CN105866153A - 一种大气重金属检测系统 - Google Patents
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Abstract
一种大气重金属检测系统，包括底座和固定在底座上的检测装置，所述检测装置包括：检测载体，用于承载被检测物；输送单元，用于移动检测载体；采集单元，用于将气体中固体颗粒物采集到检测载体上；检测单元，用于对检测载体所采集的固体颗粒物进行检测；通讯单元，与检测单元连接用于将检测结果输出；所述采集单元和检测单元分别设置在底座上，所述输送单元与检测载体设置到一起，且能够将检测载体由采集单元输送到检测单元。本技术方案中，本发明的大气重金属在线自动检测系统克服了现有技术中需要将大气重金属采集与检测分步进行的缺点，且该系统能够在进行实时的自动检测分析。
Description
技术领域
本发明涉及一种大气检测系统，特别是涉及一种大气重金属检测系统。
背景技术
大气中重金属固体颗粒物污染是环境污染的首要问题，其主要污染源来自于汽车尾气、工业污染、燃煤量增加、污水灌溉和使用重金属超标制品等。近年来由于上述问题的增多，大气中铅、镉、锌、汞等重金属的含量与日俱增，它们以悬浮颗粒物的形态存在于大气中，这些颗粒物可以降低能见度、影响气候、危害动植物的生长，也对人体健康产生极大的危害，大气重金属污染可引起机体呼吸系统、心脏及血液系统、泌尿系统和内分泌系统的损伤。
研究表明大气中的重金属污染容易造成植物叶片中重金属的富集，同时也是引起某些疾病的重要原因。有研究者发现发现大气中重金属含量的增加可导致感冒、头痛及眼部刺激症状等的发病率上升,同时也增加了高血压、心脏病的发病率；城市儿童铅中毒流行率达51.6％,主要城市(上海、北京、沈阳等)的工业区内,儿童血铅与大气铅的浓度相关系数最大。因此大气重金属的检测已经逐渐成为当今社会的研究重点。
目前重金属检测主要有以下三种方法：原子吸收光谱法(AAS)、X射线荧光光谱法(XRF)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)。其中AAS法是大气颗粒物测定的一种传统方法，价格较低，可测定的元素达70多种，但普遍存在测试劳动强度大、效率低，线性范围窄的问题，原则上只能进行单一元素的检测，不能同时测定多种元素，且在测定一些元素的灵敏度上也不能令人满意。ICP-MS法可同时检测多种元素且检测灵敏度高，但设备昂贵，易污染且操作复杂不易大面积推广。XRF检测方式的优点有：非破坏性、速度快、操作简单。可以实时的进行自动采集与检测气体中的重金属含量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种大气重金属在线自动检测系统，该系统可以移动到任何场地进行大气重金属含量的实时分析，同时利用无线网络将在采集端分析所得数据传输到后台客户端。
其技术方案为：
一种大气重金属检测系统，包括底座和固定在底座上的检测装置，所述检测装置包括：
检测载体，用于承载被检测物；
输送单元，用于移动检测载体；
采集单元，用于将气体中固体颗粒物采集到检测载体上；
检测单元，用于对检测载体所采集的固体颗粒物进行检测；
通讯单元，与检测单元连接用于将检测结果输出；
所述采集单元和检测单元分别设置在底座上，所述输送单元与检测载体设置到一起，且能够将检测载体由采集单元输送到检测单元。本技术方案中，本发明的大气重金属在线自动检测系统克服了现有技术中需要将重金属采集与检测分步进行的缺点，且该系统能够进行实时的自动检测分析。
