CN107726488A - 一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统 - Google Patents

一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，包括轨道、发射器、接收器、移动机构、调节机构和空气净化机构，移动机构包括移动块、第一电机、圆柱齿轮、齿条和滑动杆，调节机构包括驱动室、第二电机、第一锥齿轮、两个调节单元和调节板，空气净化机构包括净化室、风机、过滤组件和杀菌组件，该具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，通过移动机构驱动其中的CO/VI检测仪沿着隧道来回移动，同时通过调节机构调节CO/VI检测仪的高度，从而提高了对空气的监测范围，实现动态监测，监测效果更好；另外，其中的空气净化机构能够随着检测仪移动，扩大净化范围，增强了净化效果，从而能够更好地提高隧道内空气的质量。

Description

一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统
技术领域
本发明涉及监测设备领域，特别涉及一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统。
背景技术
隧道是一种特殊的管状构造物，由于空间小，具有密封性的特点，行经隧道的车辆所排放的废气，若不及时合理地排放出去，会造成CO和悬浮颗粒物的聚集，将直接关系到行经隧道的车辆司乘人员和维护工作人员的人身安全，为了对隧道的能见度和CO浓度情况进行全天候的有效监测，自动化的CO/VI检测仪在现代交通中已经是不可或缺的检测设备。
然而，现有的CO/VI检测仪在工作时仍存在一定缺陷：比如，由于检测仪是固定安装在隧道内的，故其不可移动，仅能够对部分范围的空气质量进行监测，使得监测效果欠佳；另外，检测仪将检测的数据反馈后，隧道内会启动风机进行强行通风或采取其他应对措施，但是由于一些隧道比较长，这样的方式对于提高隧道内空气的质量，效果仍是有限的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，包括轨道、发射器、接收器、移动机构、调节机构和空气净化机构，所述移动机构设置在轨道和调节机构之间，所述发射器和接收机均设置在调节机构的下方，所述发射器和接收器正对设置，所述空气净化机构设置在调节机构上；
所述移动机构包括移动块、第一电机、圆柱齿轮、齿条和滑动杆，所述移动块的顶面设有第一凹槽，所述第一电机、圆柱齿轮和滑动杆均设置在第一凹槽内，所述第一电机与圆柱齿轮传动连接，所述轨道的底面设有第二凹槽，所述第二凹槽沿着轨道水平设置，所述齿条设置在第二凹槽内，所述齿条沿着第二凹槽水平设置，所述圆柱齿轮与齿条啮合，所述滑动杆竖向设置在第一凹槽内，所述滑动杆的顶端设有限位块，所述轨道的底面设有限位槽，所述限位槽沿着轨道水平设置，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽匹配且滑动连接；
所述调节机构包括驱动室、设置在驱动室内的第二电机、第一锥齿轮、两个调节单元和设置在驱动室外的调节板，所述驱动室设置在移动块的下方，所述第二电机竖向朝下设置，所述第二电机与第一锥齿轮传动连接，两个调节单元分别位于第一锥齿轮的两侧，两个调节单元关于第一锥齿轮对称设置，所述调节板水平设置在两个调节单元的下方，两个调节单元关于调节板对称设置；
所述调节单元包括丝杆、第二锥齿轮、滑块和连杆，所述丝杆水平设置，所述丝杆通过第一轴承与驱动室的一侧连接，所述第一轴承和第二锥齿轮分别设置在丝杆的两端，所述第二锥齿轮套设在丝杆上，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，所述滑块上设有螺纹孔，所述丝杆经螺纹孔穿过滑块且丝杆与滑块螺纹连接，所述驱动室的顶面水平设有滑槽，所述滑块的顶部位于滑槽内，所述滑块与滑槽匹配且滑动连接，所述驱动室的底面设有开口，所述连杆的一端与滑块铰接，所述连杆的另一端经开口与调节板铰接，所述发射器和接收器均设置在调节板的下方，所述空气净化机构设置在调节板的下方；
所述空气净化机构包括净化室、风机、过滤组件和杀菌组件，所述净化室的两侧分别设有进风口和出风口，所述风机有两个，两个风机分别设置在进风口和出风口内，所述过滤组件和杀菌组件均设置在净化室内，所述过滤组件位于杀菌组件的一侧。
