CN104280325B - 一种可追日太阳能pm2.5检测花盆以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有追日功能的景观花盆式太阳能PM2.5检测装置，实现了充分利用太阳能作为动力，对空气质量进行实时监测，并且利用盆景中的植物净化空气，保持环境的清新。包括可追日的太阳能发电模块、蓄电池、花盆本体和PM2.5检测模块。本发明的优点：(1)结构简单，装置便捷小巧，可放置家中实现利用太阳能进行空气质量实时检测。(2)太阳能板具有追日功能，垂直太阳光水平放置，可以适时地根据太阳的移动自动调节太阳能板的水平角度，使太阳能利用率提高；太阳能板可依靠底座上的电机与双模定时控制器实现定时旋转，使其全方位追日，追日结果更为精准。(3)花盆底部设置有两个滑道，可以减少旋转过程中带来的摩擦阻力，另外盆体上设有进气孔和出气孔，便于空气的进入与释放，使其测量结果更加精准。(4)景观花盆具有美化环境的作用。

Description

一种可追日太阳能PM2.5检测花盆以及方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种可追日太阳能PM2.5检测花盆以及方法。

背景技术

目前在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。近年来太阳能产业发展迅速，本装置便是利用太阳光能将电力存储并利用，实现新能源的利用。

首先，目前通常太阳能发电装置固定于建筑物上，然而因为地球本身的自转及绕行太阳的公转活动，造成太阳光对于太阳能板的入射角会因纬度、四季以及一天中各时间段而有所不同，这样由于太阳光入射角的偏差，固定装置又不能随太阳的位置调整方向，而使太阳的利用率大打折扣，降低了能量收集的效率。而且现有的可追日太阳能装置一般都只是适用于大型发电场合，而应用在小型设备上的很少，没有得到更为广泛的利用。

其次，在太阳能综合利用方面，考虑到目前PM2.5检测装置都是利用电池提供动力，因此很容易出现因电池没电而不能实时测定室内空气质量的情况，这样我们就可以将太阳能与PM2.5检测装置相结合，以太阳能为驱动力，将光能转化为电能驱动检测仪工作。

同时，随着社会的进步和物质文明的提高，人们对于空气的质量也很重视，通常会在家中养些植物来净化空气，如果可以将盆景与空气检测仪器相结合，岂不一举两得。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种具有追日功能的景观花盆式太阳能PM2.5检测装置，实现了充分利用太阳能作为动力，对空气质量进行实时监测，并且利用盆景中的植物净化空气，保持环境的清新。

本发明的技术方案是这样实现的：一种可追日太阳能PM2.5检测花盆，包括可追日的太阳能发电模块、蓄电池、花盆本体和PM2.5检测模块，太阳能板的输出与蓄电池的输入相连接，所述PM2.5检测模块的输入与蓄电池的输出相连接，实现了电能的储存与运输。所述的可追日的太阳能发电模块包括太阳能板旋转模块和花盆旋转模块，所述的太阳能板旋转模块包括固定块、支撑杆、承载梁、电机、旋转轴、磁感应块、太阳能板和双模定时控制器，所述的支撑杆的一端通过螺丝锁固与固定块相连接，另一端与承载梁端相连接，所述的固定块固定设置在在花盆本体的外沿上，电机设置有两个并和旋转轴共同设置在承载梁上，太阳能板的固定在旋转轴上，所述的双模定时控制器设置在承载梁内，所述的太阳能板的输出端与电机的输入端相连接，两个电机的控制输入端与双模定时控制器的输出端相连接，所述的磁感应块设置有两个并固定在太阳能板底部两端；所述的花盆本体包括定时旋转机构、带孔隔板、排水孔、花盆底座，所述的花盆本体的下表面设置有带孔隔板，所述的花盆底座设置在花盆本体的底部，所述的花盆底座下表面设置有排水孔；

所述的定时旋转机构包括转轴，第一轴套、电机、磁感应块、双模定时控制器、第二轴套、转轴、第一环形滑道和第二环形滑道；所述的花盆本体通过第一环形滑道与花盆底座上边缘连接；所述的转轴设置带孔隔板中心处下端；所述的第一轴套上端与转轴套接，下端与电机套接，轴向定位；第二轴套上端与电机套接，下端与花盆底座连接，起到轴向定位；电机的控制输入端与双模定时控制器的输出端相连接；所述的第二环形滑道设置在花盆底座内壁；与电机连接的第一轴套两端设置有第1磁感应块和第2磁感应块；