所述检测载体包括带状过滤膜，所述输送单元包括第一滚轮和第二滚轮，过滤膜由第一滚轮依次经过采集单元和检测单元输送到第二滚轮。本技术方案中，检测载体采用过滤膜形式，气体在过滤膜上通过时过滤出固体颗粒物，检测单元对固体颗粒物进行检测。
采集单元包括进气组件、驱动电机和集气组件；进气组件与驱动电机连接，集气组件设与进气组件对应设置构成气流通道，过滤膜对气流通道内气体进行采集。本技术方案中，集气组件和进气组件配合构成气流通道，保证通过气流通道内气体中的固体颗粒物均被采集到滤膜上。
进气组件包括进气管，进气管通过弹簧与驱动电机连接；集气组件包括集气槽，所述集气槽宽度小于进气管外径，过滤膜设在集气槽内。本技术方案中，过滤膜在集气槽内通过，集气槽宽度小于进气管外径，避免集气槽内的过滤膜被进气管压住导致断裂或输送不畅，采用弹簧连接集气管的方式，即使驱动电机在驱动时过于向下，也可以保证进气管与集气槽之间有足够的缓冲空间，避免损坏过滤膜和集气槽。
所述检测单元包括检测箱，检测箱开有过滤膜进口和出口，检测箱内部设有XRF检测模块，所述检测箱包括箱体和盖板，XRF检测模块设置在箱体内，过滤膜进口和出口设置在盖板上。本技术方案中，采用XRF检测方式非破坏性、速度快、操作简单。可以实时的进行自动检测和分析气体中的重金属含量。同时将XRF检测模块设置在隔绝辐射的检测箱内，避免辐射污染。
过滤膜进口和出口分别设有防辐射板，防辐射板构成防辐射函道。本技术方案中，防辐射函道通过多次反射原理避免了辐射外泄，提高了检测工作环境的安全性。
检测箱上设有检测盖板是否闭合的检测开关。本技术方案中，只要盖板不闭合，检测单元就不会开机，避免产生辐射危害。
第一滚轮与采集单元之间、第二滚轮与检测单元之间分别设有导向轮，所述导向轮包括导向辊和设在导向辊两边的挡板。本技术方案中，采用导向轮使过滤膜尽量平稳的进入采集单元和检测单元，减少检测过程中因为过滤膜方向不稳或晃动导致的定位误差。
在导向轮一侧设有编码器。本技术方案中，采用编码器计量过滤膜长度，保证过滤出的固体颗粒物精确传送到XRF检测窗口，同时可提醒及时更换滤膜。
还包括设置在底座上的浮尘箱。
说明书附图
图1为本发明的一种实施例的立体结构示意图。
图2为本发明的浮尘箱的一种实施例的正视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
一种大气重金属检测系统，包括底座和固定在底座上的检测装置，所述检测装置包括：检测载体，用于承载被检测物；输送单元，用于移动检测载体；采集单元，用于将气体中固体颗粒物采集到检测载体上；检测单元，用于对检测载体所采到的固体颗粒物进行检测；通讯单元，与检测单元连接用于输出检测结果；
所述采集单元和检测单元分别设置在底座上，所述输送单元与检测载体设置到一起，且能够将检测载体由采集单元输送到检测单元。本技术方案中，本发明的大气重金属在线自动检测系统克服了现有技术中需要将重金属检测和分析分步进行的缺点，且该系统能够进行实时的自动检测分析。
所述检测载体包括带状过滤膜，所述输送单元包括第一滚轮和第二滚轮，过滤膜由第一滚轮依次经过采集单元和检测单元输送到第二滚轮。本技术方案中，检测载体采用过滤膜形式，气体在过滤膜上通过时被过滤膜过滤出气体中的固体颗粒物，检测单元对固体颗粒物进行检测。
采集单元包括进气组件、驱动电机和集气组件；进气组件与驱动电机连接，集气组件设与进气组件对应设置构成气流通道，过滤膜对气流通道内气体中的固体颗粒物进行采集。本技术方案中，集气组件和进气组件配合构成气流通道，保证通过气流通道内气体中的固体颗粒物均被采集到滤膜上。
