一种农业含氮污染气体实时监测系统以及实时监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111537301A(43)申请公布日2020.08.14(21)申请号202010396000.3G01N1/40(2006.01)(22)申请日2020.05.12G01N1/22(2006.01)G01N1/24(2006.01)(71)申请人中国农业科学院农业信息研究所G01N27/12(2006.01)地址100086北京市海淀区中关村南大街12号申请人河北工业大学中国农业科学院农业资源与农业区划研究所(72)发明人李哲敏李娴花中秋杨博轩吴文斌杨鹏李虎(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人刘潇(51)Int.Cl.G01N1/28(2006.01)G01N1/34(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图6页(54)发明名称一种农业含氮污染气体实时监测系统以及实时监测方法(57)摘要本发明涉及农业信息技术领域，提供了一种农业含氮污染气体实时监测系统以及实时监测方法。本发明提供的系统包括过滤器、富集器、催化装置、第二测试单元、电磁阀、气泵、采集卡、继电器和温控器。其中催化装置能够将气体中的含氮污染气体转化为二氧化氮，通过第二测试单元检测二氧化氮的浓度，即可得到农业种植活动产生的含氮污染气体浓度。进一步的，本发明提供的系统还包括第一测试单元，将第一和第二测试单元结合，可以根据需要获得氨气浓度和二氧化氮浓度。采用本发明提供系统进行农业含氮污染气体的监测，可以简单、快速、实时监测含氮污染气体总浓度、氨气浓度以及二氧化氮浓度，且不依赖于人工操作，解决了传统检测方法耗时耗力等问题。CN111537301ACN111537301A权利要求书1/1页1.一种农业含氮污染气体实时监测系统，其特征在于，包括过滤器、富集器、催化装置、第二测试单元、电磁阀、气泵、采集卡、继电器和温控器；所述催化装置中填充有负载型贵金属催化剂；所述第二测试单元包括第二测试腔和设置在第二测试腔下端的第二NO2传感器；所述第二测试腔顶端为密封结构；所述第二NO2传感器表面的气敏材料暴露在第二测试腔中；所述过滤器、富集器、催化装置、第二测试腔、电磁阀和气泵依次通过气管连通；所述采集卡与第二NO2传感器通过电线连接；所述温控器和催化装置通过电线连接；所述继电器分别与第二NO2传感器、采集卡、气泵和温控器通过电线连接。2.根据权利要求1所述的含氮污染气体实时监测系统，其特征在于，所述负载型贵金属催化剂的载体为HZSM5型分子筛或纳米级氧化铝，活性组分为Pt和/或Rh。3.根据权利要求1所述的含氮污染气体实时监测系统，其特征在于，所述催化装置为长方体不锈钢结构，所述长方体不锈钢结构的内部为管状镂空结构，且中心设置有贯穿长方体不锈钢结构的气体流通通道；所述管状镂空结构中填充有负载型贵金属催化剂以及石英玻璃纤维。4.根据权利要求1所述的含氮污染气体实时监测系统，其特征在于，含氮污染气体实时监测系统还包括第一测试单元，所述第一测试单元包括第一测试腔和设置在第一测试腔下端的第一NO2传感器；所述第一测试腔顶端为密封结构；所述第一NO2传感器表面的气敏材料暴露在第一测试腔中；所述第一测试单元设置在富集器和催化装置之间；所述富集器、第一测试腔和催化装置依次通过气管连通；所述第一NO2传感器还与采集卡和继电器通过电线连接。5.根据权利要求4所述的含氮污染气体实时监测系统，其特征在于，所述第一NO2传感器和第二NO2传感器为半导体传感器；所述第一NO2传感器和第二NO2传感器的气敏材料独立地为氧化钨纳米颗粒和/或氧化铟纳米颗粒。6.根据权利要求4所述的含氮污染气体实时监测系统，其特征在于，所述第一测试腔和第二测试腔的直径独立地为50～70mm，高度独立地为15～25mm。7.一种利用权利要求1～6任意一项所述系统进行农业含氮污染气体实时监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：利用气泵抽取农业环境中产生的气体，气体依次经过过滤器过滤和富集器富集后进入催化装置中，催化装置将气体中的含氮污染气体催化为二氧化氮，催化后的气体进入第二测试腔中，第二NO2传感器对催化后气体中的二氧化氮浓度进行测试，所得数据通过采集卡进行存储；根据第二NO2传感器所得数据得到含氮污染气体的总浓度。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述含氮污染气体实时监测系统中包括第一测试单元时，富集后的气体进入第一测试腔中，第一NO2传感器对富集气体中的二氧化氮浓度进行测试，所得数据通过采集卡进行存储；根据第一传感器的数据得到含氮污染气体中二氧化氮的含量，根据第一传感器所得数据和第二传感器所得数据的差值，得到含氮污染气体中的氨气浓度。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述气体的流动速度为50～200sccm。10.根据