PM2.5检测模块包括PM2.5显示屏、PM2.5检测仪、进气孔、出气孔和进气室，所述的进气孔设置在花盆底座表面一侧，所述的出气孔平行于进气孔设置在花盆底座的另外一侧，所述的PM2.5检测仪通过第二环形滑道设置在花盆底座内。

双模定时控制器包括第1微电脑时控开关和第2微电脑时控开关、第1电磁感开关和第2电磁感开关、第1中间继电器和第2中间继电器，所述的两个微电脑时控开关的输入端与电源相连接，两个微电脑时控开关的输入输出端相连接，所述的两个微电脑时控开关的输出端分别通过两个电磁感开关、两个中间继电器与电机相连接，两个中间继电器分别设置有第1常开开关和第2常开开关。

所述的排水孔在花盆底座底部等距离平铺式分布。

所述的第二环形滑道上PM2.5检测仪占据360°滑道的50°~60°。

所述的PM2.5检测仪设置在进气孔一侧并与花盆底座之间封闭连接，形成一个密封的进气室。

所述的支撑杆是空心柱体。

所述的定时旋转机构的控制步骤如下：

步骤1：每天从太阳的辐射高峰起，根据太阳倾角，将定时旋转机构的初始位置先进行固定，同时设定此时为旋转机构的原点状态，与电机连接的第一轴套两端装有磁感应块；

步骤2：当第1电磁感开关和第2电磁感开关感知到磁感应块后，断电，第1中间继电器和第2中间继电器的感应线圈断电，第1中间继电器和第2中间继电器的常开开关为常开状态，电机停止转动；

步骤3：从设定的初始时间开始，第1微电脑时控开关发出电流信号，之后每隔一小时运行一次，循环时间为周一到周日，实现水平方向的追日工作；

步骤4：当一天中辐射高峰结束时旋转机构处于终点，需要做一次复位工作，即反方向转动回到原点状态；

步骤5：当第二天辐射高峰开始前，由于旋转机构处于前一天的终点状态，需要做一次复位工作回到原点，此时第2微电脑时控开关发出复位信号，此时如果第2电磁感开关感应到第2磁感应块存在时，说明花盆本体在初始位置，第2电磁感开关断开，电路断路，电机不动作；如果第2电磁感开关感应不到第2磁感应块存在，第2中间继电器的感应线圈得电，第2中间继电器常开开关闭合，电机反转，其中电机通过带动与第一轴套连接的转轴，使转轴反向转动，带动花盆本体反方向旋转，实现定时旋转机构反向复位转动；

步骤6：一小时后，第1微电脑时控开关发出第一个短暂的电流信号，驱动电机开始转动，通过转轴正向转动带动花盆本体正向旋转，实现定时旋转机构正向转动，根据设定好的前进幅度，实现第一次转动；之后每一小时发出一次电流信号，实现一天中不同时段的转动，实现追日功能；

步骤7：辐射高峰结束后，定时旋转机构做最后一次转动:；如此循环，实现了定时旋转机构的定时转动从而控制水平方向与太阳的角度。

所述的太阳能板的旋转机构的控制步骤：步骤1：每天从太阳的辐射高峰起，根据太阳倾角，将太阳能板的初始位置先进行固定，同时设定此时为太阳能板的原点状态，太阳能板底部在旋转轴两侧分别装有磁感应块，并具有一定间隔，单模定时控制器位于旋转轴内部；

步骤2：当第1电磁感开关和第2电磁感开关感知到磁感应块后，断电，第1中间继电器和第2中间继电器的感应线圈断电，第1中间继电器和第2中间继电器的常开开关为常开状态，电机停止转动；

步骤3：从设定的初始时间开始，第1微电脑时控开关发出电流信号，之后每隔一小时运行一次，循环时间为周一到周日，实现垂直方向的追日工作；

步骤4：当一天中辐射高峰结束时旋转机构处于终点，终点位置与初始位置关于旋转轴对称，所以当第1电磁感开关和第2电磁感开关感应到旋转轴另一侧的磁感应块之后，断电，第1中间继电器和第2中间继电器的感应线圈断电，第1中间继电器和第2中间继电器的常开开关为常开状态，电机停止转动；

步骤5：一小时后，第1微电脑时控开关发出第一个短暂的电流信号，驱动电机开始转动，通过转轴正向转动带动太阳能板的旋转机构正向旋转，实现太阳能板正向转动，根据设定好的前进幅度，实现第一次转动；之后每一小时发出一次电流信号，实现一天中不同时段的转动，实现追日功能，此时根据太阳位置适时改变角度；