作为优选，为了增强过滤效果，所述过滤组件包括前置水洗过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网，所述前置水洗过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网由进风口向出风口的方向依次设置。
作为优选，为了增强杀菌效果，所述杀菌组件包括固定轴、桨叶、转动轴、转盘和紫外线灯，所述净化室内设有固定杆，所述固定杆的两端分别与净化室的顶面和底面连接，所述固定轴水平设置，所述固定轴的一端与固定杆连接，所述桨叶通过第一轴承与固定轴的另一端连接，所述桨叶沿着第一轴承的中心自转，所述转动轴与固定轴同轴设置，所述转动轴沿着自身的轴线自转，所述转动轴与桨叶传动连接，所述转盘与转动轴垂直，所述转盘的中心固定在转动轴的远离桨叶的一侧，所述转盘设置在转动轴和紫外线灯之间，所述紫外线灯水平设置在转盘的边缘处。
作为优选，为了增强净化效果，所述调节板和净化室之间设有转向机构，所述转向机构包括第三电机、主动轮、皮带、从动轮和转轴，所述第三电机与主动轮传动连接，所述转轴竖向设置，所述转轴的顶端通过第二轴承与调节板连接，所述转轴的底端与净化室连接，所述从动轮套设在转轴上，所述主动轮通过皮带与从动轮传动连接。
作为优选，为了提高排出空气的质量，所述净化室上设有监控机构，所述监控机构包括空气质量传感器和回流管，所述空气质量传感器设置在出风口内，所述回流管设置在出风口和净化室之间，所述出风口通过回流管与净化室的内部连通。
作为优选，为了自动提示更换配件，所述净化室上设有扬声器，所述驱动室内还设有PLC，所述空气质量传感器和扬声器均与PLC电连接。
作为优选，为了提高发射器和接收器移动的稳定性，所述限位槽为燕尾槽。
作为优选，为了使得发射器和接收器快速升降，所述丝杆的制作材料为不锈钢。
作为优选，为了便于控制调节板的升降距离，所述调节板上设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第二电机均与PLC电连接。
作为优选，为了使各机构的工作状态智能化，所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。
本发明的有益效果是，该具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，通过移动机构驱动其中的CO/VI检测仪沿着隧道来回移动，同时通过调节机构调节CO/VI检测仪的高度，从而提高了对空气的监测范围，实现动态监测，监测效果更好；另外，其中的空气净化机构能够随着检测仪移动，扩大净化范围，增强了净化效果，从而能够更好地提高隧道内空气的质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统的结构示意图。
图2是本发明的一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统的轨道与移动机构的连接结构示意图。
图3是本发明的一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统的空气净化机构的结构示意图。
图4是本发明的一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统的转向机构的结构示意图。
图中：1.轨道，2.发射器，3.接收器，4.移动块，5.第一电机，6.圆柱齿轮，7.齿条，8.滑动杆，9.驱动室，10.第二电机，11.第一锥齿轮，12.调节板，13.丝杆，14.第二锥齿轮，15.滑块，16.连杆，17.净化室，18.风机，19.前置水洗过滤网，20.HEPA过滤网，21.活性炭过滤网，22.固定轴，23.桨叶，24.转动轴，25.转盘，26.紫外线灯，27.第三电机，28.主动轮，29.皮带，30.从动轮，31.转轴，32.空气质量传感器，33.回流管。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-4所示，一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，包括轨道1、发射器2、接收器3、移动机构、调节机构和空气净化机构，所述移动机构设置在轨道1和调节机构之间，所述发射器2和接收机均设置在调节机构的下方，所述发射器2和接收器3正对设置，所述空气净化机构设置在调节机构上；
