CN106198128A - 一种空气颗粒物自动采集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气颗粒物自动采集装置，包括采样瓶（1）、进气管（2）、抽气泵（5），还包括若干个滤膜（3）和质量传感器（6）、模数转换器（7）、控制器（8）、显示器（9）及电磁阀（11），所述滤膜（3）分别固定设置于采样瓶（1）内，且质量传感器（6）分别对应设置于每个滤膜（3）的底部；所述电磁阀（11）设置于进气管（2）上；所述质量传感器（6）与模数转换器（8）、控制器（8）的输入端依次相连；所述控制器（8）的输出端与显示器（9）、电磁阀（11）分别相连。本发明可以采集多份颗粒物数据，便于分析和处理，提高自动化效果，使得其可以更精准地检测，提高自动化程度和检测的精准性。

Description

一种空气颗粒物自动采集装置
技术领域
本发明涉及一种空气颗粒物自动采集装置，属于空气检测设备的技术领域。
背景技术
清洁的空气是人类和生物赖以生存的环境要素之一，随着工业及交通运输等事业的迅速发展，特别是煤和石油的大量使用，将产生的大量有害物质排放到空气中，当其浓度超过环境所能允许的极限并持续一定时间后，就会改变空气的正常组成，破坏自然的物理、化学和生态平衡体系，从而危害人们的生活、工作和健康，损害自然资源及财产、物品等。因此，对空气污染进行监测是十分必要的。
总悬浮颗粒物是指在一定空气体积中，被空气悬浮的全部颗粒物。粒径范围0.01um—100um。常用单位体积内颗粒物总量或总数来表示。空气中悬浮颗粒物不仅是严重危害人体健康的主要污染物，而且也是气态、液态污染物的载体，其成分复杂，并具有特殊的理化特性，是空气污染监测的重要项目之一。
目前测定方法有滤膜捕集—重量法、β射线法、振荡天平法等。现有的空气颗粒采集装置结构多种，由其不断地改进，使得其在颗粒物采集过程中更加精准和高效，以及自动化。
但目前，一般地空气颗粒物自动采集装置仍然存在不足，如在申请号：201310744947.9 申请日：2013-12-30的文件中，公开了“一种太阳能驱动的主动式空气采样器。它包括采样箱体、太阳能电池板、直流风机、采样筒、蓄电池和蓄电池充放电管理系统；太阳能电池板设于采样箱体外；直流风机、采样筒、蓄电池和蓄电池充放电管理系统设于采样箱体内；直流风机的进风口与采样筒的开口密封连接，直流风机的出风口通过设于采样箱体上的通孔与外界相连通；蓄电池充放电管理系统分别与太阳能电池板、蓄电池和直流风机电连接，用于将太阳能电池板的发电量储存于蓄电池，以及控制蓄电池向直流风机供电。本发明突破了传统主动式空气采样装置野外采样受外部供电条件的限制；相比于传统主动式空气采样器，该采样器体积较小，野外采样携带更加便利；使用清洁能源，从而避免对环境可能造成的污染”。
而在另外一篇申请号：201020637919.9 申请日：2010-12-02的文件中，公开了“该实用新型属于环保装置领域,具体涉及一种空气采样器。本实用新型的空气采样器,包括抽气泵和外壳,其特征在于,所述的空气采样器外壳上有一显示屏,该显示屏与单片机连接,所述的单片机分别与温度传感器、湿度传感器和气压传感器相连接,所述的单片机还连接有电源。采用了上述的带温度传感器、湿度传感器和气压传感器的空气采样器,在采集空气样本时,环保工作人员不用随身携带温度计、湿度计和气压计,就可以测出采样地点的环境温度、湿度和气压”。
尽管上述文献对空气采样器做出改进，但实际使用中，存在缺陷，如采样瓶内滤膜数量不足，不能同时采集多分粉尘，且无法结合质量检测功能，使得在粉尘采集过程中功能单一，自动化程度低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种空气颗粒物自动采集装置，解决现有的空气颗粒物采集装置采样瓶内滤膜数量不足，不能同时采集多分粉尘，且无法结合质量检测功能，使得在粉尘采集过程中功能单一的问题。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种空气颗粒物自动采集装置，包括采样瓶、进气管、抽气泵，其中进气管连接采样瓶的进气口，且采样瓶的出气口通过气管连接抽气泵，还包括若干个滤膜和质量传感器、模数转换器、控制器、显示器及电磁阀，所述滤膜分别固定设置于采样瓶内，且质量传感器分别对应设置于每个滤膜的底部；所述电磁阀设置于进气管上；所述质量传感器与模数转换器、控制器的输入端依次相连；所述控制器的输出端与显示器、电磁阀分别相连。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述每个滤膜倾斜地固定设置于采样瓶内。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述滤膜与采样瓶内壁之间倾斜角为45度。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述出气口设置于采样瓶的底部。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：还包括指示灯，所述指示灯与控制器的输出端连接。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述控制器采用单片机。
本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果：