步骤6：辐射高峰结束后，太阳能板做最后一次转动；如此循环，实现了太阳能板的旋转机构的适时转动从而控制垂直方向与太阳的角度。

本发明的优点：(1)结构简单，装置便捷小巧，可放置家中实现利用太阳能进行空气质量实时检测。(2)太阳能板具有追日功能，垂直太阳光水平放置，可以适时地根据太阳的移动自动调节太阳能板的水平角度，使太阳能利用率提高；太阳能板可依靠底座上的电机与双模定时控制器实现定时旋转，使其全方位追日，追日结果更为精准。(3)花盆底部设置有两个滑道，可以减少旋转过程中带来的摩擦阻力，另外盆体上设有进气孔和出气孔，便于空气的进入与释放，使其测量结果更加精准。(4)景观花盆具有美化环境的作用。

附图说明

图1为本发明的结构简图；

图2为本发明太阳能发电模块的结构示意图；

图3为花盆本体的内部结构图；

图4为花盆本体的剖面图；

图5为双模定时控制器电路简图。

图中：1、太阳能板，2、承载梁，3、支撑杆，4、固定块，5、花盆本体，6、PM2.5显示屏，7、进气孔，8、花盆底座，9、电机，10、旋转轴，11、带孔隔板，12、转轴，13、第一环形滑道，14、第一轴套，15、PM2.5检测仪，16、第二轴套，17、出气孔，18、第二环形滑道，19、进气室，20、排水孔，21、驱动电源，22、第1微电脑时控开关，23、第2微电脑时控开关，24、第1电磁感开关，25、第2电磁感开关，26、第1中间继电器，27、第2中间继电器，28、第1中间继电器常开开关，29、第2中间继电器常开开关，30、第1磁感应块，31、第2磁感应块。

具体实施方式

本发明的详细结构结合实施例加以说明。

如图1至图5所示， 一种可追日太阳能PM2.5检测花盆，包括可追日的太阳能发电模块、蓄电池、花盆本体5和PM2.5检测模块，太阳能板1的输出与蓄电池的输入相连接，所述PM2.5检测模块的输入与蓄电池的输出相连接，实现了电能的储存与运输。所述的可追日的太阳能发电模块包括太阳能板1旋转模块和花盆旋转模块，所述的太阳能板1旋转模块包括固定块4、支撑杆3、承载梁2、电机9、旋转轴10、磁感应块、太阳能板1和双模定时控制器，所述的支撑杆3的一端通过螺丝锁固与固定块4相连接，另一端与承载梁2端相连接，所述的固定块4固定设置在在花盆本体5的外沿上，电机9设置有两个并和旋转轴10共同设置在承载梁2上，太阳能板1的固定在旋转轴10上，所述的双模定时控制器设置在承载梁2内，所述的太阳能板1的输出端与电机9的输入端相连接，两个电机9的控制输入端与双模定时控制器的输出端相连接，所述的磁感应块设置有两个并固定在太阳能板1底部两端；所述的花盆本体5包括定时旋转机构、带孔隔板11、排水孔20、花盆底座8，所述的花盆本体5的下表面设置有带孔隔板11，所述的花盆底座8设置在花盆本体5的底部，所述的花盆底座8下表面设置有排水孔20；

所述的定时旋转机构包括转轴12，第一轴套14、电机9、磁感应块、双模定时控制器、第二轴套16、转轴12、第一环形滑道13和第二环形滑道18；所述的花盆本体5通过第一环形滑道13与花盆底座8上边缘连接；所述的转轴12设置带孔隔板11中心处下端；所述的第一轴套14上端与转轴12套接，下端与电机9套接，轴向定位；第二轴套16上端与电机9套接，下端与花盆底座8连接，起到轴向定位；电机9的控制输入端与双模定时控制器的输出端相连接；所述的第二环形滑道18设置在花盆底座8内壁；与电机9连接的第一轴套14两端设置有第1磁感应块30和第2磁感应块31；