通过移动机构驱动其中的CO/VI检测仪沿着隧道来回移动，同时通过调节机构调节CO/VI检测仪的高度，从而提高了对空气的监测范围，实现动态监测，监测效果更好；另外，其中的空气净化机构能够随着检测仪移动，扩大净化范围，增强了净化效果，从而能够更好地提高隧道内空气的质量。
所述移动机构包括移动块4、第一电机5、圆柱齿轮6、齿条7和滑动杆8，所述移动块4的顶面设有第一凹槽，所述第一电机5、圆柱齿轮6和滑动杆8均设置在第一凹槽内，所述第一电机5与圆柱齿轮6传动连接，所述轨道1的底面设有第二凹槽，所述第二凹槽沿着轨道1水平设置，所述齿条7设置在第二凹槽内，所述齿条7沿着第二凹槽水平设置，所述圆柱齿轮6与齿条7啮合，所述滑动杆8竖向设置在第一凹槽内，所述滑动杆8的顶端设有限位块，所述轨道1的底面设有限位槽，所述限位槽沿着轨道1水平设置，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽匹配且滑动连接；
所述调节机构包括驱动室9、设置在驱动室9内的第二电机10、第一锥齿轮11、两个调节单元和设置在驱动室9外的调节板12，所述驱动室9设置在移动块4的下方，所述第二电机10竖向朝下设置，所述第二电机10与第一锥齿轮11传动连接，两个调节单元分别位于第一锥齿轮11的两侧，两个调节单元关于第一锥齿轮11对称设置，所述调节板12水平设置在两个调节单元的下方，两个调节单元关于调节板12对称设置；
所述调节单元包括丝杆13、第二锥齿轮14、滑块15和连杆16，所述丝杆13水平设置，所述丝杆13通过第一轴承与驱动室9的一侧连接，所述第一轴承和第二锥齿轮14分别设置在丝杆13的两端，所述第二锥齿轮14套设在丝杆13上，所述第二锥齿轮14与第一锥齿轮11啮合，所述滑块15上设有螺纹孔，所述丝杆13经螺纹孔穿过滑块15且丝杆13与滑块15螺纹连接，所述驱动室9的顶面水平设有滑槽，所述滑块15的顶部位于滑槽内，所述滑块15与滑槽匹配且滑动连接，所述驱动室9的底面设有开口，所述连杆16的一端与滑块15铰接，所述连杆16的另一端经开口与调节板12铰接，所述发射器2和接收器3均设置在调节板12的下方，所述空气净化机构设置在调节板12的下方；
所述空气净化机构包括净化室17、风机18、过滤组件和杀菌组件，所述净化室17的两侧分别设有进风口和出风口，所述风机18有两个，两个风机18分别设置在进风口和出风口内，所述过滤组件和杀菌组件均设置在净化室17内，所述过滤组件位于杀菌组件的一侧。
首先将轨道1沿着隧道内部安装，启动第一电机5，第一电机5驱动圆柱齿轮6转动，使得移动块4沿着导轨水平移动，从而使得CO/VI检测仪的发射器2和接收器3沿着隧道来回移动，同时，启动第二电机10，第二电机10驱动第一锥齿轮11转动，第一锥齿轮11分别通过两个第二锥齿轮14驱动两个丝杆13反向转动，使得两个滑块15相向或相反运动，两个滑块15分别通过两个连杆16驱动调节板12向下或者向上运动，从而调节CO/VI检测仪的发射器2和接收器3的高度，从而提高了对空气的监测范围，实现动态监测，监测效果更好；另外，通过风机18将有害气体抽入净化室17内，有害气体通过过滤组件和杀菌组件的净化后排出净化室17，实现对空气的净化处理，同时，净化室17能够随着检测仪移动，扩大净化范围，增强了净化效果，从而能够更好地提高隧道内空气的质量。
作为优选，为了增强过滤效果，所述过滤组件包括前置水洗过滤网19、HEPA过滤网20和活性炭过滤网21，所述前置水洗过滤网19、HEPA过滤网20和活性炭过滤网21由进风口向出风口的方向依次设置，风机18工作，设置在进风口内的风机18将有害气体抽进净化室17内，气体先通过前置水洗过滤网19，由前置水洗过滤网19将大颗粒的粉尘过滤掉，再通过HEPA过滤网20，由于HEPA过滤网20对直径为0.3微米以上的微粒去除效率可达到99.7％以上，故能将小颗粒的粉尘进行过滤，最后再通过活性炭过滤网21，由于活性炭过滤网21采用通孔结构的铝蜂窝、塑料蜂窝、纸蜂窝为载体，具有高效的吸附性能，故能将气体中的有害成分进行吸附，从而增强了过滤效果。
作为优选，为了增强杀菌效果，所述杀菌组件包括固定轴22、桨叶23、转动轴24、转盘25和紫外线灯26，所述净化室17内设有固定杆，所述固定杆的两端分别与净化室17的顶面和底面连接，所述固定轴22水平设置，所述固定轴22的一端与固定杆连接，所述桨叶23通过第一轴承与固定轴22的另一端连接，所述桨叶23沿着第一轴承的中心自转，所述转动轴24与固定轴22同轴设置，所述转动轴24沿着自身的轴线自转，所述转动轴24与桨叶23传动连接，所述转盘25与转动轴24垂直，所述转盘25的中心固定在转动轴24的远离桨叶23的一侧，所述转盘25设置在转动轴24和紫外线灯26之间，所述紫外线灯26水平设置在转盘25的边缘处，经过滤后的气体再通过杀菌组件进行杀菌处理：当气体流经桨叶23时，驱动桨叶23转动，桨叶23驱动转动轴24旋转，使得转盘25旋转，转盘25驱动紫外线灯26旋转，对空气形成扰动，延长紫外线灯26的辐射面与空气的接触时间，从而增强了杀菌效果。
