CN108444879A - 一种空气内粉尘浓度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于借助测量物体的化学或物理性质来测试或分析的设备技术领域，公开了一种空气内粉尘浓度检测装置，包括机架，机架上设有检测部、驱动部和除尘部，检测部包括检测管和粉尘浓度检测仪，检测管上设有吸气口，检测管内壁限位块和挡块；检测管内设有滑板，滑板底部设有推杆，滑板上设有排尘口；驱动部包括第一齿轮、齿条和第二转轴，第一齿轮上设有第一转轴，第二转轴上设有第二齿轮；除尘部包括储水箱和活塞，活塞上设有通孔；活塞下表面设有第三转轴和第三齿轮；储水箱与检测管连通，储水箱底部设有进水管。本发明解决了现有技术在空间较大的地方，而测量仪器的精度有限，不能准确对光的衰减量进行测量，导致粉尘浓度检测不准确的问题。

Description

一种空气内粉尘浓度检测装置

技术领域

本发明属于借助测量物体的化学或物理性质来测试或分析的设备领域，具体涉及一种空气内粉尘浓度检测装置。

背景技术

粉尘，又称灰尘、尘埃、烟尘、矿尘、砂尘、粉末，是指悬浮在空气中的固体微粒。粉尘是人类健康的天敌，是诱发多种疾病的主要原因。因此在生活中常需要对空气中的粉尘浓度进行检测，以判断是否需要对空气进行净化，从而保证人们的健康。

目前，粉尘浓度检测主要包括电容法、β射线法、光散射法、光吸收法、摩擦电法等粉尘浓度在线测量方法。电容法的测量原理简单，但电容测量值与浓度之间并非一一对应的线性关系，电容的测量值易受相分布及流型变化的影响，导致较大的测量误差；β射线法虽然测量准确，但需要对粉尘进行采样后对比测量，很难实现粉尘浓度的在线检测。因此，目前较为成熟的方式是采用光散射法、光吸收法、摩擦电法进行粉尘浓度在线检测。

其中光散射法是指，当粉尘浓度较高时，光经过粉尘后，光的衰减量较大；而当粉尘浓度较低时，光的衰减小，因此通过判断接收器接收的光的强度，便能实现对粉尘浓度的判断。但是通常需要检测粉尘浓度的地方都是居住地、商场或者其他公共场所，上述地方的空间较大，而测量仪器的精度有限，不能准确的对光的衰减量进行测量，从而会导致粉尘浓度检测不准确。

发明内容

本发明意在提供一种空气内粉尘浓度检测装置，以解决现有技术在空间较大的地方，由于测量仪器的精度有限，不能准确对光的衰减量进行测量，导致粉尘浓度检测不准确的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种空气内粉尘浓度检测装置，包括机架，机架上设有检测部、驱动部和除尘部，检测部包括顶端封闭的检测管和安装在检测管顶部的粉尘浓度检测仪，检测管上部设有吸气口，吸气口内设有将外部气体导入检测管的吸尘单向阀，检测管内壁的下部设有限位块；检测管内壁的上部设有横槽，横槽内滑动连接有挡块，挡块与横槽之间设有弹簧，且挡块远离横槽的一端呈半球状，挡块上设有用于控制粉尘浓度检测仪启动的控制器；检测管内限位块上方滑动连接有滑板，滑板的底部设有推杆；滑板上设有排尘口，排尘口内设有压力阀；

驱动部包括安装在机架上的第一齿轮和与第一齿轮啮合且固定在推杆上的齿条，第一齿轮上设有第一转轴，还包括与第一转轴垂直设置的第二转轴，第一转轴和第二转轴通过锥齿轮组传动，第二转轴上还设有第二齿轮；

