本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的有機廢氣監(jiān)測系統(tǒng)，屬于空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著全球工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題變得更加嚴重，需要對污染治理進行嚴厲調(diào)控。而且，污染源種類的多樣化和新污染物的持續(xù)產(chǎn)生已經(jīng)引發(fā)各種途徑來更加有效地解決污染問題。

從1990年后，應(yīng)用低溫等離子體技術(shù)控制空氣污染物的研究在國際學(xué)術(shù)界蓬勃發(fā)展，相關(guān)的低溫等離子體技術(shù)陸續(xù)出現(xiàn)，如電子束、輝光放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電、微波放電、滑動弧放電等。低溫等離子體的原理是施加電能將氣體電離以加速氣相化學(xué)反應(yīng)，特別是生成高氧化性的自由基來進行氣態(tài)氧化反應(yīng)，將有害氣體污染物氧化成無害物或低毒物，已被證實能有效的用于含氮氧化物NOx、二氧化硫SO2、揮發(fā)性有機物VOCs等多種氣態(tài)污染物的去除?，F(xiàn)有技術(shù)中提出一種有機廢氣的凈化方法，利用電暈放電凈化含氯、硫、氮和氟的有機物；現(xiàn)有技術(shù)中還提出一種低溫等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)，主要利用介質(zhì)阻擋放電來降解有機污物以及硫化氫H₂S、二硫化碳CS₂、氟里昂等物質(zhì)。1988年法國人LesueurH.和CzernichowskiA.等提出了用氣流驅(qū)動和冷卻電弧的滑動弧放電裝置(法國專利2639172)，后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)該種滑動弧放電可處理氣態(tài)有機污物，如凈化含甲醛、甲苯、庚烷、四氯化碳、多環(huán)芳烴、碳黑顆粒等物質(zhì)的有機廢氣(CzernichowskiA.，etal.Chemtech.1996，26(4)：45-49.；KrawczykK.，etal.PlasmaChem.PlasmaProcess.2003，24(2)：155-167.；杜長明，等中國電機工程學(xué)報.2006，26(1)：77-81.)，他們的產(chǎn)生技術(shù)是在至少2個電極間加上高電壓并通過氣流，利用氣動力來推動電弧，使它向下游移動并形成脈沖放電，這種方法的缺點是電弧在放電空間分布不均勻、電弧放電與氣流之間摻混不充分、形成的放電等離子體區(qū)域較小，從而導(dǎo)致有機廢氣處理能力小、凈化率較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的有機廢氣監(jiān)測系統(tǒng)，其能通過物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)測有有機廢氣濃度信息，進一步地提高有機廢氣的處理效率。

為實現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的有機廢氣監(jiān)測系統(tǒng)，其包括設(shè)置有不同位置處的多個有機廢氣控制器、后臺服務(wù)器，多個有機廢氣控制器和后臺服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)進行鏈接，其特征在于，每個有機廢氣控制器包括VOC傳感器和處理器，所述VOC傳感器用于探測所處環(huán)境的有機廢氣的濃度，并將濃度信息提供給處理器；所述處理器用于對各處的濃度信息打包成幀并發(fā)送給后臺服務(wù)器；后臺處理器用于將接收的濃度數(shù)據(jù)疊加到揚所數(shù)據(jù)中并以地圖中圖標的形式來顯示。

優(yōu)選地，用戶終端安裝有環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用程序，當(dāng)用戶打開環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用程序時以地圖的形式來顯示，用戶觸摸地圖中的某個位置時，相應(yīng)的有機廢氣濃度信息數(shù)據(jù)會在顯示屏上顯示。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的有機廢氣等監(jiān)測系統(tǒng)，能通過物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)測有有機廢氣濃度信息，進一步地提高有機廢氣的處理效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的有機廢氣監(jiān)測系統(tǒng)的組成框圖；