作为优选，为了增强净化效果，所述调节板12和净化室17之间设有转向机构，所述转向机构包括第三电机27、主动轮28、皮带29、从动轮30和转轴31，所述第三电机27与主动轮28传动连接，所述转轴31竖向设置，所述转轴31的顶端通过第二轴承与调节板12连接，所述转轴31的底端与净化室17连接，所述从动轮30套设在转轴31上，所述主动轮28通过皮带29与从动轮30传动连接，第三电机27驱动主动轮28转动，主动轮28通过皮带29驱动从动轮30转动，使得转轴31带动净化室17转动，增大净化范围，从而增强净化效果。
作为优选，为了提高排出空气的质量，所述净化室17上设有监控机构，所述监控机构包括空气质量传感器32和回流管33，所述空气质量传感器32设置在出风口内，所述回流管33设置在出风口和净化室17之间，所述出风口通过回流管33与净化室17的内部连通，当空气质量传感器32检测到排出的空气质量不达标时，可通过回流管33使不达标的空气回流到净化室17内部，重新进行净化，从而提高排出空气的质量。
作为优选，为了自动提示更换配件，所述净化室17上设有扬声器，所述驱动室9内还设有PLC，所述空气质量传感器32和扬声器均与PLC电连接，当空气质量传感器32检测到排出的空气质量不达标时，将信号传给PLC，PLC控制扬声器工作，当扬声器连续多次发出提示音时，说明净化室17内的过滤配件需要更换，从而实现了自动提示。
作为优选，为了提高发射器2和接收器3移动的稳定性，所述限位槽为燕尾槽，故能避免移动块4发生晃动，使其移动得更稳定，从而提高发射器2和接收器3移动的稳定性。
作为优选，为了使得发射器2和接收器3快速升降，所述丝杆13的制作材料为不锈钢，由于不锈钢不易被腐蚀，故能避免影响滑块15的移动速度，从而使调节板12带动发射器2和接收器3快速升降。
作为优选，为了便于控制调节板12的升降距离，所述调节板12上设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第二电机10均与PLC电连接，红外线测距仪能够检测调节板12距轨道1的距离，并将距离信号传给PLC，PLC再控制第二电机10工作，从而便于控制调节板12的升降距离。
作为优选，为了使各机构的工作状态智能化，所述第一电机5、第二电机10和第三电机27均为伺服电机。
与现有技术相比，该具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，通过移动机构驱动其中的CO/VI检测仪沿着隧道来回移动，同时通过调节机构调节CO/VI检测仪的高度，从而提高了对空气的监测范围，实现动态监测，监测效果更好；另外，其中的空气净化机构能够随着检测仪移动，扩大净化范围，增强了净化效果，从而能够更好地提高隧道内空气的质量。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，其特征在于，包括轨道、发射器、接收器、移动机构、调节机构和空气净化机构，所述移动机构设置在轨道和调节机构之间，所述发射器和接收机均设置在调节机构的下方，所述发射器和接收器正对设置，所述空气净化机构设置在调节机构上；
所述移动机构包括移动块、第一电机、圆柱齿轮、齿条和滑动杆，所述移动块的顶面设有第一凹槽，所述第一电机、圆柱齿轮和滑动杆均设置在第一凹槽内，所述第一电机与圆柱齿轮传动连接，所述轨道的底面设有第二凹槽，所述第二凹槽沿着轨道水平设置，所述齿条设置在第二凹槽内，所述齿条沿着第二凹槽水平设置，所述圆柱齿轮与齿条啮合，所述滑动杆竖向设置在第一凹槽内，所述滑动杆的顶端设有限位块，所述轨道的底面设有限位槽，所述限位槽沿着轨道水平设置，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽匹配且滑动连接；
所述调节机构包括驱动室、设置在驱动室内的第二电机、第一锥齿轮、两个调节单元和设置在驱动室外的调节板，所述驱动室设置在移动块的下方，所述第二电机竖向朝下设置，所述第二电机与第一锥齿轮传动连接，两个调节单元分别位于第一锥齿轮的两侧，两个调节单元关于第一锥齿轮对称设置，所述调节板水平设置在两个调节单元的下方，两个调节单元关于调节板对称设置；
