CPR-KA空氣質(zhì)量檢測儀氣體檢測部分工作原理

本儀器采用高靈敏度電化學(xué)傳感器原理，結(jié)合單片機技術(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、NO2、O3、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。

結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，亦可作為便攜式儀器使用，也可自動在線連續(xù)監(jiān)測; 可以同時監(jiān)測氣體參數(shù)和可吸入顆粒物，并在屏幕上顯示出檢測值; 當(dāng)作為便攜式儀器使用時，可連續(xù)自動采樣自動分析，摒棄了試劑配置→現(xiàn)場采樣→實驗室分析的傳統(tǒng)操作及大氣采樣器; 采用進口高靈敏度的傳感器，響應(yīng)速度快，分辨率高，線性好，檢測下限可達(dá)ppb級; 測量濃度值可以實現(xiàn)mg/m3、ppm、ppb單位的切換，同時有動態(tài)圖象顯示; 采用大屏幕圖形液晶顯示，可直觀動態(tài)顯示各種檢測數(shù)據(jù)、圖形、儀器工作狀態(tài)，提供全中文菜單和友好的人機對話界面; 應(yīng)用單片機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合，采用數(shù)據(jù)存儲功能，不僅可提供方便的數(shù)據(jù)查詢方式;還可以通過USB接口將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至計算機，利用配套的上位機軟件自動計算日平均值、月平均值、污染指數(shù)、生成各種圖形數(shù)據(jù)標(biāo)，并進行打印; 采用機內(nèi)鋰電池供電或外接交流市電供電方式，如果外電源斷電后，設(shè)備內(nèi)的電池可供儀器可連續(xù)工作8小時; 性能穩(wěn)定、精確度高、操作方便、易于維護，具有掉電保護功能。 應(yīng)用領(lǐng)域:城市大氣環(huán)境監(jiān)測、企業(yè)環(huán)境監(jiān)測、工廠廠區(qū)無組織排放污染氣體監(jiān)測、應(yīng)急監(jiān)測環(huán)境評價監(jiān)測。

環(huán)境保護監(jiān)測先行，自動化、信息化是做好環(huán)境監(jiān)測的前提和保障，多年來在地方經(jīng)濟迅速發(fā)展的同時，各地區(qū)不斷出現(xiàn)不同程度的水、氣、噪聲等環(huán)境污染事件，嚴(yán)重影響了人們的生活質(zhì)量，阻礙了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。

隨著國家制定的各種環(huán)境保護政策及法規(guī)的頒布實施，各級地方政府在對轄區(qū)內(nèi)的環(huán)境治理日益重視的同時，加大了對環(huán)境監(jiān)測及應(yīng)急監(jiān)測的投資力度，各地區(qū)陸續(xù)規(guī)劃安裝了大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測地面站。但監(jiān)測站只能測量本地區(qū)的平均空氣質(zhì)量，便攜式空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備對于多點城市流動環(huán)境監(jiān)測、突發(fā)事件處理后的空氣質(zhì)量應(yīng)急監(jiān)測、重點污染企業(yè)的不定期抽查更方便、快捷。城市大氣環(huán)境監(jiān)測儀完全可以實現(xiàn)區(qū)域環(huán)境保護監(jiān)測部門對城市環(huán)境、工業(yè)企業(yè)環(huán)境監(jiān)測的實際需要，滿足現(xiàn)場空氣質(zhì)量預(yù)報的要求。

CPR-KA系列環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)儀器可以同時監(jiān)測氣體和可吸入顆粒物濃度，在同一顯示屏顯示。一臺儀器可以同時監(jiān)測四種參數(shù)，該儀器工作方式為自動采樣自動分析，測量濃度直接在顯示屏上顯示，并自動計算日平均、月平均值，可以儲存30天的監(jiān)測數(shù)據(jù)(包括日平均、月平均值)。儀器帶USB、RS485數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存接口，可以將儲存的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到計算機上。儀器設(shè)計為可充電鋰電池供電，也可以用AC220V供電，當(dāng)使用AC220V供電時，同時也是給內(nèi)置鋰電池充電，當(dāng)沒有AC220V電源時儀器會自動啟動鋰電池供電，這樣既可以作便攜式儀器使用，也可作為在線儀器使用。儀器體積小，并配備便攜式拉桿箱，便于可以移動式監(jiān)測。上位機軟件系統(tǒng)根據(jù)歷史記錄數(shù)據(jù)和分析結(jié)果預(yù)測、預(yù)報轄區(qū)環(huán)境污染狀況及發(fā)展趨勢，為有效控制轄區(qū)內(nèi)環(huán)境狀況提供科學(xué)依據(jù)。