圖2是本發(fā)明提供的有機廢氣監(jiān)測裝置的組成示意圖；

圖3本發(fā)明提供的有機廢氣監(jiān)測裝置中的控制器的組成示意圖；

圖4A是本發(fā)明提供的一級粒子分解器的軸向截面示意圖；

圖4B是本發(fā)明提供的二級粒子分解器的軸向截面示意圖；

圖5A是本發(fā)明提供的等離子電離單元陰極位置的徑向截面示意圖；

圖5B是本發(fā)明提供的等離子電離單元從陽極處沿軸向看進去的示意圖

圖5C是本發(fā)明提供的粒子吸收單元徑向截面示意圖；

圖6是本發(fā)明提供的臭氧分解器的徑向截面示意圖；

圖7是本發(fā)明提供的有機廢氣監(jiān)測裝置的高頻電源電路的組成框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“設(shè)置”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內(nèi)部的連通，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的工作原理。

圖1是本發(fā)明提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的有機廢氣監(jiān)測系統(tǒng)的組成框圖。如圖1所示，基于物聯(lián)網(wǎng)的有機廢氣監(jiān)測系統(tǒng)包括通過網(wǎng)絡(luò)連接的后臺服務(wù)器、用戶終端（用戶U1，用戶U2，…用戶Um）、環(huán)境監(jiān)測器（E1，E2，…En）和國家監(jiān)控中心，其中，所述網(wǎng)絡(luò)用于在用戶終端、環(huán)境監(jiān)測器、國家監(jiān)控中心和后臺服務(wù)器間進行通信連接。所述網(wǎng)絡(luò)包括利用如Wi-Fi、藍壓、2.4G、UMTS（通用移動動通信系統(tǒng)）、ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）、DSL（數(shù)字用戶線路）、ATM（異步傳輸模式）、802.11、以太網(wǎng)、InfinBand和PCI Express Advanced Switching等技術(shù)的連接。在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)該的協(xié)議包括TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）、MPLS（多協(xié)議標簽交換）、UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）、HTTP（超文本傳輸協(xié)議）、FTP（文件傳輸協(xié)議）、CDMA（碼分多址）、WCDMA（寬帶碼分多址）、GSM（全球移動通信系統(tǒng)）、HSDPA（高速下行鏈路分組接入）等。在網(wǎng)絡(luò)中交換數(shù)據(jù)的格式包括HTML、XML等。

有機廢氣監(jiān)測裝置設(shè)置于各個場所，用于監(jiān)測所在場所的VOC含量，并控制氣體處理裝置的工作狀態(tài)，有機廢氣監(jiān)測裝置可以將所測量的VOC含量打包成幀通過通信模塊或者通信子系統(tǒng)發(fā)送給監(jiān)控中心。后臺服務(wù)器用于對網(wǎng)絡(luò)進行管理并將有機廢氣監(jiān)測裝置測試結(jié)果進行處理并與歷史數(shù)據(jù)進行比較，形成供用戶可查閱的數(shù)據(jù)，還將有機廢氣監(jiān)測裝置提供的監(jiān)測結(jié)果壘加到相應(yīng)的地圖數(shù)據(jù)中。用戶終端安裝有有機廢氣監(jiān)測應(yīng)用程序，當(dāng)用戶打開有機廢氣監(jiān)測應(yīng)用程序時以地圖的形式來顯示，用戶觸摸地圖中的某個位置時，相應(yīng)的環(huán)境有機廢氣數(shù)據(jù)會在顯示屏上顯示，從而使用戶可以了解任何想了解的環(huán)境的有機廢氣的含量。

