申请/专利权人：北京市环境保护监测中心

申请日：2019-02-20

公开（公告）日：2024-05-07

公开（公告）号：CN109682733B

主分类号：G01N15/06

分类号：G01N15/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.07#授权;2019.05.21#实质审查的生效;2019.04.26#公开

摘要：本发明公开了一种高可靠触点式降尘杆在线监测系统，属于降尘监测领域，该系统包括降尘杆、降尘缸、供电系统、智能监测设备、服务器平台和用户终端。供电系统和智能监测设备设置在降尘杆上；降尘杆上部固定有支架，降尘杆内嵌有滑轨，降尘缸通过L型托架与滑轨滑动连接，降尘缸底部设置有微量天平；支架上设置有上限位开关和上对接板，L型托架上设置有下对接板，上对接板与智能监测设备电连接，下对接板与微量天平电连接，上对接板上设置有触点，下对接板上设置有触点对接头。当L型托架上升到顶端后，上限位开关触点动作，发出控制信号，电机停止转动，此时信号触点正好可靠接触。本发明采用触点式接触，提供了系统的稳定性和可靠性。

主权项：1.一种高可靠触点式降尘杆在线监测系统，其特征在于，包括降尘杆、降尘缸、供电系统、智能监测设备、服务器平台和用户终端，其中：所述供电系统和智能监测设备设置在所述降尘杆上；所述降尘杆上部固定有支架，所述降尘杆内嵌有滑轨，所述降尘缸通过L型托架与所述滑轨滑动连接，所述降尘缸底部设置有微量天平；所述支架上设置有上限位开关和上对接板，所述L型托架上设置有下对接板，所述上对接板与所述智能监测设备电连接，所述下对接板与所述微量天平电连接，所述上对接板上设置有触点，所述下对接板上设置有触点对接头；所述触点为镀金弹簧针，所述触点对接头为镀金弹针对接头；当所述L型托架在电机的带动下沿着所述滑轨上升到所述支架处时，所述上限位开关动作，发出控制信号，电机停止转动，使得所述上对接板的触点和下对接板的触点对接头可靠接触，所述微量天平与所述智能监测设备电连通；所述智能监测设备包括GPRS无线传输模块，所述微量天平实时测量所述降尘缸的重量并将测量得到的重量数据发送到所述智能监测设备，所述智能监测设备通过GPRS无线传输模块将所述重量数据上传到所述服务器平台，所述服务器平台对所述重量数据进行分析与监控，所述用户终端从服务器平台获取分析与监控后得到的降尘数据。