进气组件包括进气管，进气管通过弹簧与驱动电机连接；集气组件包括集气槽，所述集气槽宽度小于进气管外径，过滤膜设在集气槽内。本技术方案中，过滤膜在集气槽内通过，集气槽宽度小于进气管外径，避免集气槽内的过滤膜被进气管压住导致断裂或输送不畅，采用弹簧连接集气管的方式，即使驱动电机在工作过程中过于向下，也可以保证进气管与集气槽之间有足够的缓冲空间，避免损坏滤膜和集气槽。
所述检测单元包括检测箱，检测箱开有过滤膜进口和出口，检测箱内部设有XRF检测模块，所述检测箱包括箱体和盖板，XRF检测模块设置在箱体内，过滤膜进口和出口设置在盖板上。本技术方案中，采用XRF检测方式，非破坏性，速度快，操作简单。可以实时的进行自动检测和分析气体中的重金属含量。同时将XRF检测模块设置在隔绝辐射的检测箱内，避免辐射污染。
过滤膜进口和出口分别设有防辐射板，防辐射板构成防辐射函道。本技术方案中，防辐射函道通过多次反射原理避免了辐射外泄，提高了检测工作环境的安全性。
检测箱上设有检测盖板是否闭合的检测开关。本技术方案中，只要盖板不闭合，检测单元就不会开机，避免辐射危害。
第一滚轮与采集单元之间、第二滚轮与检测单元之间分别设有导向轮，所述导向轮包括导向辊和设在导向辊两边的挡板。本技术方案中，采用导向轮使过滤膜尽量平稳的进入采集单元和检测单元，减少检测过程中因为过滤膜方向不稳或晃动导致的定位误差。
在导向轮一侧设有编码器。本技术方案中，采用编码器计量过滤膜长度，保证过滤出的固体颗粒物精确传送到XRF检测窗口，同时提醒及时更换过滤膜，方便使用。
结合图1，本发明的一种具体实施方式。一种大气重金属检测系统，包括底座6和固定在底座上的检测装置，所述检测装置包括：检测载体，用于承载被检测物；输送单元，用于移动检测载体；采集单元，用于将大气中的固体颗粒物采集到检测载体上；检测单元，用于对检测载体所采集的固体颗粒物进行检测；通讯单元，与检测单元连接用于将检测结果输出；所述采集单元和检测单元分别设置在底座上，所述输送单元与检测载体设置到一起，且能够将检测载体由采集单元输送到检测单元。
本实施例中，所述检测载体包括带状过滤膜33，所述输送单元包括第一滚轮31和第二滚轮32，过滤膜由第一滚轮依次经过采集单元和检测单元输送到第二滚轮。本实施例中，第二滚轮还装有卷膜电机35，方便驱动过滤膜移动。
为了提高进气效率、方便采集，本实施例的采集单元还可以包括进气组件、驱动电机和集气组件；进气组件与驱动电机23连接，集气组件设与进气组件对应设置构成气流通道，过滤膜对气流通道内气体中的固体颗粒物进行采集。
进气组件包括进气管21，进气管通过弹簧24与驱动电机连接；集气组件包括集气槽22，所述集气槽宽度小于进气管外径，过滤膜设在集气槽内。本实施例中，为了提高产品的应用性，还可以在集气槽的排气管下方设有温度湿度感应器25，以检测气体温度与湿度，判断其天气状况是否处于可检测状态，从而控制是否进行采集。
所述检测单元包括检测箱，检测箱开有过滤膜进口和出口，检测箱内部设有XRF检测模块41，所述检测箱包括箱体42和盖板51，XRF检测模块设置在箱体内，过滤膜进口和出口设置在盖板上。本实施例中，所述XRF检测单元包括：XRF分析仪，所述XRF分析仪包括高压光管、滤光组片、准直器和探测器，对采集到的样气载体进行检测。
过滤膜进口和出口分别设有防辐射函道52。本实施例中，防辐射函道减少了辐射外泄，提高检测的安全程度。
检测箱上设有检测盖板是否闭合的检测开关53。
第一滚轮与采集单元之间、第二滚轮与检测单元之间分别设有导向轮34，所述导向轮包括导向辊和设在导向辊两边的挡板。
在导向轮一侧设有编码器36。
