專利名稱：一種汞氣測(cè)試遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及環(huán)境保護(hù)和地質(zhì)科學(xué)研究領(lǐng)域，具體涉及ー種汞氣測(cè)試遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
Model 2537 B Mercury Vapour Analyzer是由加拿大Tekran公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，目前在國(guó)際上被廣泛使用的氣態(tài)汞自動(dòng)分析儀。該儀器可提供O. 001 ng/m3水平的氣態(tài)汞含量分析結(jié)果，具有分析精度高、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。儀器通過內(nèi)部抽氣泵采氣，氣體中的汞被內(nèi)置高純金捕汞管富集。吸附的汞經(jīng)加熱解吸附，通過冷蒸氣原子熒光光譜檢測(cè)器(CVAFS)分析汞含量。儀器內(nèi)部設(shè)計(jì)了 A、B兩個(gè)捕汞管，可以輪流執(zhí)行吸附和解吸附，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)分析。但是，一般情況下，分析儀的工作環(huán)境是在野外處于無人值守的狀態(tài)下自動(dòng)運(yùn)行，由于儀器本身不具備遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)功能，所以要想記錄測(cè)量結(jié)果就必須始終與一臺(tái)計(jì)算機(jī)相連接。在分析儀開機(jī)進(jìn)行測(cè)量的同時(shí)，計(jì)算機(jī)上也要始終運(yùn)行ー個(gè)分析儀自帶的程序來收集測(cè)量結(jié)果，分析儀與計(jì)算機(jī)之間是一般是通過一條串ロ轉(zhuǎn)USB ロ的連線連接。這樣的工作模式就存在以下三方面的缺陷I.與分析儀配套使用的計(jì)算機(jī)占據(jù)了儀器車內(nèi)原本就很局促的工作空間。2.分析儀的工作環(huán)境一般情況都很惡劣，例如低溫、高溫、相対濕度很大、風(fēng)沙或者塵土等，這些環(huán)境都不適于計(jì)算機(jī)長(zhǎng)時(shí)間地穩(wěn)定工作。3.因?yàn)橛?jì)算機(jī)與分析儀之間是通過轉(zhuǎn)接線相連的，而轉(zhuǎn)接線松動(dòng)或是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自身運(yùn)行不穩(wěn)定，都有可能導(dǎo)致漏記分析儀傳輸過來的數(shù)據(jù)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供ー種汞氣測(cè)試遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，通過增加無線數(shù)據(jù)傳輸模塊使測(cè)試儀與互聯(lián)網(wǎng)連通，使用者可以在任何地點(diǎn)，通過連接互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)接收測(cè)試儀的測(cè)試結(jié)果。本實(shí)用新型為了解決上述技術(shù)問題，公開了ー種汞氣測(cè)試遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，包括測(cè)試主機(jī)、高純氬氣發(fā)生器、零氣發(fā)生器、控制閥門、第一抽氣泵、第二抽氣泵、通量箱、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，其中，所述測(cè)試主機(jī)分別與所述高純氬氣發(fā)生器、所述零氣發(fā)生器、所述控制閥門、所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接；所述通量箱分別與所述控制閥門、所述第一抽氣泵相連，所述控制閥門還與所述第二抽氣泵相連接；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于接收所述測(cè)試主機(jī)發(fā)送的汞蒸氣檢測(cè)結(jié)果；同時(shí)還用于將檢測(cè)結(jié)果通過無線方式發(fā)送至本測(cè)試系統(tǒng)外部。進(jìn)ー步，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊通過RS232數(shù)據(jù)線與所述測(cè)試主機(jī)相連接。[0013]進(jìn)ー步，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊為GPRS、CDMA、EDGE、3G或WiFi。進(jìn)ー步，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊包括控制所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊正常工作的中央處理器；保存所述測(cè)試主機(jī)發(fā)送的檢測(cè)結(jié)果的存儲(chǔ)器；與系統(tǒng)外部進(jìn)行無線通信的模塊；顯示所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊工作狀態(tài)的LED指示燈。