全文数据：高可靠触点式降尘杆在线监测系统技术领域本发明涉及大气降尘监测领域，特别是指一种高可靠触点式降尘杆在线监测系统。背景技术随着社会文明的发展进步，空气质量问题越来越引起人们的重视。降尘监测作为大气污染物例行监测项目，反映大气尘粒污染的主要指标之一越来越受到国家相关部门的重视。降尘作为测定大气中降尘量的一种有效技术手段，发挥着非常重要的基础监测作用。大气颗粒物是大气中存在的各种固态和液态颗粒状物质的总称。各种颗粒状物质均匀地分散在空气中构成一个相对稳定的庞大的悬浮体系，即气溶胶体系，因此大气颗粒物也称为大气气溶胶。气溶胶是多相系统，由颗粒及气体组成，平常所见到的灰尘、熏烟、烟、雾、霾等都属于气溶胶的范畴。按照空气动力学直径大小，将大气颗粒物分为：总悬浮颗粒物简称TSP指粒径≤100μm，可吸入颗粒物简称PM10指粒径≤10μm，细颗粒物简称PM2.5指粒径≤2.5μm。降尘是指粒径≥10μm，且在重力作用下可以降落，其中TSP、PM10属于大粒径颗粒物，降尘属于尘类污染。目前的降尘监测是样品采样时间一般为一个月。降尘杆上的降尘缸高度5.5米～6米，取样需要将降尘杆上的降尘缸降落到1米，取样完成后将降尘杆上的降尘缸降再升到5.5米～6米。由于需要在线监测大气降尘的重量，传统的将降尘杆升降部分用导线和杆主体进行电气连接，这样的连接不可靠，特别在北方冬天天气比较冷，附着在导线上的霜、干雪花和沾附的雨滴，因气温下降至零下而冻结少量的冰，形成电线积冰，升降时导线很容易发生损坏。发明内容为解决上述技术问题，本发明提供一种高可靠触点式降尘杆在线监测系统，本发明采用触点式接触，提供了系统的稳定性和可靠性。本发明提供技术方案如下：一种高可靠触点式降尘杆在线监测系统，包括降尘杆、降尘缸、供电系统、智能监测设备、服务器平台和用户终端，其中：所述供电系统和智能监测设备设置在所述降尘杆上；所述降尘杆上部固定有支架，所述降尘杆内嵌有滑轨，所述降尘缸通过L型托架与所述滑轨滑动连接，所述降尘缸底部设置有微量天平；所述支架上设置有上限位开关和上对接板，所述L型托架上设置有下对接板，所述上对接板与所述智能监测设备电连接，所述下对接板与所述微量天平电连接，所述上对接板上设置有触点，所述下对接板上设置有触点对接头；当所述L型托架在电机的带动下沿着所述滑轨上升到所述支架处时，所述上限位开关动作，发出控制信号，电机停止转动，使得所述上对接板的触点和下对接板的触点对接头可靠接触，所述微量天平与所述智能监测设备电连通；所述智能监测设备包括GPRS无线传输模块，所述微量天平实时测量所述降尘缸的重量并将测量得到的重量数据发送到所述智能监测设备，所述智能监测设备通过GPRS无线传输模块将所述重量数据上传到所述服务器平台，所述服务器平台对所述重量数据进行分析与监控，所述用户终端从服务器平台获取分析与监控后得到的降尘数据。进一步的，所述供电系统包括太阳能板和太阳能控制器，所述太阳能控制器的输入端与太阳能板的输出端连接，所述太阳能控制器的第一输出端与所述智能监测设备和微量天平连接，为所述智能监测设备和微量天平供电。进一步的，所述太阳能控制器的第二输出端通过第一限流保护电路连接有蓄电池。进一步的，所述智能监测设备还包括太阳能板电压测试模块和蓄电池充放电测试模块，所述太阳能板电压测试模块连接所述太阳能控制器的输入端并获取太阳能板电压数据，所述蓄电池充放电测试模块连接所述太阳能控制器的第二输出端并获取蓄电池充放电数据。进一步的，所述智能监测设备还包括ARM控制器和GPS定位模块，所述GPRS无线传输模块将所述太阳能板电压数据、蓄电池充放电数据、GPS定位模块的定位数据上传到所述服务器平台。进一步的，所述用户终端从服务器平台获取太阳能板电压数据、蓄电池充放电数据和定位数据。进一步的，所述降尘杆的下部设置有下限位开关，所述电机连接有电机控制器，所述蓄电池通过第二限流保护电路连接所述电机控制器的输入端，所述电机控制器的输出端连接所述电机并对所述电机供电，所述电机控制器的控制端连接所述上限位开关和下限位开关。进一步的，所述蓄电池连接有备用蓄电池插座。进一步的，所述太阳能控制器的第一输出端连接有摄像头并对摄像头供电。本发明具有以下有益效果：本发明的上限位开关和信号触点配合，当L型托架上升到顶端后，上限位开关触点动作，发出控制信号，电机停止转动，此时信号触点正好可靠接触。本发明仅在每月取缸时不监测重量信号，取缸结束，升降部件归位后即可监测降尘重量。