CN110426330A - 畜禽舍颗粒物浓度监测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及畜禽舍环境监测技术领域，公开了一种畜禽舍颗粒物浓度监测设备，包括激光测量单元，激光测量单元包括光路连接的光源模块和采集处理模块；畜禽舍颗粒物浓度监测设备还包括空气流道，光源模块与采集处理模块分别设于空气流道的两侧，空气流道的入口处设有金属网，空气流道内还设有用于使空气流过空气流道的风机。本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，通过金属网过滤羽毛等大颗粒物，防止激光测量探头堵塞，有效提高检测设备在畜禽舍内的使用效果；同时，激光测量单元保持了现有测量设备测量便携、反应速度快且价格便宜，从而使本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备能够有效满足大规模、多点测量的应用需求。
Description
技术领域
本发明涉及畜禽舍环境监测技术领域，特别是涉及一种畜禽舍颗粒物浓度监测设备。
背景技术
随着规模化和集约化的养殖模式在我国的不断推广与发展，畜禽舍饲养密度大、空间相对狭小，导致舍内出现粉尘浓度过高等环境问题。
畜禽舍内的粉尘颗粒物是真菌抱子、细菌、病毒等的主要载体，具有毒性强、浓度高和传播广的特点。粉尘浓度过高不但会严重危害舍内工作人员和畜禽的健康，还会影响舍内设备的正常运行，甚至对畜禽舍周边环境产生不良影响。
如何有效控制畜禽舍内的粉尘颗粒物的产生和排放是农业工程师们亟需解决的问题，而准确监测舍内的粉尘浓度以获取粉尘颗粒物的产生和扩散特性是开发畜禽舍降尘除尘技术设备的前提和关键。畜禽舍内环境特殊，现有的颗粒物浓度测量设备无法长期稳定监测运行，易出现探头堵塞、敏感元器件受腐蚀等问题；而满足畜禽舍环境要求的国外设备如TEOM等，价格昂贵、维护操作繁杂，难以进行大规模、多点测量。
发明内容
本发明实施例提供一种畜禽舍颗粒物浓度监测设备，用以解决或部分解决现有的颗粒物浓度测量设备在畜禽舍内无法长期稳定监测运行，易出现探头堵塞的问题。
本发明实施例提供一种畜禽舍颗粒物浓度监测设备，包括激光测量单元，所述激光测量单元包括光路连接的光源模块和采集处理模块，所述畜禽舍颗粒物浓度监测设备还包括空气流道，所述光源模块与所述采集处理模块分别设于所述空气流道的两侧，所述空气流道的入口处设有金属网，所述空气流道内还设有用于使空气流过所述空气流道的风机。
本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，激光测量单元基于现有的颗粒物浓度测量设备进行配置，光源模块包括激光发射器和扩束透镜，采集处理模块包括光电转换装置。光源模块与采集处理模块分别设于空气流道的两侧，从而可以对流过空气流道的空气进行颗粒物浓度监测。风机转动产生流过空气流道的气流，空气流道的入口处设有金属网，畜禽舍内的空气需穿过金属网进入空气流道，羽毛等大颗粒物将被金属网清除、阻挡在测量区域外，从而为测量提供一个相对洁净的环境，有效防止激光测量探头堵塞。因此，本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，通过金属网过滤羽毛等大颗粒物，防止激光测量探头堵塞，有效提高检测设备在畜禽舍内的使用效果；同时，激光测量单元保持了现有测量设备测量便携、反应速度快且价格便宜的优势，从而使本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备能够有效满足大规模、多点测量的应用需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的入口清扫单元结构示意图；
图3为本发明又一实施例提供的水膜净化单元结构示意图；
图4为本发明再一实施例提供的水槽侧壁结构示意图；
图中：1、光源模块；2、采集处理模块；3、空气流道；4、金属网；5、风机；6、分水器；7、集水器；8、水槽；9、循环水泵；10、回水口；11、换水排水口；12、换水进水口；13、刷头；14、转臂；15、电机；16、新风口；17、防水条。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。
如图1-4所示，本发明实施例提供了一种畜禽舍颗粒物浓度监测设备，包括激光测量单元，激光测量单元包括光路连接的光源模块1和采集处理模块2；畜禽舍颗粒物浓度监测设备还包括空气流道3，光源模块1与采集处理模块2分别设于空气流道3的两侧，空气流道3的入口处设有金属网4，空气流道3内还设有用于使空气流过空气流道3的风机5。