采用上述本實(shí)用新型技術(shù)方案的有益效果是本實(shí)用新型通過增加無線數(shù)據(jù)傳輸模塊使測(cè)試儀與互聯(lián)網(wǎng)連通，可用于長(zhǎng)時(shí)間遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信，具有了不受地理限制、穩(wěn)定、可靠、功耗低、發(fā)熱小、維護(hù)成本低、減少人員工作量、節(jié)約資金等特點(diǎn)，使用者可以在任何地點(diǎn)，通過連接互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)接收測(cè)試儀的測(cè)試結(jié)果，極大地提高了工作效率，具有非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例中汞氣測(cè)試遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型實(shí)施例提供了ー種汞氣測(cè)試遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，如圖I所示，所述系統(tǒng)包括測(cè)試主機(jī)10、高純氬氣發(fā)生器20、零氣發(fā)生器30、控制閥門40、第一抽氣泵50、第二抽氣泵60、通量箱70、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊80。其中，測(cè)試主機(jī)10分別與高純氬氣發(fā)生器20、零 氣發(fā)生器30、控制閥門40、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊80相連；通量箱70分別與控制閥門40、第一抽氣泵50相連，控制閥門40還與第二抽氣泵60相連。無線數(shù)據(jù)傳輸模塊80，用于接收所述測(cè)試主機(jī)10發(fā)送的汞蒸氣檢測(cè)結(jié)果；同時(shí)還用于將檢測(cè)結(jié)果通過無線方式發(fā)送至本測(cè)試系統(tǒng)外部。在該實(shí)施方式中，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊80通過RS232數(shù)據(jù)線與所述測(cè)試主機(jī)10相連接，由無線數(shù)據(jù)傳輸模塊80直接接收測(cè)試主機(jī)10發(fā)送的汞蒸氣檢測(cè)結(jié)果，同時(shí)，還可根據(jù)外部的需求，將檢測(cè)結(jié)果通過無線方式發(fā)送至本測(cè)試系統(tǒng)外部。以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)傳輸分析結(jié)果和設(shè)備狀態(tài)參數(shù)，測(cè)試主機(jī)通過SC (status and control)數(shù)據(jù)線與零氣發(fā)生器、控制閥相連，通過內(nèi)部設(shè)定程序控制零氣發(fā)生器和控制閥工作。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊80進(jìn)ー步包括控制所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊正常工作的中央處理器；與系統(tǒng)外部進(jìn)行無線通信的模塊；顯示所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊工作狀態(tài)的LED指示燈。在具體應(yīng)用時(shí)，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊80可以采用GPRS、CDMA、EDGE、3G以及WiFi中的任ー種。在本實(shí)用新型的ー個(gè)具體應(yīng)用中，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用エ業(yè)級(jí)GPRS傳輸模塊，具有I個(gè)RS-232(C0M 1/2)串ロ，用來接收Tekran 2537 B傳輸過來的數(shù)據(jù)，通過中國(guó)移動(dòng)2G信號(hào)網(wǎng)再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心室內(nèi)的計(jì)算機(jī)上。GPRS數(shù)傳模塊與Tekran 2537 B通過串ロ通信電路連接進(jìn)行通信。GPRS數(shù)傳模塊主要含有微處理器単元、GSM模塊單元、時(shí)鐘單元、存儲(chǔ)單元、看門狗單元、指示狀態(tài)單元、SIM卡接ロ單元等組成。本裝置采用的是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)，微處理器對(duì)各部分単元的進(jìn)行控制，可通過串ロ電路部分與監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行數(shù)據(jù)的通訊連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。