CN215525520U - 一种二氧化碳浓度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种二氧化碳浓度检测装置，包括：壳体、温湿调节装置和二氧化碳传感器；壳体内部形成密闭的腔体，壳体的壁面上设有进气孔与出气孔；温湿调节装置安装于腔体内，用于调节腔体内气体的温度和湿度；二氧化碳传感器用于检测腔体内气体中二氧化碳的浓度。本实用新型通过温湿调节装置为腔体内的气体提供恒温恒湿的检测环境，在对二氧化碳浓度进行检测时，防止气体的温度和湿度对二氧化碳浓度的检测结果造成影响，可适用于温室大棚内二氧化碳浓度的准确检测。

Description

一种二氧化碳浓度检测装置

技术领域

本实用新型涉及温室环境检测技术领域，尤其涉及一种二氧化碳浓度检测装置。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，越来越多的温室大棚运用到现代农业生产中。温室大棚内的温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度均会影响植物的生长，需要实时快捷地检测出温室大棚内的温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度等环境参数。在植物生长过程中，二氧化碳的浓度对植物的生长具有非常重要的影响。二氧化碳是植物光合作用的原料，在二氧化碳不足的条件下，植物进行光合速度明显受到抑制，通过及时补充二氧化碳，可明显改善植物的生长状况；当二氧化碳浓度过高时，二氧化碳过高会过饱和，会致使得植物叶片发黄，影响植物的正常生长。由此，对温室大棚内部环境的二氧化碳的浓度进行检测就显得尤为必要。

目前，检测二氧化碳浓度的装置主要为红外吸收二氧化碳传感器，基于不同气体对红外辐射有不同的吸收强度的原理，来检测环境中二氧化碳的浓度。其中，气体中的水汽含量即气体湿度的不同会影响到红外辐射的吸收率，同时气体温度的不同也会影响气体分子的活性，改变光谱的吸收强度，从而影响二氧化碳的检测精度。

现有技术中，提供了一种安装在安装台上的二氧化碳传感器，通过安装台高度的调整，对不同高度的植物叶片处的二氧化碳浓度进行检测。在另一个现有技术中，通过预先设定的不同温度湿度情况下二氧化碳浓度检测值的漂移量，来修正实时监测到的二氧化碳浓度。

现有技术中，通过调整二氧化碳传感器高度的技术方案并没有解决二氧化碳浓度的检测过程中气体温度和湿度对检测结果的影响；通过修正不同温度湿度下二氧化碳浓度值的漂移量，此方案结构复杂，漂移量的修正值标定过程繁琐，检测装置价格昂贵。

实用新型内容

本实用新型提供的一种二氧化碳浓度检测装置，用以解决当前在对温室大棚种的二氧化碳浓度进行检测时，气体的温度和湿度对二氧化碳浓度的检测结果造成影响的问题。

本实用新型提供的一种二氧化碳浓度检测装置，包括：壳体、温湿调节装置和二氧化碳传感器；壳体内部形成密闭的腔体，所述壳体的壁面上设有进气孔与出气孔；温湿调节装置安装于所述腔体内，用于调节所述腔体内气体的温度和湿度；二氧化碳传感器用于检测所述腔体内气体中二氧化碳的浓度。

根据本实用新型提供的一种二氧化碳浓度检测装置，所述温湿调节装置包括制冷器与加热器当中的至少一种，所述二氧化碳传感器安装于所述腔体内。

根据本实用新型提供的一种二氧化碳浓度检测装置，还包括温度传感器与湿度传感器；所述温度传感器与所述湿度传感器分别通讯连接所述温湿调节装置。

根据本实用新型提供的一种二氧化碳浓度检测装置，所述温度传感器与所述湿度传感器靠近所述进气孔设置，所述进气孔与所述出气孔分别设于所述壳体相对侧的壁面上。

根据本实用新型提供的一种二氧化碳浓度检测装置，还包括：气体循环装置，所述气体循环装置安装于所述腔体内，以用于实现所述腔体内与外界环境之间的气体交换。

根据本实用新型提供的一种二氧化碳浓度检测装置，所述气体循环装置包括：吸气泵与出气泵，所述吸气泵的吸气端与所述进气孔连通，所述出气泵的出气端与所述出气孔连通。

根据本实用新型提供的一种二氧化碳浓度检测装置，所述气体循环装置还包括循环风机，所述循环风机的进气端朝向所述吸气泵的出气端，所述循环风机的出气端朝向所述温湿调节装置。

