CN112816376A - 一种边界层pm2.5检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空气检测技术领域，具体涉及一种边界层PM2.5检测方法，包括边界层划分、浮空球设定、滞空区检测、数据集耦合和浮空球回收；其中使用的浮空球包括动力机构、采集组件、信息模块和控制器；由于边界层大气的流动特点，其中污染物的分布处于混乱状态，采用光学雷达采样受地域的限制，而利用遥感卫星难以获得高精度的测量结果，削弱了PM2.5检测的准确性；故此，本发明通过设置的浮空球，对划分的边界层范围进行设定，通过浮力球中的动力机构滞空于边界层中的不同高度，用于采集组件的运行，利用采样筒中的转向架和空心管，在边界层中的不同高度对PM2.5进行多次检测，并通过信息模块间加测数据进行实时传输，从而提升了边界层PM2.5检测方法的应用效果。
Description
技术领域
本发明涉及空气检测技术领域，具体涉及一种边界层PM2.5检测方法。
背景技术
大气边界层是贴近地球表面，受地气相互作用和大气污染主要发生地，湍流垂直交换是其显著特点，作为大气污染主要发生的气层，边界层对大气污染物的扩散积累反应影响显著；污染物中的PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
目前对大气中PM2.5进行的检测包括光学射线吸收和微量振荡天平的方法，都需要对PM2.5颗粒进行有效采集，而大气中的边界层具有一定方高度且处于变化过程中，其中污染物的分布状态不同于地表位置的大气，采用光学雷达受采样地域的限制并产生较高的成本，而利用遥感卫星难以获得高精度的测量结果，削弱了PM2.5检测数据的准确性。
现有技术中也出现了一些关于边界层PM2.5检测方法的技术方案，如申请号为2012103843325的一项中国专利公开了一种基于太阳光度计和激光雷达的PM2.5质量浓度的自动反演算法，首先利用太阳光度计获得基于太阳光度计的大气整层气溶胶光学厚度，利用激光雷达回波信号，经过距离和相对湿度修正后，通过算法反演获得基于激光雷达的大气整层气溶胶消光系数和气溶胶光学厚度，然后利用理想曲线拟合确定边界层高度，获取边界层内的气溶胶光学厚度，最后利用上述结果根据模型获取PM2.5质量浓度值；该技术方案利用太阳光度计和激光雷达获取的气溶胶消光系数廓线及光学厚度值，结合地面相对湿度修正和边界层高度信息，获取近地面PM2.5质量浓度值，具有误差小，鉴别力高、普适性强的优点；但是该技术方案中采用的光学激光雷达，使用成本较高且不便于在多个大气测量点进行使用，同时还需通过数据模型对污染物浓度进行演算，增大了PM2.5检测数据的偏移性。
鉴于此，为了克服上述技术问题，据此本发明提出了一种边界层PM2.5检测方法，采用了特殊的边界层PM2.5检测方法，解决了上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种边界层PM2.5检测方法，通过设置的浮空球，对划分的边界层范围进行设定，通过浮力球中的动力机构滞空于边界层中的不同高度，用于采集组件的运行，利用采样筒中的转向架和空心管，在边界层中的不同高度对PM2.5进行多次检测，并通过信息模块间加测数据进行实时传输，从而提升了边界层PM2.5检测方法的应用效果。
本发明所述的一种边界层PM2.5检测方法，该方法步骤如下：
S1、边界层划分：根据PM2.5的检测区域地貌的平局高度为基准，根据国标法计算出边界层的高度，并结合气象资料中大气温度的分布状态，在边界层中划定出不同位温的范围；
S2、浮空球设定：将S1中计算出的边界层数据录入至浮空球中，同时在不同位温范围内设定浮空球的检测点，并通过边界层中的位温变化程度，在温度交界区域降低浮空球的上升速度，对区域内的颗粒物进行多次采样；
S3、滞空区检测：在S2中浮空球的采样过程中，通过进气口将大气吸入采样筒中，并经滤气网过滤出PM2.5进入空心管中，以进行PM2.5质量的检测，并在检测完成后，通过排气孔排出空心管中的PM2.5，用以浮空球进行下一位置PM2.5的检测；
