CN110646471A - 一种微环境智能监测装置和微环境智能监测*** - Google Patents

一种微环境智能监测装置和微环境智能监测*** Download PDF

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Abstract

本发明一方面提供一种微环境智能监测装置，包括传感器模块和壳体，所述传感器模块包括凝露传感器，所述凝露传感器的探头安装在壳体的侧壁上，所述凝露传感器探头包括至少两个栅栏，相邻栅栏与所述凝露传感器探头的不同电极连接，栅栏用于形成稳定的露珠，空气隔绝使相邻两个栅栏之间的电阻较大，当栅栏上出现凝露时，露珠在栅栏之间汇集，使栅栏之间的电阻发生变化，凝露传感器通过监测电阻变化监测凝露形成，凝露传感器将电阻变化转换成电信号；另一方面提供一种采用如上所述微环境智能监测装置的微环境智能监测***，包括网络基站、服务器组和控制终端，可时实读取监测数据、获取设备状态、生成报表、生成警报、取消警报或修改参数。

Description

一种微环境智能监测装置和微环境智能监测***
技术领域
本发明涉及环境监测领域，尤其涉及一种微环境智能监测装置和微环境智能监测***。
技术背景
环境监测终端广泛应用于商业、农业和工业领域，基于传感器的微环境监测***安装在所需要监测的场所，如大棚、配电箱、变电站、端子箱、汇控柜、机构箱、动力箱和照明电源箱等，用于采集温度、湿度、光照、紫外线、风速、风向、二氧化碳含量、二氧化硫含量、水浸或PM2.5等微环境参数，并通过无线或有线的方式将所监测的数据传输给管理人员，环境温度过高过低、湿度过高、渗水、凝露或门无故打开时均会给安全生产带来极大隐患，因此需要微环境智能监测终端及时生成警报信息并传输给管理员。露点温度指在一定气压下空气中水汽含量不变，使空气冷却达到饱和时的温度，凝露指在常压下，空气中的水汽凝结成露珠，综合反应了空气中的湿度和温度，凝露会降低绝缘材料的绝缘等级，容易发生爬电、闪络等事故，用电设备产生凝露时，可能使设备内的模块热胀冷缩炸裂，损坏器件，造成人员和设备的损失。现有的环境监测装置通过监测环境的温度和湿度再通过计算的方式，推算出露点，不能实际反应真实的凝露情况，并且不同的环境，空气成分含量不同，如空气中的灰尘，真实露点易出现偏差。
发明内容
为解决上述技术问题，一提供一种可直接监测凝露的微环境智能监测装置和微环境智能监测***。
本发明一方面提供一种微环境智能监测装置，包括传感器模块和壳体，所述传感器模块包括凝露传感器，所述凝露传感器的探头安装在壳体的侧壁上，所述凝露传感器探头包括至少两个栅栏，相邻栅栏与不同电极连接。
优选的，所述凝露传感器还包括电容或电阻，所述电容或电阻的两端安装在相邻的两个栅栏上。
优选的，相邻所述栅栏之间的距离为0.5~6mm，所述栅栏上设有导线或栅栏具有导电性。
优选的，所述凝露传感器包括板状凝露传感器，所述板状凝露板包括边框和设置在边框内的多个栅栏，所述边框绝缘。
优选的，所述壳体前端设有探针和与所述板状凝露传感器相匹配的凹槽，所述板状凝露传感器嵌入所述凹槽内，设置在所述凝露传感器后端的触点压在所述探针上。
优选的，所述传感器模块还包括湿度传感器、温度传感器、光线传感器、水浸传感器之一或它们的组合。
本发明提供的微环境智能监测装置，还包括控制器模块、无线模块和存储模块，所述控制器模块分别与传感器模块、无线模块和存储模块连接。
本发明另一方面提供一种采用任一如上所述微环境智能监测装置的微环境智能监测***，包括网络基站、服务器组和控制终端，所述微环境智能监测装置通过无线网络与网络基站连接，网络基站与服务器组连接，所述服务器组与控制终端连接。
优选的，所述控制终端包括移动终端，所述微环境智能监测装置设有第一蓝牙模块，所述移动终端设有第二蓝牙模块，所述移动终端通过第二蓝牙模块和第一蓝牙模块与所述微环境智能监测装置连接，所述移动终端通过蓝牙修改所述微环境智能监测装置的参数。
本发明提供的微环境智能监测***，还包括环境调节装置，所述环境调节装置设有第三蓝牙模块，所述微环境智能监测装置设有第一蓝牙模块，所述微环境智能监测装置通过第一蓝牙模块和第三蓝牙模块与所述环境调节装置连接，并通过第一蓝牙模块和第三蓝牙模块收发数据，所述数据包括警报信息和/或工作指令。