所述调节单元包括丝杆、第二锥齿轮、滑块和连杆，所述丝杆水平设置，所述丝杆通过第一轴承与驱动室的一侧连接，所述第一轴承和第二锥齿轮分别设置在丝杆的两端，所述第二锥齿轮套设在丝杆上，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，所述滑块上设有螺纹孔，所述丝杆经螺纹孔穿过滑块且丝杆与滑块螺纹连接，所述驱动室的顶面水平设有滑槽，所述滑块的顶部位于滑槽内，所述滑块与滑槽匹配且滑动连接，所述驱动室的底面设有开口，所述连杆的一端与滑块铰接，所述连杆的另一端经开口与调节板铰接，所述发射器和接收器均设置在调节板的下方，所述空气净化机构设置在调节板的下方；
所述空气净化机构包括净化室、风机、过滤组件和杀菌组件，所述净化室的两侧分别设有进风口和出风口，所述风机有两个，两个风机分别设置在进风口和出风口内，所述过滤组件和杀菌组件均设置在净化室内，所述过滤组件位于杀菌组件的一侧。
2.如权利要求1所述的具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，其特征在于，所述过滤组件包括前置水洗过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网，所述前置水洗过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网由进风口向出风口的方向依次设置。
3.如权利要求1所述的具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，其特征在于，所述杀菌组件包括固定轴、桨叶、转动轴、转盘和紫外线灯，所述净化室内设有固定杆，所述固定杆的两端分别与净化室的顶面和底面连接，所述固定轴水平设置，所述固定轴的一端与固定杆连接，所述桨叶通过第一轴承与固定轴的另一端连接，所述桨叶沿着第一轴承的中心自转，所述转动轴与固定轴同轴设置，所述转动轴沿着自身的轴线自转，所述转动轴与桨叶传动连接，所述转盘与转动轴垂直，所述转盘的中心固定在转动轴的远离桨叶的一侧，所述转盘设置在转动轴和紫外线灯之间，所述紫外线灯水平设置在转盘的边缘处。
4.如权利要求1所述的具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，其特征在于，所述调节板和净化室之间设有转向机构，所述转向机构包括第三电机、主动轮、皮带、从动轮和转轴，所述第三电机与主动轮传动连接，所述转轴竖向设置，所述转轴的顶端通过第二轴承与调节板连接，所述转轴的底端与净化室连接，所述从动轮套设在转轴上，所述主动轮通过皮带与从动轮传动连接。
5.如权利要求1所述的具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，其特征在于，所述净化室上设有监控机构，所述监控机构包括空气质量传感器和回流管，所述空气质量传感器设置在出风口内，所述回流管设置在出风口和净化室之间，所述出风口通过回流管与净化室的内部连通。
6.如权利要求1所述的具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，其特征在于，所述净化室上设有扬声器，所述驱动室内还设有PLC，所述空气质量传感器和扬声器均与PLC电连接。
7.如权利要求1所述的具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，其特征在于，所述限位槽为燕尾槽。
8.如权利要求1所述的具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，其特征在于，所述丝杆的制作材料为不锈钢。
9.如权利要求6所述的具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，其特征在于，所述调节板上设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第二电机均与PLC电连接。
10.如权利要求4所述的具有净化功能的高效隧道空气质量检测系统，其特征在于，所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。
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