本发明提供的空气颗粒物自动采集装置，通过对采样瓶内的滤膜进行改进，利用多个滤膜设置在采样瓶中，且每个滤膜结合一个质量传感器对其表面的颗粒物进行质量检测，由控制器根据检测到的质量计算确定质量浓度，且根据计算结果控制电磁阀的启闭，使得装置可以采集多份颗粒物数据，便于分析和处理，提高自动化效果，使得其可以更精准地检测，提高自动化程度和检测的精准性，可以用于各种场合的空气颗粒物检测中。可以有效解决现有的空气颗粒物采集装置采样瓶内滤膜数量不足，不能同时采集多分粉尘，且无法结合质量检测功能，使得在粉尘采集过程中功能单一的问题。
附图说明
图1为本发明空气颗粒物自动采集装置的结构示意图。
其中标号解释：1-采样瓶，2-进气管，3-滤膜，4-出气口，5-抽气泵，6-质量传感器，7-模数转换器，8-控制器，9-显示器，10-指示灯，11-电磁阀。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的实施方式进行描述。
如图1所示，本发明设计了一种空气颗粒物自动采集装置，包括采样瓶1、进气管2、抽气泵5，其中进气管2连接采样瓶1的进气口，且采样瓶1的出气口4通过气管连接抽气泵5，还包括若干个滤膜3和质量传感器6、模数转换器7、控制器8、显示器9及电磁阀11，所述滤膜3分别固定设置于采样瓶1内，且质量传感器6分别对应设置于每个滤膜3的底部；所述电磁阀11设置于进气管2上；所述质量传感器6与模数转换器8、控制器8的输入端依次相连；所述控制器8的输出端与显示器9、电磁阀11分别相连。该装置的利用多个滤膜3设置在采样瓶中，且每个滤膜3结合一个质量传感器6对其表面的颗粒物进行质量检测，由模数转换器7转换获得数字信号后输入控制器8，所述控制器8根据检测到的质量结合采样瓶1固定的体积计算确定质量浓度，且根据计算结果控制电磁阀的启闭，如在质量浓度超出范围时，则控制电磁阀关闭，在质量浓度低于范围时，控制电磁阀开启，以实现对空气的连续抽取和颗粒物采集。
在装置中，优选地，所述每个滤膜3倾斜地固定设置于采样瓶1内。如图1所示，利用3个滤膜3分别呈倾斜方式设置，使得颗粒物与滤膜3更容易接触，提高滤膜的存取颗粒物的效果，进一步地，所述滤膜3可以优选与采样瓶1内壁之间倾斜角为45度，利用45度实现合理的接触，更好地方便颗粒物存留在表面。
并在，对于装置而言，所述出气口4可以优选设置于采样瓶1的底部。即将出气口4设置在最后一个滤膜3的后面，舍得其排出的空气均是经过滤膜过滤后的，提高过滤效果。
在装置检测结果后，可以根据计算结果控制指示灯的亮起或关闭，以实现指示效果，即装置还可以包括指示灯10，所述指示灯10与控制器8的输出端连接。控制器8在计算结果的质量浓度超出范围时，则控制指示灯10亮起，在质量浓度低于范围时，控制指示灯10关闭。
在此基础上，本发明中，所述控制器8优选采用单片机。如采用MSP430单片机，是一种超低功耗微处理器，大大缩小了产品的体积与成本。其主要特点：（1）低电源电压范围。（2）超低功耗，拥有5种低功耗模式。（3）灵活的时钟使用模式。（4）高速的运算能力，16位RISC架构，125ns指令周期。（5）丰富的功能模块，这些功能模块包括：A：多通道10－14位AD转换器；B：双路12位DA转换器；C：比较器；D：液晶驱动器；E：电源电压检测；F：串行口USART(UART/SPI）；G：硬件乘法器；H：看门狗定时器，多个16位、8位定时器；I：DMA控制器。（6）FLASH存储器，不需要额外的高电压就在运行种由程序控制写擦欧哦和段的擦除。由此可以很好地用于本装置中。
综上，本发明提供的空气颗粒物自动采集装置，使得装置可以采集多份颗粒物数据，便于分析和处理，提高自动化效果，使得其可以更精准地检测，提高自动化程度和检测的精准性，可以用于各种场合的空气颗粒物检测中。可以有效解决现有的空气颗粒物采集装置采样瓶内滤膜数量不足，不能同时采集多分粉尘，且无法结合质量检测功能，使得在粉尘采集过程中功能单一的问题。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种空气颗粒物自动采集装置，包括采样瓶（1）、进气管（2）、抽气泵（5），其中进气管（2）连接采样瓶（1）的进气口，且采样瓶（1）的出气口（4）通过气管连接抽气泵（5），其特征在于，还包括若干个滤膜（3）和质量传感器（6）、模数转换器（7）、控制器（8）、显示器（9）及电磁阀（11），所述滤膜（3）分别固定设置于采样瓶（1）内，且质量传感器（6）分别对应设置于每个滤膜（3）的底部；所述电磁阀（11）设置于进气管（2）上；所述质量传感器（6）与模数转换器（8）、控制器（8）的输入端依次相连；所述控制器（8）的输出端与显示器（9）、电磁阀（11）分别相连。
2.根据权利要求1所述空气颗粒物自动采集装置，其特征在于：所述每个滤膜（3）倾斜地固定设置于采样瓶（1）内。
3.根据权利要求2所述空气颗粒物自动采集装置，其特征在于：所述滤膜（3）与采样瓶（1）内壁之间倾斜角为45度。
4.根据权利要求1所述空气颗粒物自动采集装置，其特征在于：所述出气口（4）设置于采样瓶（1）的底部。
5.根据权利要求1所述空气颗粒物自动采集装置，其特征在于：还包括指示灯（10），所述指示灯（10）与控制器（8）的输出端连接。
6.根据权利要求1所述空气颗粒物自动采集装置，其特征在于：所述控制器（8）采用单片机。
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