PM2.5检测模块包括PM2.5显示屏6、PM2.5检测仪15、进气孔7、出气孔17和进气室19，所述的进气孔7设置在花盆底座8表面一侧，所述的出气孔17平行于进气孔7设置在花盆底座8的另外一侧，所述的PM2.5检测仪15通过第二环形滑道18设置在花盆底座8内。所述花盆本体5中包括带孔隔板11，用于植物浇水后土壤渗滤水的排放；第一环形滑道13，用以带动花盆本体5的旋转，减少摩擦阻力；进气孔7，测量空气质量时用于气体的进入与排放；出气孔17，平行于进气孔7在盆体另外一侧；PM2.5显示屏6，用于检测仪测量结果的显示。PM2.5检测仪15采用汉王霾表M1空气质量检测仪的工作原理，利用激光散射粒子加速测量法的工作原理进行检测，内部包括风机，位于进气孔7水平方向上，用于控制空气的流向，提高气体压力并排送气体，使空气可以从进气孔7进入仪器进行检测，检测后从出气口释放出去；第二环形滑道18，用于固定PM2.5检测仪15，360度环形滑道上检测仪占据60度左右，检测仪与盆体间形成一个密封进气室19，此部分盆体上设有进气孔7，空气通过进气孔7先进入进气室19，所进入的空气将全部进入检测仪进行实时监测。花盆底座8设有等距离平铺式分布的排水孔20，用于浇水后渗滤水的排放。

双模定时控制器包括第1微电脑时控开关22和第2微电脑时控开关23、第1电磁感开关24和第2电磁感开关25、第1中间继电器26和第2中间继电器27，所述的两个微电脑时控开关的输入端与电源相连接，两个微电脑时控开关的输入输出端相连接，所述的两个微电脑时控开关的输出端分别通过两个电磁感开关、两个中间继电器与电机9相连接，两个中间继电器分别设置有第1常开开关和第2常开开关。驱动电源21为直流电，为第1微电脑时控开关22供电，当第1微电脑时控开关22发出电流信号后，第1中间继电器26的感应线圈得电，第1中间继电器常开开关28闭合，电机9作正向转动，带动花盆做追日工作，当第2微电脑时控开关23发出电流信号后，第2中间继电器27的感应线圈得电，第2中间继电器常开开关29闭合，电机9作反向转动，带动花盆做复位工作。

所述的排水孔20在花盆底座8底部等距离平铺式分布。

所述的第二环形滑道18上PM2.5检测仪15占据360°滑道的50°。

所述的PM2.5检测仪15设置在进气孔7一侧并与花盆底座8之间封闭连接，形成一个密封的进气室19。

所述的支撑杆3是空心柱体。

所述的定时旋转机构的控制步骤如下：

步骤1：每天从太阳的辐射高峰起，根据太阳倾角，将定时旋转机构的初始位置先进行固定，同时设定此时为旋转机构的原点状态，与电机9连接的第一轴套14两端装有磁感应块；

步骤2：当第1电磁感开关24和第2电磁感开关25感知到磁感应块后，断电，第1中间继电器2826和第2中间继电器27的感应线圈断电，第1中间继电器26和第2中间继电器27的常开开关为常开状态，电机9停止转动；

步骤3：从设定的初始时间开始，第1微电脑时控开关22发出电流信号，之后每隔一小时运行一次，循环时间为周一到周日，实现水平方向的追日工作；

步骤4：当一天中辐射高峰结束时旋转机构处于终点，需要做一次复位工作，即反方向转动回到原点状态；

步骤5：当第二天辐射高峰开始前，由于旋转机构处于前一天的终点状态，需要做一次复位工作回到原点，此时第2微电脑时控开关23发出复位信号，此时如果第2电磁感开关25感应到第2磁感应块31存在时，说明花盆本体5在初始位置，第2电磁感开关25断开，电路断路，电机9不动作；如果第2电磁感开关25感应不到第2磁感应块31存在，第2中间继电器27的感应线圈得电，第2中间继电器27常开开关闭合，电机9反转，其中电机9通过带动与第一轴套14连接的转轴12，使转轴12反向转动，带动花盆本体5反方向旋转，实现定时旋转机构反向复位转动；

步骤6：一小时后，第1微电脑时控开关22发出第一个短暂的电流信号，驱动电机9开始转动，通过转轴12正向转动带动花盆本体5正向旋转，实现定时旋转机构正向转动，根据设定好的前进幅度，实现第一次转动；之后每一小时发出一次电流信号，实现一天中不同时段的转动，实现追日功能；

步骤7：辐射高峰结束后，定时旋转机构做最后一次转动:；如此循环，实现了定时旋转机构的定时转动从而控制水平方向与太阳的角度。

底部由于第二轴套16的作用将电机9固定，而上部连接的第一轴套14与转轴12相连，此时电机9的转动将会带动整个花盆旋转，由于双模定时控制器事先设定好了时间与距离，花盆会随着太阳的方向前进一个角度，从而实现了与太阳水平方向的、绕着电机9方向的角度的调整。

所述的太阳能板1的旋转机构的控制步骤：

步骤1：每天从太阳的辐射高峰起，根据太阳倾角，将太阳能板1的初始位置先进行固定，同时设定此时为太阳能板1的原点状态，太阳能板1底部在旋转轴1210两侧分别装有磁感应块，并具有一定间隔，单模定时控制器位于旋转轴1210内部；