根据本实用新型提供的一种二氧化碳浓度检测装置，还包括：通讯模块，所述通讯模块与所述二氧化碳传感器通讯连接，并用于与终端设备通讯连接。

根据本实用新型提供的一种二氧化碳浓度检测装置，所述通讯模块包括蓝牙模块、4G模块及GPRS模块当中的任一种。

根据本实用新型提供的一种二氧化碳浓度检测装置，还包括：存储模块，所述存储模块与所述二氧化碳传感器通讯连接。

本实用新型提供的一种二氧化碳浓度检测装置，通过温湿调节装置为腔体内的气体提供恒温恒湿的检测环境，恒温环境下，气体分子活性一定，气体中的各组分对红外辐射的吸收强度也保持恒定；恒湿环境下，气体中的水汽含量一定，气体对红外辐射的吸收率也保持恒定，因此恒温恒湿的检测环境为二氧化碳浓度的检测提供了稳定准确的检测条件，提高了二氧化碳浓度的检测精度，可适用于温室大棚内二氧化碳浓度的准确检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的二氧化碳浓度检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的进气孔结构示意图；

附图标记：

1：壳体；2：进气孔；3：出气孔；

4：温湿调节装置；41：加热器；42：制冷器；

5：二氧化碳传感器；6：气体循环装置；61：吸气泵；

62：出气泵；63：循环风机；7：温度传感器；

8：湿度传感器；9：数据采集模块；10：控制模块；

11：通讯模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1描述本实用新型提供的二氧化碳浓度检测装置。

如图1所示，本实施例提供一种二氧化碳浓度检测装置，包括：壳体1、温湿调节装置4和二氧化碳传感器5；壳体1内部形成密闭的腔体，壳体的壁面上设有进气孔2与出气孔3；温湿调节装置4安装于腔体内，用于调节腔体内气体的温度和湿度；二氧化碳传感器5用于检测腔体内气体中二氧化碳的浓度。

具体地，本实施例通过温湿调节装置4调节腔体内待检测气体的温度和湿度，为待检测气体提供恒温恒湿的检测环境，恒温环境下，气体分子活性一定，气体中的各组分对红外辐射的吸收强度也保持恒定；恒湿环境下，气体中的水汽含量一定，气体对红外辐射的吸收率也保持恒定，因此恒温恒湿的检测环境为二氧化碳浓度的检测提供了稳定准确的检测条件，提高了二氧化碳浓度的检测精度。

优选地，温湿调节装置4包括制冷器42与加热器41中的至少一种，例如：温湿调节装置4包括加热器41，适用于待检测气体温度较低的情形；或者温湿调节装置4包括制冷器42，适用于待检测气体温度较高的情形；或者温湿调节装置4包括制冷器42与加热器41，既适用于待检测气体温度较高的情形，又适用于待检测气体温度较低的情形。其中，加热器41用于提高腔体内气体的温度，制冷器42用于降低腔体内气体的温度。

在一个实施例中，如图1所示，二氧化碳浓度检测装置包括制冷器42和加热器41，既适用于待检测气体温度较高的情形，又适用于待检测气体温度较低的情形。

优选地，为了明确进入腔体内的待检测的气体温度和湿度，以及通过温湿调节装置4调节后气体的温度和湿度，本实施例还包括温度传感器7和湿度传感器8。其中，温度传感器7和湿度传感器8分别通讯连接数据采集模块9，数据采集模块9和温湿调节装置4分别通讯连接控制模块10。