为了增加检测精准度，还可以为检测装置增加浮尘箱，一般情况下浮尘箱设置在底座上，底座不够长时可以延长底座或者设置在底座两侧。浮尘箱作为一个校准检测装置，对事先预设好的样品进行检测，得到样品检测参考曲线，利用参考曲线对检测数据进行分析，提高检测精度。
结合图2，上述实施例的浮尘箱的一种实施例的结构示意图。所述的浮尘箱包括：干净空气的进气口62；混有重金属的固体颗粒样品进口63；风扇电机61，控制搅拌风扇的转动；搅拌风扇，用于对固体颗粒样品进行吹动和搅拌，使其悬浮在空气中；滤膜压块A65和B64，放置滤膜对气体中的固体颗粒进行采集；手柄67，控制滤膜压块A的上升下降，出气口66，将检测后的气体排出。
本发明的克服了现有技术中需要将重金属采集与检测分步进行的缺点，且该系统能够进行实时的自动检测分析；并且我们还针对XRF检测设计了防辐射装置，从而大大降低了X射线对人体的辐射；可以独立完成任意地点的大气检测任务；该仪器可在采集端完成采样和检测，利用无线网络将检测数据传送到客户端进行储存，并在客户端显示检测结果，方便客户的监测。本发明的大气重金属在线自动检测系统便携可移动、自动化程度和检测精度高，且维护方便。
综上所述，并非本发明的全部内涵：此后，凡有在被发明主体精神之内所作的任何修改、替换直至完善升级等项目，均包括在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大气重金属检测系统，包括底座和固定在底座上的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：
检测载体，用于承载被检测物；
输送单元，用于移动检测载体；
采集单元，用于将气体中固体颗粒物采集到检测载体上；
检测单元，用于对检测载体所采集的固体颗粒物进行检测；
通讯单元，与检测单元连接用于将检测结果输出；
所述采集单元和检测单元分别设置在底座上，所述输送单元与检测载体设置到一起，且能够将检测载体由采集单元输送到检测单元。
2.根据权利要求1所述的大气重金属检测系统，其特征在于，
所述检测载体包括带状过滤膜，
所述输送单元包括第一滚轮和第二滚轮，
过滤膜由第一滚轮依次经过采集单元和检测单元输送到第二滚轮。
3.根据权利要求2所述的大气重金属检测系统，其特征在于，所述采集单元包括进气组件、驱动电机和集气组件；
进气组件与驱动电机连接，集气组件设与进气组件对应设置构成气流通道，过滤膜对气流通道内气体进行采集。
4.根据权利要求3所述的大气重金属检测系统，其特征在于，进气组件包括进气管，进气管通过弹簧与驱动电机连接；集气组件包括集气槽，所述集气槽宽度小于进气管外径，过滤膜设在集气槽内。
5.根据权利要求2所述的大气重金属检测系统，其特征在于，所述检测单元包括检测箱，检测箱开有过滤膜进口和出口，检测箱内部设有XRF检测模块，所述检测箱包括箱体和盖板，XRF检测模块设置在箱体内，过滤膜进口和出口设置在盖板上。
6.根据权利要求5所述的大气重金属检测系统，其特征在于，过滤膜进口和出口分别设有防辐射板，防辐射板构成防辐射函道。
7.根据权利要求5所述的大气重金属检测系统，其特征在于，检测箱上设有检测盖板是否闭合的检测开关。
8.根据权利要求2所述的大气重金属检测系统，其特征在于，第一滚轮与采集单元之间、第二滚轮与检测单元之间分别设有导向轮，所述导向轮包括导向辊和设在导向辊两边的挡板。
9.根据权利要求8所述的大气重金属检测系统，其特征在于，在导向轮一侧设有编码器。
10.根据权利要求1所述的大气重金属检测系统，其特征在于，还包括设置在底座上的浮尘箱。
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