步骤2：当第1电磁感开关24和第2电磁感开关25感知到磁感应块后，断电，第1中间继电器26和第2中间继电器27的感应线圈断电，第1中间继电器26和第2中间继电器27的常开开关为常开状态，电机9停止转动；

步骤3：从设定的初始时间开始，第1微电脑时控开关22发出电流信号，之后每隔一小时运行一次，循环时间为周一到周日，实现垂直方向的追日工作；

步骤4：当一天中辐射高峰结束时旋转机构处于终点，终点位置与初始位置关于旋转轴1210对称，所以当第1电磁感开关24和第2电磁感开关25感应到旋转轴1210另一侧的磁感应块之后，断电，第1中间继电器26和第2中间继电器27的感应线圈断电，第1中间继电器26和第2中间继电器27的常开开关为常开状态，电机9停止转动；

步骤5：一小时后，第1微电脑时控开关22发出第一个短暂的电流信号，驱动电机9开始转动，通过转轴12正向转动带动太阳能板1的旋转机构正向旋转，实现太阳能板1正向转动，根据设定好的前进幅度，实现第一次转动；之后每一小时发出一次电流信号，实现一天中不同时段的转动，实现追日功能，此时根据太阳位置适时改变角度；

步骤6：辐射高峰结束后，太阳能板1做最后一次转动；如此循环，实现了太阳能板1的旋转机构的适时转动从而控制垂直方向与太阳的角度。

Claims (1)

1.一种可追日太阳能PM2.5检测花盆，其特征在于：包括可追日的太阳能发电模块、蓄电池、花盆本体和PM2.5检测模块，太阳能板的输出与蓄电池的输入相连接，所述PM2.5检测模块的输入与蓄电池的输出相连接，所述的可追日的太阳能发电模块包括太阳能板旋转模块和花盆旋转模块，所述的太阳能板旋转模块包括固定块、支撑杆、承载梁、电机、旋转轴、磁感应块、太阳能板和双模定时控制器，所述的支撑杆的一端通过螺丝锁固与固定块相连接，另一端与承载梁端相连接，所述的固定块固定设置在在花盆本体的外沿上，电机设置有两个并和旋转轴共同设置在承载梁上，太阳能板的固定在旋转轴上，所述的双模定时控制器设置在承载梁内，所述的太阳能板的输出端与电机的输入端相连接，两个电机的控制输入端与双模定时控制器的输出端相连接，所述的磁感应块设置有两个并固定在太阳能板底部两端；所述的花盆本体包括定时旋转机构、带孔隔板、排水孔、花盆底座，所述的花盆本体的下表面设置有带孔隔板，所述的花盆底座设置在花盆本体的底部，所述的花盆底座下表面设置有排水孔；

所述的定时旋转机构包括转轴，第一轴套、电机、磁感应块、双模定时控制器、第二轴套、转轴、第一环形滑道和第二环形滑道；所述的花盆本体通过第一环形滑道与花盆底座上边缘连接；所述的转轴设置带孔隔板中心处下端；所述的第一轴套上端与转轴套接，下端与电机套接，轴向定位；第二轴套上端与电机套接，下端与花盆底座连接，起到轴向定位；电机的控制输入端与双模定时控制器的输出端相连接；所述的第二环形滑道设置在花盆底座内壁；与电机连接的第一轴套两端设置有第1磁感应块和第2磁感应块；

PM2.5检测模块包括PM2.5显示屏、PM2.5检测仪、进气孔、出气孔和进气室，所述的进气孔设置在花盆底座表面一侧，所述的出气孔平行于进气孔设置在花盆底座的另外一侧，所述的PM2.5检测仪通过第二环形滑道设置在花盆底座内；

所述双模定时控制器包括第1微电脑时控开关和第2微电脑时控开关、第1电磁感开关和第2电磁感开关、第1中间继电器和第2中间继电器，所述的两个微电脑时控开关的输入端与电源相连接，两个微电脑时控开关的输入输出端相连接，所述的两个微电脑时控开关的输出端分别通过两个电磁感开关、两个中间继电器与电机相连接，两个中间继电器分别设置有第1常开开关和第2常开开关；所述的排水孔在花盆底座底部等距离平铺式分布；所述的第二环形滑道上PM2.5检测仪占据360°滑道的50°~60°；所述的PM2.5检测仪设置在进气孔一侧并与花盆底座之间封闭连接，形成一个密封的进气室；所述的支撑杆是空心柱体。