GPRS數(shù)傳模塊在把得到的數(shù)據(jù)通過射頻天線發(fā)送至無線GPRS網(wǎng)絡(luò)，通過互聯(lián)網(wǎng)傳入外部中心站。以下通過土壤汞蒸氣通量測(cè)量為例，對(duì)本實(shí)用新型的汞氣測(cè)試遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)各部件的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明①氣體管路由于氣體管路的各種接ロ由Tekran廠家設(shè)定，因此必須使用與接ロ適配的氣體管路，按照儀器要求，主機(jī)、零氣發(fā)生器、控制閥門及采樣管路統(tǒng)ー使用外徑1/4英寸，內(nèi)徑1/8英寸的透明特氟隆管，使用前用蒸餾水或高純氬氣清洗管路內(nèi)壁，去除可能存在的灰塵等雜質(zhì)。②通量箱70通量箱為采樣單元的主要部件，采用石英玻璃材質(zhì)，與普通玻璃和特氟隆材質(zhì)通量箱相比，石英玻璃通量箱空白低、易清洗、透明度高，耐磨損等特點(diǎn)。參考前人研究成果，通量箱設(shè)計(jì)為半圓柱狀，底面O. 3mX O. 4 m，兩個(gè)半圓形(R=0. 15m)截面分別設(shè)有進(jìn)氣孔和出氣孔，進(jìn)氣孔直徑為2cm，共設(shè)5個(gè)，在界面上均勻分布，使外界氣體能夠均勻進(jìn)入通量箱；出氣孔共三個(gè)，其中中間出氣孔為分析通量箱內(nèi)部氣體汞含量的采樣孔，兩側(cè)出氣孔連接B抽氣泵。③抽氣泵系統(tǒng)采樣時(shí)，有A、B兩個(gè)抽氣泵同時(shí)工作，B泵抽氣速度恒定為lm3/h，使通量箱內(nèi)部保持比較穩(wěn)定的氣流速度，避免因空氣流速變化而對(duì)汞通量的測(cè)定產(chǎn)生影響。A泵抽氣速率與主機(jī)采樣抽氣速率(I. 5L/min)相同，其作用是控制閥門將采樣管路切換后，另外ー根采樣管內(nèi)仍保持空氣流動(dòng)，防止氣體凝滯。④控制閥門40系統(tǒng)分析的氣體來自于通量箱內(nèi)外兩根管路，由于主機(jī)不能同時(shí)處理兩根管路的氣體，因此需要控制閥門來切換采樣，使主機(jī)輪流分析通量箱內(nèi)外氣體，主機(jī)通過通訊線路控制閥門的切換時(shí)間，根據(jù)捕汞管的工作時(shí)間，設(shè)置為10分鐘切換一次。⑤零氣發(fā)生器30零氣發(fā)生器是用于產(chǎn)生零氣的設(shè)備，零氣是用于調(diào)整氣體分析儀最小刻度的氣體。以及進(jìn)入分析儀時(shí)某待測(cè)成分含量顯示為零的氣體。零氣應(yīng)不含有待測(cè)成分或干擾物質(zhì)，但可以含有與測(cè)定無關(guān)的成分。本套系統(tǒng)的零氣發(fā)生器的作用是將普通空氣中的汞完全清除，產(chǎn)生的清潔空氣作為零氣。⑥高純氬氣20高純氬氣在本設(shè)備中作為載氣使用，載氣的作用是以一定的流速載帶氣體樣品進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，最后流出檢測(cè)系統(tǒng)放空，載氣只是起載帶作用而不影響檢測(cè)分析作用。作為高靈敏度氣態(tài)汞分析儀的載氣，要求要化學(xué)穩(wěn)定性好，純度高。高純氬氣作為ー種惰性氣體，不參與各類化學(xué)反應(yīng)，純度達(dá)到99. 999%，滿足設(shè)備對(duì)載氣的各種要求。高純氬氣通過1/8英寸特氟隆管連接主機(jī)。⑦測(cè)試主機(jī)10Tekran 2537B型測(cè)汞儀的運(yùn)行通過內(nèi)部微處理器控制。所有儀器操作都可通過儀器面板的鍵盤和LCD顯示屏實(shí)現(xiàn)。軟件通過菜單操作，可以更改多種系統(tǒng)參數(shù)以滿足不同分析需求。 設(shè)備背面設(shè)置有串行RS-232接ロ，通過ASCII傳輸線專用打印機(jī)或數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)相連。⑧無線數(shù)據(jù)傳輸模塊80由于Tekran 2537B主機(jī)不能存儲(chǔ)分析結(jié)果，因此必須隨機(jī)配備便攜式計(jì)算機(jī)即時(shí)記錄分析數(shù)據(jù)。而本實(shí)用新型通過將需要人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作的設(shè)備改造轉(zhuǎn)換為了 GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通信的雙向傳輸轉(zhuǎn)換設(shè)備，由于GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊只有10W，節(jié)能，使用UPS供電后可以使用更長(zhǎng)時(shí)間；而汞蒸氣測(cè)試系統(tǒng)工作一般為成年累月地在線連續(xù)監(jiān)測(cè)，GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)熱小，系統(tǒng)更穩(wěn)定；因此，本實(shí)用新型采用的GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通信可用于長(zhǎng)時(shí)間遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信，裝置以移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的GPRS為通訊平臺(tái)，具有了不受地理限制、穩(wěn)定、可靠、功耗低、發(fā)熱小、維護(hù)成本地、減少人員工作量、節(jié)約資金等特點(diǎn)。