S4、数据集耦合：将S3中浮空球对滞空区采集的数据，实时传输至地面数据点中，获得边界层中PM2.5浓度关于边界层温度分布的状态图，并结合气象资料对边界层中PM2.5的流向进行预测，预报区域内PM2.5的污染状况；
S5、浮空球回收：当S4对S3中采集的数据耦合分析完成后，控制浮空球的气瓶降低充气球中的氦气量，是浮空球在重力作用下降落至地面，并在驱动浆的控制下，维持浮空球在运行轨迹；
其中，S2-S5中所述的浮空球包括动力机构、采集组件、信息模块和控制器；所述动力机构用于控制浮空球的机动，并通过采集组件对气体中的污染物进行检测；所述信息模块对检测的污染物数据进行传输；所述控制器用于调节浮空球的运行；
所述动力机构包括载荷架、充气球、气瓶和动力泵；所述载荷架的上方设有相连的充气球，载荷架中安装有气瓶；所述气瓶与充气球间相连通，并在其中填充有氦气；所述动力泵连通在充气球与气瓶间，动力泵用于调节充气球与气瓶间的气体量，进而改变浮空球的升降状态；
所述采集组件包括采样筒、滤气网和空心管；所述采样筒安装在载荷架中，采样筒的筒面上设有进气口，采样筒的底部设有排气口，排气口中安装有抽风机；所述滤气网安装在进气口中，滤气网对大气颗粒物进行筛选；所述滤气网内部的采样筒中还设有空心管，空心管的一端设置有单通向截流的滤芯；所述空心管通过转向架安装在采样筒中；所述转向架在采样筒的端部安装有驱动的电机，转向架与采样筒的滤芯部位间设置有检测磁片；所述检测磁片在产生的电场作用下使空心管产生振荡；所述空心管的下方与排气口相连通；
现有技术中，PM2.5的检测需要对大气颗粒物进行采样，而边界层的高度范围及大气的流动特点，其中污染物的分布状态不同于地表位置的大气，采用光学雷达受采样地域的限制并产生较高的成本，而利用遥感卫星难以获得高精度的测量结果，削弱了PM2.5检测数据的准确性；
因此，本发明通过设置的浮空球，将检测PM2.5的采集组件升空至边界层的大气中，通过调节气瓶向充气球中供给的氦气量，滞空于边界层的不同高度内，然后通过载荷架中的采样筒对PM2.5进行收集，在启动了采样筒中的抽风机后，进气口对其周向上的大气进行吸收，并沿着采样筒的内部经排气口被排出，其中大气的PM2.5经过滤气网进入到采样筒的内部，被空心管中单向截流的滤芯所吸收，接着启动转向架上的检测磁片，使空心管产生振荡，通过振荡频率反映出滤芯中截流的PM2.5的重量，然后通过转向架调转空心管的朝向，使其中的PM2.5被排气口中的抽风机吸出，再通过转向架将空心管翻转回来，以继续进行PM2.5的检测；本发明利用了设置的浮空球，对划分的边界层范围进行设定，通过浮力球中的动力机构滞空于边界层中的不同高度，用于采集组件的运行，利用采样筒中的转向架和空心管，在边界层中的不同高度对PM2.5进行多次检测，并通过信息模块间加测数据进行实时传输，从而提升了边界层PM2.5检测方法的应用效果。
优选的，所述采样筒的周向上还设有密闭筒，密闭筒包裹在滤气网的外侧，并使采样筒的进气口封闭起来；所述密闭筒固定在载荷架的箍环中，箍环与载荷架间安装有升降杆；所述密闭筒用于控制采样筒的大气采集量；使用时，PM2.5的测量单位为体积浓度，需要采样筒在吸收定量体积的气体，而边界层中的大气具有相应的流速；通过设置在采样筒周向上的密闭筒，在吸收至设定的气体量后，通过载荷架上的升降杆，使安装在箍环中的密闭筒将进气口包裹起来，避免边界层中流动的大气流入到进气口中，而干扰到采样筒中检测的气体量，维持对不同高度滞空区域内大气的采集量处于稳定范围内，进而降低对检测值的变量干扰，从而提升了边界层PM2.5检测方法的应用效果。
优选的，所述密闭筒上还设置有梳毛，梳毛间歇分布在密闭筒的内壁上，梳毛的顶端与滤气网的表面相接触；所述箍环与密闭筒间还设有滚筒电机，箍环通过滚筒电机使密闭筒产生转动；使用时，边界层大气中含有不同粒径的污染物，在被进气口吸收的过程中会堵塞在滤气网上，在污染物含量较高时会影响PM2.5在滤气网中的通过性，而削弱其检测的准确性；通过设置在密闭筒上的梳毛，配合箍环中的滚筒电机，使包裹在滤气网表面上的密闭筒旋转起来，带动其中的梳毛在滤气网的表面扫过，使附着在滤气网表面的大颗粒污染物脱离下来，确保密闭筒与滤气网间的PM2.5被采样筒完全吸收，使空心管中检测到的数据趋近于真实水平，从而提升了边界层PM2.5检测方法的应用效果。