与现有技术相比本发明的有益效果为：1. 栅栏用于形成稳定的露珠，空气隔绝使相邻两个栅栏之间的电阻较大，当栅栏上出现凝露时，露珠在栅栏之间汇集，使栅栏之间的电阻发生变化，凝露传感器通过监测电阻变化监测凝露形成，凝露传感器将电阻变化转换成电信号；2. 相邻栅栏所连接的电极不同，便于相邻栅栏之间形成电流；3. 栅栏上可以设有导线或栅栏本身具有导电性，便于栅栏上任一位置发生凝露都可以产生监测信号，提高监测的灵敏度；4. 栅栏之间的距离可以在0.5~6mm之间，便于露珠可在栅栏上形成液膜，从而产生稳定的信号；5. 板状凝露传感器便于加大监测范围，提高监测灵敏度；6. 本发明提供的微环境智能监测装置通过NB-IoT与外部网络基站连接，便于穿透金属配电柜等；7. 本发明提供的微环境智能监测装置通过网络基站和服务器组与控制终端，便于远程获取数据、生成报表、生成警报信息，便于提示管理人员及时进行处理；8. 本发明提供的微环境智能监测装置通过通过蓝牙与移动控制终端连接，便于修改参数，并且通过蓝牙与环境调节装置连接，便于打开或关闭环境调节装置。
附图说明
图1是凝露传感器结构示意图；
图2是本发明提供的微环境智能监测装置的***图；
图3是本发明提供的微环境智能监测装置的结构示意图；
图4是微环境智能监测装置和微环境智能监测***的逻辑框图。
附图中标记：1-壳体，2-湿度传感器，3-温度传感器，4-栅栏，9-凝露传感器，10-探针，11-传感器模块，12-存储模块，13-控制器模块，14-无线模块，15-第一蓝牙模块，16-NB-IoT模块，17-网络基站，18-服务器组，19-控制终端，20-AMC主机，21-移动终端，22-环境调节装置。
具体实施例
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本发明一方面提供一种微环境智能监测装置，如图1和图2所示，包括传感器模块11和壳体1，传感器模块11包括凝露传感器9，凝露传感器9的探头安装在壳体1的侧壁上，凝露传感器探头设有两个栅栏4，栅栏4分别与所述凝露传感器探头的不同电极连接。栅栏4用于形成稳定的露珠，空气隔绝使两个栅栏4之间的电阻较大，当栅栏4上出现凝露时，露珠在栅栏4之间汇集，使栅栏4之间的电阻发生变化，凝露传感器9通过监测电阻变化监测凝露形成，凝露传感器9将电阻变化转换成电信号。凝露传感器的探头可以安装在壳体的上侧、下侧、左侧、右侧或前侧壁上。
栅栏4之间还可以设有电阻或电容，电阻或电容两端安装在相邻两个栅栏上，当形成凝露时，两个栅栏4之间的电阻或电容发生变化，从而监测到凝露形成并产生电信号。凝露传感器9的探头安装时，栅栏4的方向可以朝向外侧，利于空气中的水汽在栅栏上形成露珠。栅栏4可以是两个，也可以是多个，任意相邻两个栅栏4之间产生电阻变化都可判定为凝露形成；相邻栅栏4所连接的电极不同，便于相邻栅栏4之间形成电流。
栅栏4上可以设有导线或栅栏本身具有导电性，使栅栏上任一位置发生凝露都可以产生监测信号，提高监测的灵敏度。
栅栏4之间的距离可以在0.5~6mm之间，优选1~4mm，在具体实施例中，采用了0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm和6mm间距的栅栏，露珠可在栅栏4上形成液膜，从而产生稳定的信号。
实施例2
与实施例1不同的是：凝露传感器9是板状的，如图3所示，板状凝露传感器9包括边框和设置在边框内的多个栅栏4，所述边框绝缘，板状凝露传感器9便于加大监测范围，任一相邻栅栏之间形成液膜都可以产生稳定信号，便于提高监测灵敏度。壳体1前端设有探针10和与所述板状凝露传感器相匹配的凹槽，所述板状凝露传感器9嵌入所述凹槽内，其后端的触点压在探针10上，便于快速安装和拆卸凝露传感器，探针10可以是弹性的。
所述传感器模块还可以包括湿度传感器2、温度传感器3、光线传感器、水浸传感器之一或它们的组合，分别用于监测湿度、温度、光线、水浸等环境参数，这些传感器可以安装在壳体1侧壁上，也可以安装在壳体1外并通过电线与壳体连接。。
本发明提供的微环境智能监测装置，还包括控制器模块13、无线模块14和存储模块12，所述控制器模块13分别与传感器模块11、无线模块14和存储模块12连接。控制器模块13用于接收传感器模块11的信号，并根据预计值判断是否生成警报。无线模块14可以是NB-IoT模块、Lora模块、3G模块、4G模块或5G模块，用于与外部网络基站17进行通讯，传输数据；无线模块14还可以包括第一蓝牙模块15，用于近距离通讯。存储模块12用于存储监测数据、参数或日志。
