合適過濾器，由此使本系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

氣體傳感器的工作原理：

便攜式空氣質(zhì)量監(jiān)測儀

       傳感器通常由三個電極構(gòu)成，其中最主要的是工作電極。它通常是用一種具有催化活性的金屬，例如：鉑，將其噴鍍在一種透氣但是憎水的膜上做成。被測量的氣體擴(kuò)散透過多孔的膜在其上進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)。其反應(yīng)的性質(zhì)以工作電極的熱力學(xué)電位和分析氣體的（氧化還原）性質(zhì)而定。氧化還原反應(yīng)中參加反應(yīng)的電子，流向（還原）或流出（氧化）工作電極，通過外電路成為傳感器的輸出信號。為了氧化還原反應(yīng)得以進(jìn)行，工作電極的熱力學(xué)電位是一個極為重要的因素。參考電極則是為了提供電解中的工作電極具有一種穩(wěn)定的電位而設(shè)。參考電極通常需要保護(hù)，使之不暴露在樣氣中，這樣參考電極的熱力學(xué)電位就總是具有同一數(shù)值保持穩(wěn)定。此外，參考電極不允許有電流需要的第二電極，它的作用主要是允許電子進(jìn)入或流出傳感器內(nèi)部。 控制工作電極電位和將信號電流轉(zhuǎn)換為電壓信號的電路稱之恒電位電路（或恒電位器）。工作電極的工作信號需經(jīng)運放U2轉(zhuǎn)換為電壓信號。電路同時保持工作電極的電壓使之處于其偏壓Vbias之值。參考電極電位與一個經(jīng)過仔細(xì)選擇的穩(wěn)定的輸入電壓Vbias比較后，線路中運放U1在對電極產(chǎn)生一電壓信號，其大小正好是產(chǎn)生一個與工作電極電流相等相反的電流信號。同時恒電位電路使工作電極與參考電極之間保持一恒定的電位差（電壓）。

可吸入顆粒物檢測部分工作原理

       采用激光光源，質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)不受顆粒物顏色的影響，內(nèi)裝光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)散板,確保儀器高穩(wěn)定性。儀器設(shè)計了可更換的粒子切割器，實現(xiàn)了PM10、PM5、PM2. 5 、TSP多種粒子分離切割器兼容。在線濾膜采樣器，實現(xiàn)了連續(xù)監(jiān)測粉塵濃度與濾膜采樣兼容，可以分析所收集到顆粒物的成份以及求出該場所的質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)K值。設(shè)計了恒流控制器，確保采樣流量恒定，切割曲線的正確。具有特別的保護(hù)氣幕，避免了粉塵對儀器核心部件—光學(xué)系統(tǒng)的污染，確保儀器高可靠性通過計算機(jī)軟件實現(xiàn)儀器零點自動調(diào)節(jié)，提高了儀器測量精度，方便了用戶使用。

控制流程圖

便攜式空氣質(zhì)量監(jiān)測儀

儀器的組成：1、采樣，2、信號轉(zhuǎn)換，3、信號處理，4、控制，5、存儲，6、輸出，7、電源

氣路部分：該部分由2個進(jìn)氣管路，過濾器，泵，傳感器，流量調(diào)節(jié)器組成。其作用是由泵將待測氣體通過過濾器，采來送至傳感器，然后通過流量調(diào)節(jié)器排出尾       氣。

信號轉(zhuǎn)換部分：該部分由氣體傳感器和溫度傳感器組成，其功能是將被測物濃度變成電信號。

信號處理部分：該部分由信號變換和控制兩部分組成。

信號變換：由氣體傳感器和溫度傳感器產(chǎn)生的電信號較小，并且和要求輸出的信號不成比例關(guān)系，必須經(jīng)放大后才能得到標(biāo)準(zhǔn)輸出信號及控制信號。信號經(jīng)處理后， 輸出模擬信號0-2V（根據(jù)用戶要求可改變）。數(shù)字信號ppb或ug/m³供面板LED顯示，溫度信號經(jīng)變換后供控制和計算用。

控制部分：由于傳感器信號的輸出與溫度有關(guān)系，該儀器為提高準(zhǔn)確度設(shè)計了溫度控制裝置，根據(jù)傳感器的溫度變化即調(diào)整制冷和制熱系統(tǒng)，保證了傳感器的最佳使用狀態(tài)。控制部分還包括電源保護(hù)，開關(guān)，泵及標(biāo)校整定電位趨，其作用是保證系統(tǒng)安全可靠。

輸出部分：該部分由模擬信號輸出和LED 數(shù)字輸出兩部分組成。

檢測范圍：見訂貨信息表

工作溫度：       5-40ºC

存儲溫度：       -20-40ºC

工作濕度：       ≤15%-85%RH非冷凝

精    度：       ±2%F.S

線    性：       ±2%F.S

零    漂：       ±2%F.S

量程零漂：       ±2%F.S

響應(yīng)時間：       <150s

傳感器工作壽命：>2年

采樣流量：       300ml/min

采樣方式：       泵吸式

供電方式：       機(jī)內(nèi)鋰電池供電（3.6V*3）

                 外接交流電供電(AC220V 50Hz 1.0A)

通訊接口         RS485及USB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存接口

電池充電時間：   10 小時

電池工作時間：   連續(xù)8小時

整機(jī)重量：       15kg

外形尺寸：       300 x 260 x 490mm

 儀器尺寸圖

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廣泛應(yīng)用于氣象、環(huán)保、林業(yè)、水利等環(huán)境監(jiān)測。