圖2是本發(fā)明提供的有機廢氣監(jiān)測裝置的組成示意圖，如圖2所示，本發(fā)明提供的有機廢氣等離子體處理裝置包括殼體1、控制器12和空氣處理單元，空氣處理單元包括風(fēng)機4和氣體處理裝置，其中，殼體側(cè)壁偏下的部位設(shè)置有進風(fēng)口2，殼體側(cè)壁偏上的部位設(shè)置有排氣口9，進風(fēng)口處連通進風(fēng)室，進風(fēng)口處設(shè)置有初級過濾器3，初級過濾3用于對進入進風(fēng)室內(nèi)的空氣進行初步過濾，以去除空氣中的大顆粒物質(zhì)。風(fēng)機4用于將進入到進風(fēng)室內(nèi)的具有有機污染物的空氣提供給氣體處理裝置，所述氣體處理裝置包括依次相連的N級粒子分解器6，還包括連接到末極粒子分解器的臭氧分解器8，所述N級粒子分解器6和臭氧分解器8通過圓環(huán)形的連接件7連通，所述粒子分解器6將進入其內(nèi)的空氣中的氧氣轉(zhuǎn)換為臭氧，臭氧能夠?qū)M入到分解器的有機污染物進行分解。臭氧分解器8用于對臭氧進行還原，以防止臭氧對空氣造成二次污染?？刂破饔糜趯︼L(fēng)機和粒子分解器的工作狀態(tài)進行控制。

圖3本發(fā)明提供的有機廢氣監(jiān)測裝置中的控制器的組成示意圖，如圖3所示，本發(fā)明提供的控制器包括處理器130、觸摸顯示屏126、通信子系統(tǒng)125、VOC傳感器121、A/D轉(zhuǎn)換器122，WIFI模塊127、藍牙模塊128、2.4G模塊129及氣體處理單元驅(qū)動器，其中，用VOC傳感器121用于測量所處環(huán)境的VOC濃度信息，并將濃度信息轉(zhuǎn)換為電信息，而后提供給A/D轉(zhuǎn)換器122。A/D轉(zhuǎn)換器122將VOC傳感器提供的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息并提供給處理器130。處理器130用于對A/D轉(zhuǎn)換器122提供的數(shù)據(jù)進行處理，當(dāng)VOC的濃度超標時，給氣體處理單元的驅(qū)動器提供信號，以使氣體處理單元工作，其還將VOC的濃度信息打包成幀而后通過通信子系統(tǒng)125/WIFI模塊/127藍牙模塊/1282.4G模塊129發(fā)送給遠程的用戶終端和/或監(jiān)控中心。氣體處理單元驅(qū)動器包括電阻R1、晶體管T1、二極管D1和繼電器J，其中，電阻R1的第一端連接于處理器的一個輸出端，第二端連接于晶體管T1的基極。晶體管T1的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)繼電器的線包連接于電源的VCC1。繼電器J的線包的兩端并聯(lián)二極管D1。繼電器的開關(guān)端串入到氣體處理單元的電源電路中，即氣體處理單元的經(jīng)繼電器的開關(guān)連接于電源VCC2。本發(fā)明提供的控制器還包括ROM123和RAM124，所述ROM123用于存儲有機廢氣監(jiān)測裝置中的控制器的操作程序，所述RAM124用于存儲控制器工作過程時的臨時值。

圖4A是本發(fā)明提供的一級粒子分解器的軸向截面示意圖，如圖4A所示，本發(fā)明提供的粒子分解器包括等離子電離單元61和粒子吸收單元62，等離子電離單元61包括絕緣體外殼6，沿絕緣體外殼6的軸向設(shè)置有M個（M為大于或者等于2的整數(shù)）氣流通道，每個氣流通沿氣流方向依次設(shè)置有陰極，如陰極圈613、放電陽極和吸收器615，放電陽極包括陽極電極板604和與軸線呈銳角夾角并伸向陰極的多個放電針602。本發(fā)明中，氣流通道優(yōu)選為圓柱形空腔，陰極圈613為圓環(huán)形，其設(shè)置在圓柱形空腔的第一端；陽極板設(shè)置在圓柱形空腔的第二端的中央；多個放電針602與陽極板相連，多個放電針均勻分布，并設(shè)置在圓柱形空腔內(nèi)，且呈放射狀向陰極圈延伸。粒子吸收單元62包括絕緣體外殼，沿絕緣體外殼的軸向設(shè)置有M個氣流通道，每個氣流通道的內(nèi)容沿周向設(shè)置有纖維介質(zhì)615，用于吸收分解了的有機廢氣粒子。本發(fā)明中，等離子電離單元61和粒子吸收單元62可以通過環(huán)形連接件連接，如此使等離子電離單元61的氣流通道與粒子吸收單元62的氣流通道相通，且便于設(shè)置陰極、陽極及纖維介質(zhì)。