除尘部包括储水箱和滑动连接在储水箱内的活塞，储水箱的注有水，活塞上设有通孔，通孔内设有将储水箱内活塞下部的水导入上部的进水单向阀；活塞的下表面还转动连接有贯穿储水箱底端的第三转轴，机架上设有与第二齿轮啮合的第三齿轮，第三转轴包括与第三齿轮配合的花键段；储水箱的顶端与检测管顶端连通，且储水箱与检测管连通处设有将储水箱内的水导入检测管内的出水单向阀；储水箱的底部连接有进水管，进水管内设有将水导入储水箱底部的加水单向阀。

本方案工作原理为：

检测部用于检测空气中的粉尘浓度，其测量原理为，通过将待测量空间的气体吸入检测管内，并将空气进行压缩，使得单位体积内的粉尘浓度变高，从而能使得粉尘浓度检测仪的检测精度更高；通过粉尘浓度检测仪对压缩后的空气内的粉尘浓度进行检测，并通过空气的压缩量进行计算，得到原有的空气内的粉尘浓度。该测量原理能够提高测量的精度。

检测部的具体工作原理为：将外部气体从吸气口吸入检测管内，当滑板与限位块相抵时，即吸入了待测量的空气的量，再使得滑板反向移动，压缩待测量的空气，使得空气内粉尘浓度增加。当滑板与挡块接触时，挤压控制器，使得控制器启动粉尘浓度检测仪，对压缩后的粉尘浓度进行检测，得到粉尘浓度数据。由于限位块和挡块的位置保持不变，因此能够根据滑板移动距离，计算出空气的压缩量，从而计算原有的空气中粉尘的浓度。

驱动部用于驱动除尘部运转，具体工作原理为：推杆移动时，带动第一齿轮转动，并通过锥齿轮组传动，使得第二转轴带动第二齿轮转动，第二齿轮转动带动与之啮合的第三齿轮转动，从而能实现第三转轴的转动。

除尘部用于将水导入检测部内，对检测部的粉尘进行清理，具体工作原理为：第三转轴转动时，由于第三转轴与储水箱的低端构成螺纹副，因此第三转轴会发生移动，从而带动活塞移动。当活塞下移时，将储水箱底部的水通过活塞上的进水单向阀导入储水箱的上部。当活塞上移时，通过进水管将水导入储水箱的底部，并且储水箱上部的水通过出水单向阀导入检测管内。水进入检测管后与粉尘混合，再通过排尘口排出，实现对检测管内的粉尘的清理。

本方案能产生的技术效果是：

1、通过设置检测部，将待检测的空气抽入检测管内，再对空气进行压缩，使得单位体积内的粉尘浓度增加，从而使得粉尘检测仪能更精确的检测粉尘的浓度，再根据空气的压缩比例计算空气的原有粉尘浓度，使得粉尘浓度检测的精度高；

2、由于限位块和挡块的位置始终保持不变，因此每一次吸入空气的量和压缩比例都是一致的，从而能够确保浓度检测的准确性高；

3、通过设置驱动部，能够在推杆带动滑板移动，实现抽入气体和压缩气体的过程中驱动除尘部运动，实现对检测管内的粉尘的清理；

4、通过设置除尘部，能够使得在活塞上移时，将储水箱上部的水导入检测管内，使得水与检测管内的粉尘混合再导出，实现对检测管进行清理；

5、当会活塞下移时，能够将储水箱底部的水导入活塞上部，实现对储水箱上部加水。

以下是基于上述方案的优选方案：

优选方案一：基于基础方案，所述检测管呈L形，且包括竖管和与竖管底端连通的横管，滑板滑动连接在竖管内。

有益效果：清理检测管后导出的水，会沿着横管流动，再进行收集，避免清理检测管后导出的水直接向下掉落导致的检测空间受污染。

优选方案二：基于优选方案一，所述机架上设有驱动推杆移动的气缸。

有益效果：利用气缸驱动，使用和操作都非常方便。

优选方案三：基于优选方案二，所述限位块和挡块均设有至少两块，且均匀分布在检测管内壁。

有益效果：能避免滑板发生倾斜导致的检测管上部的密封效果不好，能使得检测的精度更高。

优选方案四：基于优选方案三，所述限位块和挡块均设有四块。

有益效果：四块限位块和挡块对于滑板的阻挡和支撑效果更佳。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明中A-A的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：检测管1、竖管11、横槽111、限位块112、挡块113、吸气口114、横管12、滑板2、排尘口21、推杆22、齿条3、第一齿轮31、第一转轴311、第一锥齿轮312、第二齿轮32、第二转轴321、第二锥齿轮322、第三齿轮33、储水箱4、活塞41、通孔411、第三转轴42、进水管43、导水管44。