现有的颗粒物浓度测量设备基于激光散射原理，通过激光器发出测量激光，经扩束透镜后穿过待测空气区域，并经光电转换获取待测空气区域内的PM2.5、PM10以及TSP等颗粒物的浓度信息，具有测量便携、反应速度快及价格便宜等优势。本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，激光测量单元基于现有的颗粒物浓度测量设备进行配置，光源模块1包括激光发射器和扩束透镜，采集处理模块2包括光电转换装置。光源模块1与采集处理模块2分别设于空气流道3的两侧，从而可以对流过空气流道3的空气进行颗粒物浓度监测。风机5转动产生流过空气流道3的气流，空气流道3的入口处设有金属网4，畜禽舍内的空气需穿过金属网4进入空气流道3，羽毛等大颗粒物将被金属网4清除、阻挡在测量区域外，从而为测量提供一个相对洁净的环境，有效防止激光测量探头堵塞。
因此，本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，通过金属网4过滤羽毛等大颗粒物，防止激光测量探头堵塞，有效提高检测设备在畜禽舍内的使用效果；同时，激光测量单元测量便携、反应速度快且价格便宜，从而使本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备能够有效满足大规模、多点测量的应用需求。
进一步地，本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，还可以包括设于空气流道3内的水膜净化单元。水膜净化单元位于金属网4和激光测量单元之间，水膜净化单元包括分水器6和集水器7，集水器7低于分水器6，分水器6和集水器7之间的空气流道3内壁面为弧形面，从分水器6流入空气流道3的水在弧形面形成水膜并从集水器7流出。畜禽舍的空气经金属网4进入空气流道3内部后，其内含有的氨水等水溶性有害气体可以一定程度上被分水器6和集水器7在空气流道3内壁面形成的水膜所吸收，从而减少设备腐蚀，有利于监测设备在畜禽舍内的长期、稳定使用。为了提高水膜表面积，增大氨水等水溶性有害气体与水膜的有效接触，分水器6可以有两个，集水器7位于两个分水器6之间。
本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，如图3所示，水膜净化单元还可以包括水槽8和循环水泵9。水槽8设于集水器7下方，集水器7设有与集水器7连通的回水口10，水槽8的底部和分水器6的进水口通过循环水泵9连接。从分水器6流出的水在分水器6和集水器7之间的弧形面形成水膜，水膜的水在集水器7汇集并通过回水口10流入水槽8，循环水泵9将水槽8内的水输送给分水器6，从而形成循环用水。如图4所示，水槽8的侧壁可以设有换水排水口11和换水进水口12，换水进水口12高于换水排水口11；当循环水使用一段时间，吸收了较多的水溶性有害气体后，可以通过换水排水口11将原有污水排出并通过换水进水口12给水槽8重新注水。
为了便于对空气流道3入口处设置的金属网4进行清扫，如图2所示，可以在空气流道3外侧壁靠近入口处设置入口清扫单元，入口清扫单元可以包括依次连接的刷头13、转臂14和电机15，转臂14一端固定刷头13，另一端安装于电机15的转轴，电机15用于通过转臂14带动刷头13扫刷金属网4。当需要清洁金属网4时，打开电机15，电机15带动转臂14旋转，并使转臂14端部固定的刷头13扫过金属网4，刷头13的刷毛将对金属网4上吸附的羽毛等大颗粒无进行清扫。为了提高扫刷效果，可以在金属网4的两侧分别设置一套入口清扫单元，使其两个刷头13循环转动依次刷过金属网4，两套入口清扫单元共同对金属网4进行清扫。
本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，还可以包括有相连接的新风口16和新风管。新风口16开设于空气流道3位于水膜净化单元和激光测量单元之间的侧壁，空气流道3通过新风口16和新风管与畜禽舍外部新鲜空气连通。从而可以通过新风管和新风口16，将畜禽舍外部新鲜空气吸入空气流道3，对空气流道3进行冲刷，取出空气流道3内可能积存的杂质，保证空气流道3的洁净。另外，通过引入新风冲刷空气流道3时，可以增大空气流道3内风机5的转速，以提供更强的冲刷气流。
本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，为了防止水膜的水流入颗粒物的监测区域，可以在空气流道3位于水膜净化单元和新风口16之间的侧壁壁面设有防水条17；另外，新风管可以采用特氟龙软管。
需要指出，本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，可以具有监测模式和自清洁模式。比如，监测模式时，畜禽舍内空气通过风机5旋转所形成的负压被抽入空气流道3；畜禽舍空气经金属网4时，羽毛类的大颗粒物被清除；空气经过壁面附着有水膜段的空气流道3时，氨气等水溶性有害气体可一定程度被吸收，以减少设备腐蚀；进入空气流道3内的空气经过光源模块1与采集处理模块2之间的测量区域时，激光测量单元基于激光散射原理获得畜禽舍内PM2.5、PM10以及TSP等颗粒物的浓度情况；采集处理模块2还可以包括有数据处理装置，将测量数据通过显示屏实时显示在设备表面，或者离线存储到存储卡上，又或者通过无线传输直接发送给网络，存入云端数据库。进入自清洁模式，停止监测和数据采集，可以打开入口清扫单元的电机15，通过刷头13对金属网4进行扫刷；可以提高电机15转速，通过新风口16和新风管引入新风冲刷空气流道3，自清洁模式关闭时，关闭新风口16和新风管。监测模式与自清洁模式可以设置为交替运行，以延长设备的使用寿命、保证数据采集的可靠性和准确性。