圖4B是本發(fā)明提供的二級粒子分解器的軸向截面示意圖，如圖4B所示，本發(fā)明提供的粒子分解器包括二級，每一級的結(jié)構(gòu)相同，第一級粒子分解器與第二級粒子分解器首尾相連，如此，延長了有機廢氣的分解路徑和時間，從而提供了分解效率。本發(fā)明雖然以一級粒子分解器和二級粒子分解器進行了說明，但是，也不限于上述二種情況，可以發(fā)N級，N為大于或者等于的整數(shù)。實際應(yīng)該時，可以根據(jù)要求的凈化程度，自由設(shè)定。本發(fā)明中，N級粒子分解器盤旋成螺旋形如此，不僅使占用的空間減小，同時使進入到有機廢氣的回旋的時間延長，更加提高了凈化效率。

圖5A是本發(fā)明提供的等離子電離單元陰極位置的徑向截面示意圖，如圖5A所示，每個等離子電離單元61包括M（M為大于或者等于2的整數(shù)）個氣流通道，每個氣流通道的第一端分別設(shè)置了一個陰極線圈，每個陰極線圈通過導(dǎo)線連接于地線615。

圖5B是本發(fā)明提供的等離子電離單元從陽極處沿軸向看進去的示意圖。如圖5B所示，每個等離子電離單元61包括M（M為大于或者等于2的整數(shù)）個氣流通道，每個氣流通道的第二端的中央分別設(shè)置了一個陽極極604，每個陽極板604連接有多個呈放射狀的放電電極602，每個放電電極向板極線圈613延伸，但不接觸，每個陽極板通過導(dǎo)線連接高壓電極605。

圖5C是本發(fā)明提供的粒子吸收單元徑向截面示意圖，如圖5C所示，粒子吸收單元62包括M個氣流通道，每個氣流通內(nèi)沿周向設(shè)置纖維介質(zhì)615，所述纖維介質(zhì)615用于吸附被分解的有機廢氣粒子。

圖6是本發(fā)明提供的螺旋形臭氧分解管的徑向截面示意圖。如圖5所示，螺旋形臭氧分解管8包括個M個的氣流通道101，蜂窩狀的氣流通道的內(nèi)壁上涂覆了，氧化錳顆粒102，優(yōu)選二氧化錳顆粒102。旋形臭氧分解管8可以為剛性的，也可以為柔性的。

圖7是本發(fā)明提供的用于有機廢氣等離子體處理裝置的高頻電源電路的組成框圖，如圖7所示，本發(fā)明提供的高頻電源電路包括：振蕩器101，其用于產(chǎn)生設(shè)定頻的高頻信號，本發(fā)明中的振蕩器優(yōu)選晶體振蕩器，工作中心頻率在2MHz到4MHz。

高頻電源電路還包括鎖相環(huán)路，所述鎖相環(huán)路包括鑒相器（PD）102、環(huán)路濾波器（LF）103和壓控振蕩器（VCO）114，其中，鑒相器（PD）102用來比較壓控振蕩器（VCO）114和晶體振蕩器101提供的信號的相位，它的輸出電壓是對應(yīng)兩個相位差的函數(shù)。環(huán)路低通濾波器102用于濾除鑒相器102輸出的電壓中的高頻信號，得到控制壓控振蕩器（VCO）114的控制電壓。環(huán)路低通濾波器的輸出電壓控制壓控振蕩器（VCO）114的振蕩頻率，使壓控振蕩器（VCO）114的輸出頻率向晶體振蕩器的頻率靠攏，直到兩者的頻率相同，使得壓控振蕩器（VCO）114的輸出相位向晶體振蕩器的輸出的信號的相位達保持某種關(guān)系，達到相位鎖定的目的。本發(fā)明中低通濾波器的輸出端連接于切換開關(guān)K的第一可動端，切換開關(guān)K的固定端連接于壓控振蕩器（VCO）114的輸入端。