如图1所示，一种空气内粉尘浓度检测装置，包括机架，机架上设有检测部、驱动部和除尘部，检测部包括有竖管11和横管12组成的呈L形的检测管1，且横管12位于竖管11的下方。竖管11的顶端封闭，且竖管11的顶部设有粉尘浓度检测仪，粉尘浓度检测仪包括激光发射器和激光接收器。

竖管11内壁的下部均匀设置有四块限位块112，竖管11内壁位于限位块112上方均匀设置有四个横槽111，横槽111内均滑动连接有挡块113，挡块113与滑槽之间设有弹簧，挡块113远离横槽111的一端呈半球状，左侧的挡块113的底部设有用于控制激光发射器启动的控制器。竖管11内限位块112上方滑动连接有滑板2，滑板2的底部设有贯穿横管12底部的推杆22，机架的底部设有气缸，气缸的活塞杆与推杆22固定连接；滑板2上设有排尘口21，排尘口21内设有压力阀。竖管11内位于横槽111上方设有吸气口114，吸气口114内设有吸尘单向阀，当竖管11顶部的压强减小时，吸气口114从外部吸入气体进入竖管11内。

如图2所示，驱动部和除尘部均位于检测管1的左侧，驱动部包括转动连接在机架上的第一齿轮31和安装在推杆22上与第一齿轮31啮合的齿条3，第一齿轮31上沿横向设有第一转轴311。还包括转动连接在机架上且与第一转轴311垂直的第二转轴321，第一转轴311和第二转轴321通过锥齿轮组传动，锥齿轮组包括安装在第一转轴311左端的第一锥齿轮312和位于第二转轴321底端的第二锥齿轮322；第二转轴321的顶端设有第二齿轮32，机架上还设有与第二齿轮32啮合的第三齿轮33。

除尘部位于驱动部上方，且除尘部包括储水箱4和滑动连接在储水箱4内的活塞41。活塞41的底部转动连接有第三转轴42，第三转轴42贯穿储水箱4底端，第三转轴42包括螺纹段和位于螺纹段下方与第三齿轮33配合的花键段，储水箱4底端设有与螺纹段配合的螺纹孔。

储水箱4左侧壁下部连通有进水管43，进水管43内设有加水单向阀，当储水箱4下部压强减小时，加水单向阀打开，将水导入储水箱4下部。活塞41上设有通孔411，通孔411内设有进水单向阀，当储水箱4下部压强增大时，进水单向阀打开，将储水箱4下部的水导入储水箱4上部。储水箱4的顶端设有与竖管11顶端连通的导水管44，导水管44内设有出水单向阀，当储水箱4上部的压强增大时，出水单向阀打开，将储水箱4上部的水导入竖管11内。

具体工作过程为：当需要检测空气内粉尘浓度时，启动气缸，气缸带动推杆22下移，从而使得滑板2下移，将气体通过吸气口114抽入竖管11内。并且推杆22下移时，会带动齿条3下移，从而使得第一齿轮31正转，并通过第一锥齿轮312和第二锥齿轮322传动，使得第二转轴321带动第二齿轮32转动，从而驱动第三齿轮33转动。第三齿轮33转动带动与之配合的花键段转动，从而使得第三转轴42转动。

由于第三转轴42的螺纹段与储水箱4上的螺纹孔配合，因此第三转轴42在转动的同时带动活塞41下移。活塞41下移使得储水箱4下部的压强增大，因此进水单向阀打开，储水箱4下部的水通过通孔411进入储水箱4上部。

