CN112577865A - 一种道路积尘负荷走航测定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境监测领域，公开了一种道路积尘负荷走航测定系统，包括车载体、气溶胶监测单元、气路结构和走航控制单元，气路结构设置在所述车载体上，气溶胶监测单元分别与气路结构和走航控制单元连接。本发明设置有独立并联的若干个采样管路，通过独立并联的若干个采样管路同时测定车左轮、车右轮和车顶气溶胶浓度，可显著降低测定误差，提高测定准确度；本发明每条采样管路都含气体缓冲器，能够稳定气流，降低颗粒物在管路中的损失，提高测定准确度；本发明设置有走航控制单元，能随时显示和即时保存高时间精度的积尘负荷数据，能够方便控制采样的启停；本发明测定的时间和空间分辨率高、便携可移动性强、简便安全、测定精度和准确度高。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测领域，具体地涉及一种道路积尘负荷走航测定系统。
背景技术
近年，大气污染特别是细颗粒物污染已成为大众关注的焦点问题。研究表明，扬尘对细颗粒物贡献率为10％～30％。道路扬尘作为扬尘的重要组成部分，对细颗粒物贡献不容忽视。因此，城市道路扬尘的治理是改善空气质量的有效途径之一。
以道路扬尘负荷为指标，是评估道路扬尘控制措施实施效果的有效方法。传统的测定道路积尘负荷方法中，需采样人员手持吸尘器等真空设备，采集道路尘土样品，然后带回实验室进行筛选、称重、计算等工作。传统方法测定道路扬尘负荷步骤繁杂、耗费大量人力、效率低，无法获得高时间和空间精度的道路扬尘负荷数据。同时，手工采样过程中人为影响大，结果精确度不高。此外，采样人员于交通繁忙的道路采样，有一定安全隐患。
发明内容
本发明提供一种道路积尘负荷走航测定系统，从而解决现有技术的上述问题。
一种道路积尘负荷走航测定系统，包括车载体、气溶胶监测单元、气路结构和走航控制单元，气路结构设置在所述车载体上，气溶胶监测单元分别与气路结构和走航控制单元连接。
进一步的，气溶胶监测单元包括若干个气溶胶监测仪、若干个气体流速传感器和定位仪；气路结构包括若干个采样管路，若干个采样管路相互并联；车载体包括若干个采样端口，若干个采样管路的一端分别设有若干个采样泵，若干个采样泵分别位于若干个采样端口处，若干个采样管路上分别设有若干个气流调节阀，若干个采样管路的另一端分别连接有若干个气流缓冲器，若干个气流缓冲器的输入端分别与若干个采样管路的另一端对应连接，若干个气流缓冲器的输出端分别与若干个气溶胶监测仪对应连接、且分别与若干个气体流速传感器对应连接；定位仪与走航控制单元连接。
进一步的，气路结构还包括真空泵和过滤器，过滤器与真空泵连接，真空泵分别与若干个气体流速传感器对应连接。
进一步的，若干个气体流速传感器分别与走航控制单元连接，走航控制单元包括参数控制系统和数据处理系统。
进一步的，数据处理系统分别与定位仪和若干个气溶胶监测仪连接；数据处理系统，用于对车载体的车速、车载体的位置、气体流速以及积尘负荷数据进行采集、保存并显示；参数控制系统，用于对车载体的车速、车载体的位置以及气体流速进行控制，并控制采样的启停；参数控制系统通过气体缓冲器、气流调节阀和气体流速传感器将进入气溶胶监测仪的气体流速稳定在2.5～3.5m/s。
进一步的，车载体包括车前右轮、车前左轮和车顶，在车前右轮、车前左轮和车顶分别设有车前右轮采样端口、车前左轮采样端口和车顶采样端口，所述车前右轮采样端口距离车前右轮13～15cm、所述车前右轮采样端口距地面15～18cm，所述车前右轮采样端口与地面呈73～77度斜角；所述车前左轮采样端口距离车前左轮13～15cm、所述车前左轮采样端口距地面15～18cm，所述车前左轮采样端口与地面呈73～77度斜角。
本发明的有益效果是：
