[发明专利]一种环境空气质量综合监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境空气质量综合监测装置，适用于博物馆、计算机房、实验室、洁净车间等环境下对空气的氧化、硫化、酸化等腐蚀性进行综合监测与评估。

背景技术

随着我国工业化发展，大气污染日益加剧，空气质量进一步恶化，影响人们日常生产生活，其中影响最大的主要是氧化性气体、硫化性气体和酸性气体。在博物馆，这些污染气体会对馆藏文物产生腐蚀，对这些珍贵的文化遗产造成不可逆转的损害。在计算机房，这些污染气体会造成电子设备腐蚀损坏，导致系统故障、数据丢失等严重事故。在洁净车间，这些污染气体会吸附到精密器件表面。对其造成腐蚀，影响工艺质量。因此，对环境空气中的这些污染气体进行监测控制十分重要。然而博物馆、计算机房、实验室、洁净车间等环境下的空气污染物浓度低且种类繁多，要对各类气体具体浓度值进行精确测定非常困难，当前的气体监测传感器无法满足实际需求。因此，对环境空气质量综合监测，对环境空气的氧化、硫化、酸化等腐蚀性进行综合监测与评估成为最合适的选择。

现有的对环境空气腐蚀性监测的设备有国外Purafil公司的产品，其原理也是通过两个分别镀有铜和银的石英晶体微天平传感器，来监测环境空气对铜和银的腐蚀速率，从而对环境空气质量进行评估。其产品采用的是直接测频法，由时基信号形成闸门，对被测信号进行计数，计数值存在正负一个被测信号脉冲的误差，存在频率测量精度与被测信号频率有关、对门限时间精度要求高等问题。此外，其产品对酸性气体腐蚀性无法监测，且该产品功耗高，数据通过有线的互联网发送，不适合于博物馆等环境使用。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种环境空气质量综合监测装置，其频率测量精度不受被测信号频率以及门限时间精度的影响。

本发明解决其技术问题所采取的技术手段是：本发明环境空气质量综合监测装置包括石英晶体微天平传感器、振荡电路、基准频率源和微处理器，其特征在于：还包括门限控制器和计数器，所述石英晶体微天平传感器的电极表面镀有敏感金属层，所述敏感金属层能够与空气中的污染气体发生化学反应，所述振荡电路的输入端与石英晶体微天平传感器连接，所述振荡电路的输出端、基准频率源的输出端分别与门限控制器的输入端连接，各计数器的输入端分别与门限控制器的输出端连接，各计数器的输出端分别与微处理器连接，微处理器与门限控制器的控制端连接。

进一步地，本发明所述计数器为两个。

进一步地，本发明所述微处理器根据以下公式（1）计算获得所述石英晶体微天平传感器的频率值：

F=（C1×Fb）/C2（1）

公式（1）中，F表示石英晶体微天平传感器的频率值，Fb表示基准频率源的频率值，C1、C2分别为两个计数器的计数值。

进一步地，本发明还包括电源管理模块，所述电源管理模块与微处理器连接。

进一步地，本发明还包括通讯模块，所述通讯模块与微处理器连接。

进一步地，本发明还包括温湿度检测模块，所述温湿度检测模块与所述微处理器连接。

进一步地，本发明还包括显示模块，所述显示模块与所述微处理器连接。

进一步地，本发明还包括通道选择器，所述石英晶体微天平传感器和振荡电路为两个以上，且石英晶体微天平传感器和振荡电路的数量相同。

进一步地，本发明各所述石英晶体微天平传感器的敏感金属层的材料互不相同。

本发明石英晶体微天平传感器的敏感金属层的材料可以选用铜、银、铅、铁、锌、铝、镍、铅、锡、青铜等多种材料。作为其中的一种典型的实施方式，本发明所述石英晶体微天平传感器和振荡电路均为三个，三个所述石英晶体微天平传感器的敏感金属层的材料分别为铜、银、铅。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明通过引入门限控制器和计数器，使得微处理器根据计数器的计数值和基准频率源的频率值就可以计算出石英晶体微天平传感器的频率值，不仅能够提高频率测量精度，而且其频率测量精度与被测信号的频率无关，不受门限时间精度的影响。

（2）本发明通过电源管理模块对装置中的各部件的供电进行管理控制，减小了系统功耗，克服了现有技术系统功耗高的缺陷。

（3）本发明通过采用多个敏感金属层材料互不相同的石英晶体微天平传感器，不仅克服了现有技术无法对空气中的酸性气体的腐蚀性进行监测的缺陷，而且实现了同时对环境空气的氧化、硫化、酸化等多种腐蚀性问题进行综合的监测。

附图说明

图1为本发明环境空气质量综合监测装置的第一种实施方式的结构示意图；