本系统采用触点式接触，提供了系统的稳定性和可靠性。本系统结构精巧，性能可靠稳定而且操作方便，适应范围广，安全可靠。本发明通过微量天平实时测量降尘缸的重量并通过智能监测设备将重量数据上传到服务器平台进行分析和监测，获取实时的降尘数据，并可以通过用户终端进行查看。本发明充分融合无线通信技术、物联网技术，结合大气降尘大数据分析与监控平台，对大气降尘监测设备的数据信息进行管理。并且本发明使用太阳能板为智能监测设备和微量天平供电，简单方便。附图说明图1为本发明的高可靠触点式降尘杆在线监测系统的结构示意图；图2为本发明的高可靠触点式降尘杆在线监测系统的供电示意图；图3为触点部分的放大图；图4为智能监测设备的示意图。具体实施方式为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本发明实施例提供一种高可靠触点式降尘杆在线监测系统，如图1-4所示，包括降尘杆100、降尘缸1、供电系统2、智能监测设备3、服务器平台200和用户终端300，其中：供电系统2和智能监测设备3设置在降尘杆100上。降尘杆100上部固定有支架4，降尘杆100内嵌有滑轨5，降尘缸1通过L型托架6与滑轨5滑动连接，降尘缸1底部设置有微量天平7。支架4上设置有上限位开关8和上对接板9，L型托架6上设置有下对接板10，上对接板9与智能监测设备3电连接，下对接板6与微量天平7电连接，上对接板9上设置有触点优选为镀金弹簧针，下对接板10上设置有触点对接头优选为镀金弹簧针对接头。当L型托架8在电机11的带动下沿着滑轨5上升到支架4处时，上限位开关8动作，发出控制信号，电机停止转动，使得上对接板9的触点和下对接板10的触点对接头可靠接触，微量天平7与智能监测设备3电连通。智能监测设备3包括GPRS无线传输模块31，微量天平7实时测量降尘缸1的重量并将测量得到的重量数据发送到智能监测设备3，智能监测设备3通过GPRS无线传输模块31将重量数据上传到服务器平台200，服务器平台200对重量数据进行分析与监控，用户终端300从服务器平台200获取分析与监控后得到的降尘数据。智能监测设备3还可以包括MQTT服务器通讯接口36，当网络质量较差时，可以使用MQTT服务器通讯接口36与服务器平台200通讯。本发明的高可靠触点包括上对接板和下对接板，上对接板安装镀金弹簧针，下对接板安装镀金弹针对接头。当取样时，上对接板、下对接板分离，现场取样人员将降尘缸取回实验室进行大气降尘分析。取样完成后，上对接板、下对接板对接，实现微量天平的信号传输。本发明的上限位开关和信号触点配合，当L型托架上升到顶端后，上限位开关触点动作，发出控制信号，电机停止转动，此时信号触点正好可靠接触。本发明仅在每月取缸时不监测重量信号，取缸结束，升降部件归位后即可监测降尘重量。本系统采用触点式接触，提供了系统的稳定性和可靠性。本系统结构精巧，性能可靠稳定而且操作方便，适应范围广，安全可靠。本发明通过微量天平实时测量降尘缸的重量并通过智能监测设备将重量数据上传到服务器平台进行分析和监测，获取实时的降尘数据，并可以通过用户终端进行查看。本发明充分融合无线通信技术、物联网技术，结合大气降尘大数据分析与监控平台，对大气降尘监测设备的数据信息进行管理。并且本发明使用太阳能板为智能监测设备和微量天平供电，简单方便。作为本发明的一种改进，供电系统2包括太阳能板21和太阳能控制器22，太阳能控制器22的输入端221与太阳能板21的输出端连接，太阳能控制器22的第一输出端222与智能监测设备3和微量天平7连接，为智能监测设备3和微量天平7供电。太阳能控制器22的第二输出端223通过第一限流保护电路23连接有蓄电池24。本发明的太阳能控制器优选为MPPT太阳能控制器。太阳能控制器对蓄电池的充、放电条件进行控制，并按照负载智能监测设备和微量天平的电源需求控制太阳能板和蓄电池对负载的电能输出。本发明的智能监测设备3还包括太阳能板电压测试模块32、蓄电池充放电测试模块33，ARM控制器34和GPS定位模块35，太阳能板电压测试模块32连接太阳能控制器22的输入端221并获取太阳能板电压数据，蓄电池充放电测试模块33连接太阳能控制器22的第二输出端223并获取蓄电池充放电数据。太阳能板电压数据、蓄电池充放电数据和MPPT太阳能控制器工作状态等数据传递ARM控制器，GPRS无线传输模块31将太阳能板电压数据、蓄电池充放电数据、GPS定位模块的定位数据和MPPT太阳能控制器工作状态等数据上传到服务器平台200。