优选的，所述密闭筒上还设置有梳板，梳板安装在密闭筒的外壁上；所述梳板与贯穿密闭筒的梳毛相固定，梳板固定在外侧的壳架上，壳架上还设置有振动马达；使用时，密闭筒包裹在滤气网上的转动过程中，会将附着在滤气网上的污染物颗粒转移到梳毛上，并在循环运行多次后削弱梳毛对滤气网的清理效果；通过安装在密闭筒上的梳板，使其间通过壳架相固定，继而在壳架上的振动马达作用下，使梳板产生振动，并通过密闭筒传递至梳毛上，在密闭筒离开滤气网后，将梳毛在振动状态下将附着的污染物颗粒脱去，维持梳毛对滤气网的清洁作用，从而维持边界层PM2.5检测方法的应用效果。
优选的，所述滤气网的端部还设置有扭簧，滤气网通过扭簧固定在采样筒中；所述扭簧朝采样筒的端部还设有相啮合的棘齿环，棘齿环使滤气网在旋转过程中产生振动；使用时，密闭筒的梳毛对封闭的滤气网进行清扫后，采样筒中继续运行的抽风机会在进气口部位产生负压，将滤气网与密闭筒间的PM2.5进行吸收，同时会造成滤气网的网眼中堵塞污染的颗粒物；通过设置在滤气网端部的扭簧，使滤气网安装在转动的棘齿环中，进而在密闭筒的转动作用下，使毛刷带动滤气网转动起来，并在通过棘齿环的齿槽瞬间产生振动，设置的扭簧保持了棘齿环与采样筒间的接触状态，配合滤气网在抽风机产生的负压状态，减少滤气网的网眼上污染物颗粒的附着量，从而提升了边界层PM2.5检测方法的应用效果。
优选的，所述采样筒的下方还设有驱动浆，驱动浆通过转向轴安装在载荷架上，驱动浆的轴向与水平面相平行；使用时，升空的浮空球会受到边界层中的气流作用，产生水平方向的位移，进而影响到对区域内边界层PM2.5的检测精度；通过设置在载荷架上的驱动浆，配合转向轴调整其方向，来平衡边界层自身的气体流动作用，维持浮空球的升空过程处于竖直方向上，且驱动浆运行中产生的风力，能够对脱离滤气网的密闭筒位置形成负压，配合壳架传导至梳板的振动，促进对梳毛中附着的污染物颗粒的脱去作用，从而提升了边界层PM2.5检测方法的应用效果。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过设置的浮空球，对划分的边界层范围进行设定，通过浮力球中的动力机构滞空于边界层中的不同高度，用于采集组件的运行，利用采样筒中的转向架和空心管，在边界层中的不同高度对PM2.5进行多次检测，并通过信息模块间加测数据进行实时传输。
2.本发明通过设置在采样筒周向上的密闭筒，维持对滞空区域内大气的采集量处于稳定范围内；设置在密闭筒上的梳毛，在滤气网的表面扫过，使附着在滤气网表面的大颗粒污染物脱离下来；安装在密闭筒上的梳板，在壳架上的振动马达作用下使梳板产生振动，将梳毛在振动状态下将附着的污染物颗粒脱去，维持梳毛对滤气网的清洁作用。
3.本发明通过设置在滤气网端部的扭簧，使滤气网安装在转动的棘齿环中，使滤气网转动通过棘齿环的齿槽瞬间产生振动，减少滤气网的网眼上污染物颗粒的附着量；设置在载荷架上的驱动浆，配合转向轴调整其方向，来平衡边界层自身的气体流动作用，维持浮空球的升空过程处于竖直方向上。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明中边界层PM2.5检测方法的流程图；
图2是本发明中浮空球的立体图；
图3是本发明中采集组件的内部结构爆炸图；
图4是图3中A处的局部放大图；
图中：载荷架1、箍环11、滚筒电机111、升降杆12、充气球2、气瓶3、动力泵4、采样筒5、进气口51、驱动浆52、转向轴53、滤气网6、扭簧61、棘齿环62、空心管7、转向架8、磁片81、密闭筒9、梳毛91、梳板92、壳架93、振动马达94。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种边界层PM2.5检测方法，该方法步骤如下：
S1、边界层划分：根据PM2.5的检测区域地貌的平局高度为基准，根据国标法计算出边界层的高度，并结合气象资料中大气温度的分布状态，在边界层中划定出不同位温的范围；
S2、浮空球设定：将S1中计算出的边界层数据录入至浮空球中，同时在不同位温范围内设定浮空球的检测点，并通过边界层中的位温变化程度，在温度交界区域降低浮空球的上升速度，对区域内的颗粒物进行多次采样；