工作人員只需坐在中心站的電腦旁就可操作遠(yuǎn)在千里之外的監(jiān)測(cè)設(shè)備，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和查詢，極大地提高了工作效率，具有非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種汞氣測(cè)試遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括測(cè)試主機(jī)、高純氬氣發(fā)生器、零氣發(fā)生器、控制閥門、第一抽氣泵、第二抽氣泵、通量箱、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，其中， 所述測(cè)試主機(jī)分別與所述高純氬氣發(fā)生器、所述零氣發(fā)生器、所述控制閥門、所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接； 所述通量箱分別與所述控制閥門、所述第一抽氣泵相連，所述控制閥門還與所述第二抽氣泵相連接； 所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于接收所述測(cè)試主機(jī)發(fā)送的汞蒸氣檢測(cè)結(jié)果；同時(shí)還用于將接收的檢測(cè)結(jié)果通過無線方式發(fā)送至本測(cè)試系統(tǒng)外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汞氣測(cè)試遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊通過RS232數(shù)據(jù)線與所述測(cè)試主機(jī)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的汞氣測(cè)試遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊為 GPRS、CDMA, EDGE、3G 或 WiFi。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汞氣測(cè)試遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，其特征在干，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊包括 控制所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊正常工作的中央處理器；與系統(tǒng)外部進(jìn)行無線通信的模塊； 顯示所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊工作狀態(tài)的LED指示燈。
專利摘要本實(shí)用新型的一種汞氣測(cè)試遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)包括測(cè)試主機(jī)、高純氬氣發(fā)生器、零氣發(fā)生器、控制閥門、第一抽氣泵、第二抽氣泵、通量箱、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。所述測(cè)試主機(jī)分別與所述高純氬氣發(fā)生器、所述零氣發(fā)生器、所述控制閥門、所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接；所述通量箱分別與所述控制閥門、所述第一抽氣泵相連，所述控制閥門還與所述第二抽氣泵相連接；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于接收所述測(cè)試主機(jī)發(fā)送的汞氣檢測(cè)結(jié)果；同時(shí)還用于將接收的檢測(cè)結(jié)果通過無線方式發(fā)送至本測(cè)試系統(tǒng)外部。本實(shí)用新型中的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊可用于長(zhǎng)時(shí)間遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信，具有不受地理限制、穩(wěn)定、可靠、維護(hù)成本低、減少人員工作量、節(jié)約資金等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08C17/02GK202443572SQ20122008043
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者劉應(yīng)漢, 劉飛, 張磊, 彭敏, 成杭新, 李括, 楊柯, 聶海峰, 趙傳冬, 霍希河 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所