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。被測量的氣體擴散透過多孔的膜在其上進行氧化或還原反應(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，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)。

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。

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，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。

工作溫度 5-40℃ 存儲溫度 -20-40℃ 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 整機重量 15kg 外形尺寸 300 x 260 x 490mm。

壓縮空氣檢測儀最早起源于歐洲EN12021標(biāo)準(zhǔn)中對于呼吸壓縮空氣的要求，目前壓縮空氣質(zhì)量檢測儀最好品牌是德國德爾格，也是壓縮空氣質(zhì)量檢測儀的始創(chuàng)者，最早歷史可以追溯到1937年。壓縮空氣質(zhì)量檢測儀實在為一個壓縮氣體壓力和流量調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)到檢測管所要的壓力和流量，其核心技術(shù)部件實際為檢測管，屬于安防領(lǐng)域中氣體檢測儀的衍生產(chǎn)品。目前使用最廣的是Aerotest Alpha壓縮空氣質(zhì)量檢測儀 這款型號。

Aerotest Alpha的快速插接頭能夠和低壓壓縮空氣供氣系統(tǒng)相連接用。

Aerotest Alpha所有部件都可裝入一個硬質(zhì)手提箱中，方便攜帶，易于操作。

Aerotest Simultan Alpha, 完整配置

· - 1個手動減壓器(3-15巴)

- 1個可同時安裝4支檢測管的流量調(diào)節(jié)器

- 1個計時器

- 1個開管器

- 1本使用手冊

- 1盒10支德爾格檢測管，二氧化碳 100/a-p

- 1盒10支德爾格檢測管，一氧化碳 5/a-p

- 1盒10支德爾格檢測管，油 10/a-p

- 1盒10支德爾格檢測管，水蒸氣 20/a-p

- 1個手提箱

Aerotest Alpha技術(shù)參數(shù):

便攜箱 長 300 mm; 寬 360 mm; 高 80 mm

流量 0.2 升/分和 4.0 升/分

空氣質(zhì)量檢測儀全部采用進口傳感器，能同時檢測甲醛，PM2.5，TVOC和溫濕度，是一款五合一的空氣質(zhì)量檢測儀。

空氣質(zhì)量檢測儀側(cè)面帶有光敏傳感器，能自動感應(yīng)環(huán)境中光線的強弱，從而自動調(diào)節(jié)屏幕的亮度。當(dāng)外界光線非常強時，檢測儀顯示屏?xí)詣犹岣吡炼?，以保證顯示畫面清晰。而在光線昏暗的晚上時，會自動降低亮度，保證不刺眼。

空氣質(zhì)量檢測儀內(nèi)部自帶1000mAh的可充電鋰電池，配備標(biāo)準(zhǔn)micro usb充電口進行充電。側(cè)面帶有充電指示燈，充電時顯示紅色，充滿時顯示綠色。實測充滿電后能持續(xù)使用2-3個小時。

空氣質(zhì)量檢測儀采用4.7英寸彩色液晶屏，實時清晰的顯示污染物濃度和報警狀態(tài)。

壓縮空氣質(zhì)量檢測儀主要按照檢測氣體壓力不同分為:

1.用于檢測2.5到10巴壓力系統(tǒng)中的呼吸空氣質(zhì)量，如壓縮機或壓縮空氣氣瓶。所有部件都可以放在便攜箱內(nèi)，檢測數(shù)據(jù)可以存儲。

2. Aerotest Alpha, complete (3~15 bar)可配置檢測管CO,CO2,水蒸氣和油，本款目前主要國內(nèi)GMP。

3. Aerotest Simultan HP壓縮空氣質(zhì)量檢測儀用于檢測呼吸用8.5~300巴高壓壓縮空氣的質(zhì)量。

4. MultiTest med. Int醫(yī)用多種氣體檢測儀檢測醫(yī)用3-20 巴氣體中的水蒸氣、油、 CO2、SO2、H2S、 NOX、CO 和其他污染物。

5. Aerotest Navy壓縮空氣質(zhì)量檢測儀用于檢測一般工業(yè)高壓壓縮空氣中水，油，CO2, CO和O2雜質(zhì)的含量。