本发明提供的微环境智能监测装置，可以使用有线电源也可以采用电池供电。在一个具体实施例中采用3.6V19AH锂电池供电；探针10采用TTL电平与控制器模块13有线连接；采用凝露传感器和温湿度一体传感器，温湿度一体传感器通过I2C有线的形式与控制器模块13连接；无线模块14采用NB-IoT模块，其通过UART有线与控制器模块13连接，NB-IoT穿透性好，便于穿透金属配电柜等。
实施例3
本发明另一方面提供了一种微环境智能监测***，如图4所述，包括网络基站17、服务器组18和控制终端19，所述微环境智能监测装置通过无线网络与网络基站17连接，网络基站17与服务器组18连接，所述服务器组18与控制终端19连接。微环境智能监测装置与网络基站通过NB-IoT、Lora、3G、4G或5G的通讯协议进行数据交换，网络基站17通过互联网或电力专用网络与服务器组18交换数据，服务器组18用于存储监测数据、警报信息和参数等，控制终端19用于从服务器组18读取监测数据、获取设备状态、生成报表、生成警报、取消警报或修改微环境智能监测装置的参数。
控制终端19可以是AMC主机20，也可以是移动终端21，所述微环境智能监测装置设有第一蓝牙模块15，移动终端21设有第二蓝牙模块，所述移动终端21通过第二蓝牙模块和第一蓝牙模块15与所述微环境智能监测装置连接，所述移动终端通过蓝牙修改所述微环境智能监测装置的参数，移动终端21通过蓝牙从所述微环境智能监测装置读取数据，同时也可以进行参数修改，进行初始化操作等。
本发明提供的微环境智能监测***，还可以包括环境调节装置22，所述环境调节装置22设有第三蓝牙模块，所述微环境智能监测装置设有第一蓝牙模块15，所述微环境智能监测装置通过第一蓝牙模块15和第三蓝牙模块与环境调节装置22连接，并通过第一蓝牙模块和第三蓝牙模块收发数据，所述数据包括警报信息和/或工作指令。环境调节装置22可以是通风装置、也可以是加热器或除湿器，在具体实施例中，监测到凝露产生时，微环境智能监测装置可以向除湿器发生监测数据和警报信息，所述除湿器根据监测数据和警报信息判断是否进行除湿工作，微环境智能监测装置也可以直接向除湿器发送工作指令。
以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微环境智能监测装置，包括传感器模块和壳体，其特征在于，所述传感器模块包括凝露传感器，所述凝露传感器的探头安装在壳体的侧壁上，所述凝露传感器探头包括至少两个栅栏，相邻栅栏与不同电极连接。
2.根据权利要求1所述的微环境智能监测装置，其特征在于，所述凝露传感器还包括电容或电阻，所述电容或电阻的两端安装在相邻的两个栅栏上。
3.根据权利要求1所述的微环境智能监测装置，其特征在于，相邻所述栅栏之间的距离为0.5~6mm，所述栅栏上设有导线或栅栏具有导电性。
4.根据权利要求1~3任一项所述的微环境智能监测装置，其特征在于，所述凝露传感器包括板状凝露传感器，所述板状凝露板包括边框和设置在边框内的多个栅栏，所述边框绝缘。
5.根据权利要求4所述的微环境智能监测装置，其特征在于，所述壳体前端设有探针和与所述板状凝露传感器相匹配的凹槽，所述板状凝露传感器嵌入所述凹槽内，设置在所述凝露传感器后端的触点压在所述探针上。
6.根据权利要求1所述的微环境智能监测装置，其特征在于，所述传感器模块还包括湿度传感器、温度传感器、光线传感器、水浸传感器之一或它们的组合。
7.根据权利要求1所述的微环境智能监测装置，其特征在于，还包括控制器模块、无线模块和存储模块，所述控制器模块分别与传感器模块、无线模块和存储模块连接。
8.一种采用1~7任一项所述微环境智能监测装置的微环境智能监测***，其特征在于，包括网络基站、服务器组和控制终端，所述微环境智能监测装置通过无线网络与网络基站连接，网络基站与服务器组连接，所述服务器组与控制终端连接。
9.根据权利要求8所述的微环境智能监测***，其特征在于，所述控制终端包括移动终端，所述微环境智能监测装置设有第一蓝牙模块，所述移动终端设有第二蓝牙模块，所述移动终端通过第二蓝牙模块和第一蓝牙模块与所述微环境智能监测装置连接，所述移动终端通过蓝牙修改所述微环境智能监测装置的参数。
10.根据权利要求8所述的微环境智能监测***，其特征在于，还包括环境调节装置，所述环境调节装置设有第三蓝牙模块，所述微环境智能监测装置设有第一蓝牙模块，所述微环境智能监测装置通过第一蓝牙模块和第三蓝牙模块与所述环境调节装置连接，并通过第一蓝牙模块和第三蓝牙模块收发数据，所述数据包括警报信息和/或工作指令。
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