在一个实施例中，如图1所示，待检测气体进入腔体后，温度传感器7和湿度传感器8分别检测出气体的温度和湿度，并将数据发送给数据采集模块9，由数据采集模块9将数据发送给控制模块10，控制模块10基于检测数据与程序设定的温湿度目标值，对制冷器42与加热器41的工作状态进行实时控制，以确保腔体内维持恒温恒湿的检测环境。

其中，控制模块10可以为本领域所公知的单片机、PLC控制器等，在此不做具体限定。

优选地，壳体1整体呈圆柱形，为了创造出相对封闭的恒温恒湿环境，本实施例提供的壳体1内部形成密闭的腔体；为了使得外界气体能顺利进出腔体，壳体1的壁面上设置有进气孔2和出气孔3；其中，进气孔2和出气孔3分别设置在圆柱形壳体1相对侧的壁面上。

优选地，为了降低腔体内待检测气体的流通速率，进气孔2和出气孔3在壳体1上设置的高度处于不同水平面上。

优选地，如图2所示，进气孔2由多个小孔构成，能有效控制在吸气泵61的作用下，进气孔2的进气量，同时降低吸气泵61上出气端的出气速率，减少气流与气体循环装置6的干扰作用。

在一个实施例中，如图1所示，进气孔2与出气孔3分别设于壳体1相对侧的壁面上，且进气孔2与出气孔3的高度位于不同的水平面上。

优选地，为了提高外界气体与腔体内气体的交换速率，本实施例还包括气体循环装置6。

优选地，气体循环装置6包括吸气泵61和出气泵62，吸气泵61的吸气端与进气孔2连通，出气泵62的出气端与出气孔3连通。

优选地，为了能及时带走腔体内待检测气体的湿气和热量，气体循环装置6还包括循环风机63，循环风机63的进气端朝向吸气泵61的出气端，使得由吸气泵61吸入的气体能快速进入循环风机63开始循环；循环风机63的出气端朝向温湿调节装置4，使得温湿调节装置4能快速作用于由循环风机63吹出的气体上。

优选地，本实施例还包括二氧化碳传感器5，用于检测腔体内经过恒温恒湿处理后的二氧化碳浓度。

优选地，二氧化碳传感器5与通讯模块11通讯连接，实现数据的交互和传输。其中，二氧化碳传感器5与控制模块10通讯连接，控制模块与通讯模块11通讯连接。

优选地，为了保证通讯模块11发送数据的稳定性，通讯模块11包括蓝牙模块、4G模块及GPRS模块当中的一种或多种。

具体地，通讯模块11近距离向终端设备发送数据时，使用蓝牙模块进行发送，中远距离向终端设备发送数据时，使用4G模块进行发送，远距离向终端设备发送数据时，使用GPRS模块进行发送。

其中，终端设备包括笔记本电脑、平板电脑或手机。

优选地，二氧化碳传感器5与存储模块连接，实现数据的存储功能。

优选地，可以通过外部存储设备与存储模块连接，对二氧化碳浓度的检测数据进行导出。

本实用新型提供的二氧化碳浓度检测装置工作过程如下：由吸气泵61将外界的气体经进气孔2吸入壳体1内，位于壳体1内的温度传感器7和湿度传感器8将测得的数据发送给数据采集模块9，数据采集模块9将接收到的数据发送给控制模块10，控制模块10中预设有温度和湿度的目标值，当腔体内气体的温度和湿度不满足目标值时，由控制模块10分别控制加热器41或制冷器42的开启，同时在循环风机63和出气泵62的作用下，改变腔体内气体的温度和湿度，并通过温度传感器7和湿度传感器8实时监测气体的温度和湿度，并将数据反馈给控制模块10，控制模块10相应地控制加热器41或制冷器42的开启或关闭。待腔体内气体的温度和湿度满足预设目标值后，由二氧化碳传感器5对腔体内气体的二氧化碳浓度进行检测，并将检测结果发送给通讯模块11，由通讯模块11将二氧化碳浓度检测数据发送给终端设备。