本发明设置有独立并联的若干个采样管路，通过独立并联的若干个采样管路同时测定车左轮、车右轮和车顶气溶胶浓度，可显著降低测定误差，提高测定准确度；
本发明每条采样管路都含气体缓冲器，能够稳定气流，降低颗粒物在管路中的损失，提高测定准确度；
本发明设置有走航控制单元，能够随时显示和即时保存高时间精度的积尘负荷数据，能够方便控制采样的启停；
本发明与传统方法相比，测定的时间和空间分辨率高、便携可移动性强、简便安全、测定精度和准确度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本实施例一提供的道路积尘负荷走航测定系统结构示意图。
1、车前右轮，2、车前左轮，3、气流调节阀，4、气流缓冲器，5、气溶胶监测仪，6、走航控制单元，7、过滤器，8、真空泵，9、气体流速传感器，10、定位仪。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他单元。
实施例一，一种道路积尘负荷走航测定系统，如图1所示，包括车载体、气溶胶监测单元、气路结构和走航控制单元6，气路结构设置在车载体上，气溶胶监测单元分别与气路结构和走航控制单元6连接。
本实施例中，气溶胶监测单元包括3个气溶胶监测仪5、3个气体流速传感器9和1个定位仪10，定位仪10为基于GPS或北斗系统，定位速度高于0.1m/s，定位仪10提供高精度的位置定位信息，走航控制单元6可据位置定位信息计算车速等信息。气路结构具有3个独立且并联的采样管路，3个采样管路相互并联；采样管路的管道内径32～38mm。车载体包括3个采样端口，3个采样管路的一端分别设有3个采样泵，采样泵流量为12～20m/s，3个采样泵分别位于3个采样端口处，3个采样管路上分别设有3个气流调节阀，3个采样管路的另一端分别连接有3个气流缓冲器，3个气流缓冲器的输入端分别与3个采样管路的另一端对应连接，3个气流缓冲器的输出端分别与3个气溶胶监测仪对应连接、且分别与3个气体流速传感器对应连接；定位仪与走航控制单元连接。气体流速传感器测定范围0.5～15m/s。
车载体是为提供安全供电装置的特种车辆，气溶胶监测仪测定的颗粒物范围为0.1～10μm、流量为2～4L/min、测定精度为1μg/m3。
气路结构还包括真空泵8和过滤器7，过滤器7与真空泵8连接，真空泵8分别与3个气体流速传感器9对应连接。真空泵8是气路系统的主要动力源，可提供的气体流量为12～20m/s。过滤器7连接在真空泵8后，用于废气的处理。
3个气体流速传感器分别与走航控制单元6连接，走航控制单元6包括参数控制系统和数据处理系统。
数据处理系统分别与定位仪和若干个气溶胶监测仪连接；数据处理系统，用于对车载体的车速、车载体的位置、气体流速以及积尘负荷数据进行采集、保存并显示；参数控制系统，用于对车载体的车速、车载体的位置以及气体流速进行控制，并控制采样的启停；参数控制系统通过气体缓冲器、气流调节阀和气体流速传感器将进入气溶胶监测仪的气体流速稳定在2.5～3.5m/s。
车载体包括车前右轮1、车前左轮2和车顶，3个采样端口分别为车前右轮采样端口、车前左轮采样端口和车顶采样端口，车前右轮采样端口、车前左轮采样端口和车顶采样端口分别位于车前右轮1、车前左轮2和车顶，车前右轮采样端口距离车前右轮13～15cm、车前右轮采样端口距地面15～18cm，车前右轮采样端口与地面呈73～77度斜角；车前左轮采样端口距离车前左轮13～15cm、车前左轮采样端口距地面15～18cm，车前左轮采样端口与地面呈73～77度斜角。
本实施例采用道路积尘负荷走航测定系统的工作过程如下：
步骤1，分别启动车载体和道路积尘负荷走航测定系统，预热10～20分钟；检查道路积尘负荷走航测定系统中各部件(包括定位仪10、气溶胶监测仪5等)的运行状态，此时走航控制单元6暂不记录测定结果；若道路积尘负荷走航测定系统各部件正常工作，进入步骤2；