用户终端300从服务器平台200获取太阳能板电压数据、蓄电池充放电数据和定位数据。本发明可以远程监测太阳能板和蓄电池的工作状态，当出现太阳能板和蓄电池损坏供电不足情况，可以远程监测并及时修理。本发明采用智能供电模式，查找直观而且操作方便，适应范围广，安全可靠，可以进行实时监测。进一步的，降尘杆100的下部设置有下限位开关12，电机11连接有电机控制器13，蓄电池24通过第二限流保护电路25连接电机控制器13的输入端，电机控制器13的输出端连接电机11并对电机11供电，电机控制器13的控制端连接上限位开关8和下限位开关12。蓄电池24与第二限流保护电路25之间优选设置有开关27。本发明当L型托架下降到触发下限位开关或上升到触发上限位开关时，电机控制器获取下限位开关或上限位开关的信号，控制电机停止转动。进一步的，蓄电池24还可以连接有备用蓄电池插座26，用于安装备用蓄电池，当出现连续阴雨天等极端天气时，使用备用蓄电池进行供电。为了对降尘杆上的设备进行监控，太阳能控制器22的第一输出端222连接有摄像头14并对摄像头供电。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种高可靠触点式降尘杆在线监测系统，其特征在于，包括降尘杆、降尘缸、供电系统、智能监测设备、服务器平台和用户终端，其中：所述供电系统和智能监测设备设置在所述降尘杆上；所述降尘杆上部固定有支架，所述降尘杆内嵌有滑轨，所述降尘缸通过L型托架与所述滑轨滑动连接，所述降尘缸底部设置有微量天平；所述支架上设置有上限位开关和上对接板，所述L型托架上设置有下对接板，所述上对接板与所述智能监测设备电连接，所述下对接板与所述微量天平电连接，所述上对接板上设置有触点，所述下对接板上设置有触点对接头；当所述L型托架在电机的带动下沿着所述滑轨上升到所述支架处时，所述上限位开关动作，发出控制信号，电机停止转动，使得所述上对接板的触点和下对接板的触点对接头可靠接触，所述微量天平与所述智能监测设备电连通；所述智能监测设备包括GPRS无线传输模块，所述微量天平实时测量所述降尘缸的重量并将测量得到的重量数据发送到所述智能监测设备，所述智能监测设备通过GPRS无线传输模块将所述重量数据上传到所述服务器平台，所述服务器平台对所述重量数据进行分析与监控，所述用户终端从服务器平台获取分析与监控后得到的降尘数据。2.根据权利要求1所述的高可靠触点式降尘杆在线监测系统，其特征在于，所述供电系统包括太阳能板和太阳能控制器，所述太阳能控制器的输入端与太阳能板的输出端连接，所述太阳能控制器的第一输出端与所述智能监测设备和微量天平连接，为所述智能监测设备和微量天平供电。3.根据权利要求2所述的高可靠触点式降尘杆在线监测系统，其特征在于，所述太阳能控制器的第二输出端通过第一限流保护电路连接有蓄电池。4.根据权利要求3所述的高可靠触点式降尘杆在线监测系统，其特征在于，所述智能监测设备还包括太阳能板电压测试模块和蓄电池充放电测试模块，所述太阳能板电压测试模块连接所述太阳能控制器的输入端并获取太阳能板电压数据，所述蓄电池充放电测试模块连接所述太阳能控制器的第二输出端并获取蓄电池充放电数据。5.根据权利要求4所述的高可靠触点式降尘杆在线监测系统，其特征在于，所述智能监测设备还包括ARM控制器和GPS定位模块，所述GPRS无线传输模块将所述太阳能板电压数据、蓄电池充放电数据、GPS定位模块的定位数据上传到所述服务器平台。6.根据权利要求5所述的高可靠触点式降尘杆在线监测系统，其特征在于，所述用户终端从服务器平台获取太阳能板电压数据、蓄电池充放电数据和定位数据。7.根据权利要求3所述的高可靠触点式降尘杆在线监测系统，其特征在于，所述降尘杆的下部设置有下限位开关，所述电机连接有电机控制器，所述蓄电池通过第二限流保护电路连接所述电机控制器的输入端，所述电机控制器的输出端连接所述电机并对所述电机供电，所述电机控制器的控制端连接所述上限位开关和下限位开关。8.根据权利要求3所述的高可靠触点式降尘杆在线监测系统，其特征在于，所述蓄电池连接有备用蓄电池插座。9.根据权利要求2所述的高可靠触点式降尘杆在线监测系统，其特征在于，所述太阳能控制器的第一输出端连接有摄像头并对摄像头供电。

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