高頻電源電路還包括變頻器104、第一功率放大器105、第二功率放大器106和定向耦合器107，其中，變頻器104的輸入端連接于壓控振蕩器（VCO）114的輸出端，輸出端連接第一功率放大器105的輸入端。第一功率放大器105的輸出端連接于第二功率放大器106的輸入端。第二功率放大器106連接于定向耦合器107的輸入端。高頻電源電路還包括比較器110，其反相端連接于定向耦合器的正向傳輸信號的耦合端，同相端連接于可變電阻RW1的可動端，RW1的第一固定端連接于地，第二固定端連接于電源Vc，比較器的輸出端連接于變頻器104的調(diào)整端，設(shè)置比較器110目的是根據(jù)正向傳輸信號電壓的大小給變頻器提供控制信號以使高頻率電源輸出的功率較穩(wěn)定。高頻電源電路還包括比較器111，其反相端連接于定向耦合器的反向傳輸信號的耦合端，同相端連接于可變電阻RW2的可動端，RW2的第一固定端連接于地，第二固定端連接于電源Vc，比較器的輸出端連接于反射波抑制電路113的輸入端，反射波抑制電路113的輸出端變頻器104的調(diào)整端，設(shè)置比較器111目的是根據(jù)反向傳輸信號電壓的大小給變頻器提供控制信號以使高頻率電源輸出的功率較穩(wěn)定。

高頻電源電路還包括電壓電流相位檢測器108，其用于檢測定向耦合器提供的信號的電壓和電流的相位，并提供給匹配網(wǎng)絡(luò)109，匹配網(wǎng)絡(luò)用于使相位檢測器的輸出阻抗與粒子分解器6的輸入阻抗進行匹配，從而使功率最大。

高頻電源電路還包括功率放大器112，其輸入端連接于相位檢測器，輸出端連接切換開關(guān)K的第二可動端。

本發(fā)明雖然以螺旋形粒子分解器和螺旋形臭氧分解管的管直徑、螺旋管的直徑相同為例進行了說明，但是為了節(jié)省空間，管直徑、螺旋管的直徑也可以不同，如螺旋形臭氧分解管形成的筒體設(shè)置在螺旋形粒子分解器形成的筒體內(nèi)，還可以設(shè)置在筒體外，所述筒體可以為圓柱形，也可以為長方體形，等。

本發(fā)明中為了凈化有機污染物，設(shè)置了多級粒子分解器，使空氣中的氧氣成為臭氧，延長了殺死空氣中的有機化合物或者菌類的時間和路徑，但是臭氧的濃度超標時，臭氧則是個無形殺手，它強烈刺激人的呼吸道，造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發(fā)支氣管炎和肺氣腫；造成人的神經(jīng)中毒，頭暈頭痛、視力下降、記憶力衰退；對人體皮膚中的維生素E起到破壞作用，致使人的皮膚起皺、出現(xiàn)黑斑；還會破壞人體的免疫機能，誘發(fā)淋巴細胞染色體病變，加速衰老，致使孕婦生畸形兒，因此設(shè)置了臭氧分解管，其將臭氧還原為氧氣，避免了臭氧對空氣的二次污染。

以上結(jié)合附圖，詳細說明了本發(fā)明的工作原理。但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，說明書僅是用于解釋權(quán)利要求書。但本發(fā)明的保護范圍并不局限于說明書。任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明批露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。