[发明专利]道边呼吸带空气质量在线监测系统

摘要

本发明公开了一种道边呼吸带空气质量在线监测系统，包括机柜、设置在机柜内的工控机、温湿度传感器、光电耦合器、气体校准装置、电源模块、与电源模块相连的控制模块、激光模块、氘灯模块、红外探测及采集模块、电机驱动模块，激光模块用于监测空气中碳氧化物的浓度，包括激光器、温度控制电路、过流保护电路、信号发生倍频电路、驱动电路，氘灯模块用于监测空气中氮氧化物的浓度，红外探测及采集模块包括依次连接的红外探测驱动电路、红外探测器、锁相放大电路、采集卡。本发明主要用于对近地面道路两侧空气质量进行实时在线监测，可同时测量空气中CO、CO₂、NO、NO₂等多种气体浓度，监测数据量大，监测精确度和自动化程度高。

主权项

1.一种道边呼吸带空气质量在线监测系统，包括机柜、激光模块、红外探测及采集模块，其特征在于，还包括设置在机柜内的工控机、温湿度传感器、光电耦合器、气体校准装置、电源模块、控制模块、氘灯模块、电机驱动模块；控制模块、激光模块、氘灯模块、红外探测及采集模块、电机驱动模块均与电源模块相连，温湿度传感器、光电耦合器的输出端与控制模块相连，工控机通过RS485与控制模块相互通信，红外探测及采集模块的输出端与工控机相连，电机驱动模块的输出端与气体校准装置相连；控制模块包括CPU、与CPU相连的A/D转换器、通讯模块；电源模块包括滤波器、与滤波器输出端相连的降压模块、制冷控制模块；激光模块用于监测空气中碳氧化物的浓度，包括激光器、温度控制电路、过流保护电路、信号发生倍频电路、驱动电路，温度控制电路、过流保护电路、驱动电路的输出端均与激光器相连，信号发生倍频电路的输出端与驱动电路相连；所述温度控制电路包括监测当前实际温度值电路、设定温度值电路、当前实际温度与可设定温度的差值比较电路、灵敏度调节电路；其包括双路恒流源U8、跟随器U7A、U7B、跟随器U3A、反向比例放大器U6A、U6B、U6C，可调电阻VR2、VR3及外围电阻R10、R12、R16—R19、R25、R26、R30—R31、电容C6、C13、C15、C21、C24；其中所述监测当前实际温度值电路包括激光器的光敏电阻、跟随器U7A、U3A，电阻R10，电阻R10的一端与U8的1脚相连、另一端与U7A的正向输入端相连；所述设定温度值电路包括跟随器U7B、与跟随器U7B的正向输入端相连的可调电阻VR3、与跟随器U7B的4脚相连的电容C21、与跟随器U7B的8脚相连的电容C24，VR3、C21、C24的另一端均接地；所述差值比较电路包括反向比例放大器U6C、与反向比例放大器U6C正向输入端相连的电阻R17、R25、与反向比例放大器U6C反向输入端相连的电阻R31、R32，R32的另一端连接反向比例放大器U6C的输出端，电阻R17的另一端接地；所述灵敏度调节电路包括反向比例放大器U6B、与反向比例放大器U6B的反向输入端相连的电阻R26、VR2、与VR2另一端相连的电阻R30，电阻R30的另一端与反向比例放大器U6B的输出端相连；氘灯模块用于监测空气中氮氧化物的浓度，包括氘灯电源、与氘灯电源相连的氘灯；红外探测及采集模块包括依次连接的红外探测驱动电路、红外探测器、锁相放大电路、采集卡，锁相放大电路的输入端还与信号发生倍频电路相连，红外探测驱动电路包括基准电压电路、触发电压调节电路、前置放大电路、第二级负反馈放大电路。