由以上实施例可以看出，本发明提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，激光测量单元基于现有的颗粒物浓度测量设备进行配置，光源模块1包括激光发射器和扩束透镜，采集处理模块2包括光电转换装置。光源模块1与采集处理模块2分别设于空气流道3的两侧，从而可以对流过空气流道3的空气进行颗粒物浓度监测。风机5转动产生流过空气流道3的气流，空气流道3的入口处设有金属网4，畜禽舍内的空气需穿过金属网4进入空气流道3，羽毛等大颗粒物将被金属网4清除、阻挡在测量区域外，从而为测量提供一个相对洁净的环境，有效防止激光测量探头堵塞。因此，本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，通过金属网4过滤羽毛等大颗粒物，防止激光测量探头堵塞，有效提高检测设备在畜禽舍内的使用效果；同时，激光测量单元保持了现有测量设备测量便携、反应速度快且价格便宜的优势，从而使本发明实施例提供的畜禽舍颗粒物浓度监测设备能够有效满足大规模、多点测量的应用需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种畜禽舍颗粒物浓度监测设备，包括激光测量单元，所述激光测量单元包括光路连接的光源模块和采集处理模块，其特征在于，所述畜禽舍颗粒物浓度监测设备还包括空气流道，所述光源模块与所述采集处理模块分别设于所述空气流道的两侧，所述空气流道的入口处设有金属网，所述空气流道内还设有用于使空气流过所述空气流道的风机。
2.根据权利要求1所述的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，其特征在于，还包括设于所述空气流道内的水膜净化单元，所述水膜净化单元位于所述金属网和所述激光测量单元之间，所述水膜净化单元包括分水器和集水器，所述集水器低于所述分水器，所述分水器和所述集水器之间的所述空气流道内壁面为弧形面，从所述分水器流入所述空气流道的水在所述弧形面形成水膜并从所述集水器流出。
3.根据权利要求2所述的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，其特征在于，所述分水器有两个，所述集水器位于两个所述分水器之间。
4.根据权利要求2所述的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，其特征在于，所述水膜净化单元还包括水槽和循环水泵，所述水槽设于所述集水器下方，所述集水器设有与所述集水器连通的回水口，所述水槽的底部和所述分水器的进水口通过所述循环水泵连接。
5.根据权利要求4所述的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，其特征在于，所述水槽的侧壁设有换水排水口和换水进水口，所述换水进水口高于所述换水排水口。
6.根据权利要求1所述的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，其特征在于，还包括设于所述空气流道外侧壁靠近入口处的入口清扫单元，所述入口清扫单元包括依次连接的刷头、转臂和电机，所述电机用于通过所述转臂带动所述刷头扫刷所述金属网。
7.根据权利要求6所述的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，其特征在于，所述入口清扫单元有两套，分别位于所述金属网的两侧。
8.根据权利要求2所述的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，其特征在于，还包括相连接的新风口和新风管；所述新风口开设于所述空气流道位于所述水膜净化单元和所述激光测量单元之间的侧壁，所述空气流道通过所述新风口和所述新风管与畜禽舍外部新鲜空气连通。
9.根据权利要求8所述的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，其特征在于，所述空气流道位于所述水膜净化单元和所述新风口之间的侧壁壁面设有防水条。
10.根据权利要求8所述的畜禽舍颗粒物浓度监测设备，其特征在于，所述新风管为特氟龙软管。
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