在一个实施例中，本实用新型提供的二氧化碳浓度检测装置中二氧化碳传感器5包括：红外光源、测量气室、可调干涉滤光镜、光探测器、光调制电路、放大***。其中，由红外光源发出红外辐射，光探测器基于不同气体对红外辐射有不同的吸收强度的原理，检测出二氧化碳对红外线的吸收情况，进而来检测气体中二氧化碳的浓度。

当由进气孔2吸入的气体温度大于预设温度目标值，且湿度大于预设湿度目标值时，由控制模块10开启加热器41，升高腔体内气体的温度，同时在循环风机63的作用下，由出气孔3将腔体内气体中多余的水蒸气排出，待腔体内气体的湿度达到预设湿度目标值后，通过控制模块10关闭加热器41同时开启制冷器42，对腔体内气体进行降温处理，待气体温度达到预设温度目标值后，关闭制冷器42，由二氧化碳传感器5对腔体内气体的二氧化碳浓度进行检测，并将检测结果发送给通讯模块11，由通讯模块11将二氧化碳浓度检测数据存储并发送给终端设备。

在另一个实施例中，本实用新型提供的二氧化碳浓度检测装置中二氧化碳传感器5包括：红外光源、测量气室、可调干涉滤光镜、光探测器、光调制电路、放大***。其中，由红外光源发出红外辐射，光探测器基于不同气体对红外辐射有不同的吸收强度的原理，检测出二氧化碳对红外线的吸收情况，进而来检测气体中二氧化碳的浓度。

当由进气孔2吸入的气体温度小于预设温度目标值，且湿度大于预设湿度目标值时，由控制模块10开启加热器41，升高腔体内气体的温度，同时在循环风机63的作用下，由出气孔3将腔体内气体中多余的水蒸气排出，待腔体内气体的湿度达到预设湿度目标值后，对腔体内气体的温度进行检测，若此时的温度低于预设温度目标值，则由控制模块10控制加热器41继续保持开启状态，为腔体内的气体继续加热；若此时的温度高于预设温度目标值，则由控制模块10关闭加热器41，同时开启制冷器42，由制冷器42对腔体内的气体进行降温。待气体温度达到预设温度目标值后，控制模块10关闭加热器41或制冷器42，由二氧化碳传感器5对腔体内气体的二氧化碳浓度进行检测，并将检测结果发送给通讯模块11，由通讯模块11将二氧化碳浓度检测数据存储并发送给终端设备。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，包括：

壳体，内部形成密闭的腔体，所述壳体的壁面上设有进气孔与出气孔；

温湿调节装置，安装于所述腔体内，用于调节所述腔体内气体的温度和湿度；

二氧化碳传感器，用于检测所述腔体内气体中二氧化碳的浓度。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，所述温湿调节装置包括制冷器与加热器当中的至少一种，所述二氧化碳传感器安装于所述腔体内。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，还包括温度传感器与湿度传感器；所述温度传感器与所述湿度传感器分别通讯连接所述温湿调节装置。

4.根据权利要求3所述的二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，所述温度传感器与所述湿度传感器靠近所述进气孔设置，所述进气孔与所述出气孔分别设于所述壳体相对侧的壁面上。

5.根据权利要求1至4任一所述的二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，还包括：气体循环装置，所述气体循环装置安装于所述腔体内，以用于实现所述腔体内与外界环境之间的气体交换。

6.根据权利要求5所述的二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，所述气体循环装置包括：吸气泵与出气泵，所述吸气泵的吸气端与所述进气孔连通，所述出气泵的出气端与所述出气孔连通。

7.根据权利要求6所述的二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，所述气体循环装置还包括循环风机，所述循环风机的进气端朝向所述吸气泵的出气端，所述循环风机的出气端朝向所述温湿调节装置。

8.根据权利要求1至4任一所述的二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，还包括：通讯模块，所述通讯模块与所述二氧化碳传感器通讯连接，并用于与终端设备通讯连接。

9.根据权利要求8所述的二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，所述通讯模块包括蓝牙模块、4G模块及GPRS模块当中的任一种。

10.根据权利要求1至4任一所述的二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，还包括：存储模块，所述存储模块与所述二氧化碳传感器通讯连接。

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