当滑板2下移至与限位块112相抵时，使得气缸反向移动，带动推杆22上移。当推杆22带动滑板2上移至与挡块113底端相抵时，滑板2与左侧的挡块113底部的控制器接触，触发控制器，使得控制器控制激光发射器启动，从而使得激光发射器发射出红外线，并通过激光接收器接收红外线，红外线在经过粉尘时会有所衰减，通过计算衰减量，便能够计算粉尘的浓度。由于限位块112与挡块113之间的距离保持不变，因此进入竖管11的气体被压缩的比例一定，根据压缩比例能够计算出原有体积的气体内的粉尘浓度。

当粉尘浓度检测完后，气缸带动推杆22持续上移，使得滑板2挤压挡块113上的半球部，从而使得挡块113滑入横槽111内。并且推杆22上移时，会使得齿条3上移，从而使得第一齿轮31反转，并通过锥齿轮组和第二齿轮32的传动，使得第三转轴42转动并上移；此时，活塞41上移，储水箱4下部的压强减小，加水单向阀打开，通过进水管43向储水箱4下部加水。且储水箱4上部的压强增大，出水单向阀打开，将储水箱4上部的水通过导水管44导入竖管11的上部。

水进入竖管11，并配合推杆22带动滑板2上移，使得竖管11上部的压强增大，当压强大于压力阀的阀值时，压力阀打开。水与竖管11内的粉尘混合后通过排尘口21排出，并沿着竖管11流至横管12内，再通过横管12导出，实现对竖管11内粉尘的清理。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本专利实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.一种空气内粉尘浓度检测装置，包括机架，其特征在于：机架上设有检测部、驱动部和除尘部，检测部包括顶端封闭的检测管和安装在检测管顶部的粉尘浓度检测仪，检测管上部设有吸气口，吸气口内设有将外部气体导入检测管的吸尘单向阀，检测管内壁的下部设有限位块；检测管内壁的上部设有横槽，横槽内滑动连接有挡块，挡块与横槽之间设有弹簧，且挡块远离横槽的一端呈半球状，挡块上设有用于控制粉尘浓度检测仪启动的控制器；检测管内限位块上方滑动连接有滑板，滑板的底部设有推杆；滑板上设有排尘口，排尘口内设有压力阀；

驱动部包括安装在机架上的第一齿轮和与第一齿轮啮合且固定在推杆上的齿条，第一齿轮上设有第一转轴，还包括与第一转轴垂直设置的第二转轴，第一转轴和第二转轴通过锥齿轮组传动，第二转轴上还设有第二齿轮；

除尘部包括储水箱和滑动连接在储水箱内的活塞，储水箱底部注有水，活塞上设有通孔，通孔内设有将储水箱内活塞下部的水导入上部的进水单向阀；活塞的下表面还转动连接有贯穿储水箱底端的第三转轴，第三转轴与储水箱底部构成螺纹副；机架上设有与第二齿轮啮合的第三齿轮，第三转轴包括与第三齿轮配合的花键段；储水箱的顶端与检测管顶端连通，且储水箱与检测管连通处设有将储水箱内的水导入检测管内的出水单向阀；储水箱的底部连接有进水管，进水管内设有将水导入储水箱底部的加水单向阀。

2.根据权利要求1所述的空气内粉尘浓度检测装置，其特征在于：所述检测管呈L形，且包括竖管和与竖管底端连通的横管，滑板滑动连接在竖管内。

3.根据权利要求2所述的空气内粉尘浓度检测装置，其特征在于：所述机架上设有驱动推杆移动的气缸。

4.根据权利要求3所述的空气内粉尘浓度检测装置，其特征在于：所述限位块和挡块均设有至少两块，且均匀分布在检测管内壁。

5.根据权利要求4所述的空气内粉尘浓度检测装置，其特征在于：所述限位块和挡块均设有四块。