步骤2，开动车载体，保持车速20～40km/h，分别3个调节气流调节阀3，使气体流速传感器9测得气体流速的在气体流速范围2.5～3.5m/s内；
步骤3，调节走航控制单元6，开始记录气溶胶监测仪5的测定数据及定位仪10的定位数据；
步骤4，测定结束，停止走航控制单元6的数据记录及储存，关闭道路积尘负荷走航测定系统。
通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：
本发明设置有独立并联的若干个采样管路，通过独立并联的若干个采样管路同时测定车左轮、车右轮和车顶气溶胶浓度，可显著降低测定误差，提高测定准确度；
本发明每条采样管路都含气体缓冲器，能够稳定气流，降低颗粒物在管路中的损失，提高测定准确度；
本发明设置有走航控制单元，能够随时显示和即时保存高时间精度的积尘负荷数据，能够方便控制采样的启停；
本发明与传统方法相比，测定的时间和空间分辨率高、便携可移动性强、简便安全、测定精度和准确度高。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种道路积尘负荷走航测定系统，其特征在于，包括车载体、气溶胶监测单元、气路结构和走航控制单元，所述气路结构设置在所述车载体上，所述气溶胶监测单元分别与所述气路结构和所述走航控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的道路积尘负荷走航测定系统，其特征在于，所述气溶胶监测单元包括若干个气溶胶监测仪、若干个气体流速传感器和定位仪；所述气路结构包括若干个采样管路，所述若干个采样管路相互并联；所述车载体包括若干个采样端口，所述若干个采样管路的一端分别设有若干个采样泵，所述若干个采样泵分别位于若干个采样端口处，所述若干个采样管路上分别设有若干个气流调节阀，所述若干个采样管路的另一端分别连接有若干个气流缓冲器，所述若干个气流缓冲器的输入端分别与所述若干个采样管路的另一端对应连接，所述若干个气流缓冲器的输出端分别与所述若干个气溶胶监测仪对应连接、且分别与所述若干个气体流速传感器对应连接；所述定位仪与所述走航控制单元连接。
3.根据权利要求2所述的道路积尘负荷走航测定系统，其特征在于，所述气路结构还包括真空泵和过滤器，所述过滤器与所述真空泵连接，所述真空泵分别与所述若干个气体流速传感器对应连接。
4.根据权利要求3所述的道路积尘负荷走航测定系统，其特征在于，所述若干个气体流速传感器分别与所述走航控制单元连接，所述走航控制单元包括参数控制系统和数据处理系统。
5.根据权利要求4所述的道路积尘负荷走航测定系统，其特征在于，所述数据处理系统分别与所述定位仪和所述若干个气溶胶监测仪连接，所述数据处理系统，用于对车载体的车速、车载体的位置、气体流速以及积尘负荷数据进行采集、保存并显示；所述参数控制系统，用于对车载体的车速、车载体的位置以及气体流速进行控制；所述参数控制系统通过所述气体缓冲器、所述气流调节阀和所述气体流速传感器将进入气溶胶监测仪的气体流速稳定在2.5～3.5m/s。
6.根据权利要求5所述的道路积尘负荷走航测定系统，其特征在于，所述车载体包括车前右轮、车前左轮和车顶，在所述车前右轮、所述车前左轮和所述车顶分别设有车前右轮采样端口、车前左轮采样端口和车顶采样端口，所述车前右轮采样端口距离车前右轮13～15cm、所述车前右轮采样端口距地面15～18cm，所述车前右轮采样端口与地面呈73～77度斜角；所述车前左轮采样端口距离车前左轮13～15cm、所述车前左轮采样端口距地面15～18cm，所述车前左轮采样端口与地面呈73～77度斜角。
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