S3、滞空区检测：在S2中浮空球的采样过程中，通过进气口51将大气吸入采样筒5中，并经滤气网6过滤出PM2.5进入空心管7中，以进行PM2.5质量的检测，并在检测完成后，通过排气孔排出空心管7中的PM2.5，用以浮空球进行下一位置PM2.5的检测；
S4、数据集耦合：将S3中浮空球对滞空区采集的数据，实时传输至地面数据点中，获得边界层中PM2.5浓度关于边界层温度分布的状态图，并结合气象资料对边界层中PM2.5的流向进行预测，预报区域内PM2.5的污染状况；
S5、浮空球回收：当S4对S3中采集的数据耦合分析完成后，控制浮空球的气瓶3降低充气球2中的氦气量，是浮空球在重力作用下降落至地面，并在驱动浆52的控制下，维持浮空球在运行轨迹；
其中，S2-S5中所述的浮空球包括动力机构、采集组件、信息模块和控制器；所述动力机构用于控制浮空球的机动，并通过采集组件对气体中的污染物进行检测；所述信息模块对检测的污染物数据进行传输；所述控制器用于调节浮空球的运行；
所述动力机构包括载荷架1、充气球2、气瓶3和动力泵4；所述载荷架1的上方设有相连的充气球2，载荷架1中安装有气瓶3；所述气瓶3与充气球2间相连通，并在其中填充有氦气；所述动力泵4连通在充气球2与气瓶3间，动力泵4用于调节充气球2与气瓶3间的气体量，进而改变浮空球的升降状态；
所述采集组件包括采样筒5、滤气网6和空心管7；所述采样筒5安装在载荷架1中，采样筒5的筒面上设有进气口51，采样筒5的底部设有排气口，排气口中安装有抽风机；所述滤气网6安装在进气口51中，滤气网6对大气颗粒物进行筛选；所述滤气网6内部的采样筒5中还设有空心管7，空心管7的一端设置有单通向截流的滤芯；所述空心管7通过转向架8安装在采样筒5中；所述转向架8在采样筒5的端部安装有驱动的电机，转向架8与采样筒5的滤芯部位间设置有检测磁片81；所述检测磁片81在产生的电场作用下使空心管7产生振荡；所述空心管7的下方与排气口相连通；
现有技术中，PM2.5的检测需要对大气颗粒物进行采样，而边界层的高度范围及大气的流动特点，其中污染物的分布状态不同于地表位置的大气，采用光学雷达受采样地域的限制并产生较高的成本，而利用遥感卫星难以获得高精度的测量结果，削弱了PM2.5检测数据的准确性；
因此，本发明通过设置的浮空球，将检测PM2.5的采集组件升空至边界层的大气中，通过调节气瓶3向充气球2中供给的氦气量，滞空于边界层的不同高度内，然后通过载荷架1中的采样筒5对PM2.5进行收集，在启动了采样筒5中的抽风机后，进气口51对其周向上的大气进行吸收，并沿着采样筒5的内部经排气口被排出，其中大气的PM2.5经过滤气网6进入到采样筒5的内部，被空心管7中单向截流的滤芯所吸收，接着启动转向架8上的检测磁片81，使空心管7产生振荡，通过振荡频率反映出滤芯中截流的PM2.5的重量，然后通过转向架8调转空心管7的朝向，使其中的PM2.5被排气口中的抽风机吸出，再通过转向架8将空心管7翻转回来，以继续进行PM2.5的检测；本发明利用了设置的浮空球，对划分的边界层范围进行设定，通过浮力球中的动力机构滞空于边界层中的不同高度，用于采集组件的运行，利用采样筒5中的转向架8和空心管7，在边界层中的不同高度对PM2.5进行多次检测，并通过信息模块间加测数据进行实时传输，从而提升了边界层PM2.5检测方法的应用效果。
作为本发明的一种实施方式，所述采样筒5的周向上还设有密闭筒9，密闭筒9包裹在滤气网6的外侧，并使采样筒5的进气口51封闭起来；所述密闭筒9固定在载荷架1的箍环11中，箍环11与载荷架1间安装有升降杆12；所述密闭筒9用于控制采样筒5的大气采集量；使用时，PM2.5的测量单位为体积浓度，需要采样筒5在吸收定量体积的气体，而边界层中的大气具有相应的流速；通过设置在采样筒5周向上的密闭筒9，在吸收至设定的气体量后，通过载荷架1上的升降杆12，使安装在箍环11中的密闭筒9将进气口51包裹起来，避免边界层中流动的大气流入到进气口51中，而干扰到采样筒5中检测的气体量，维持对不同高度滞空区域内大气的采集量处于稳定范围内，进而降低对检测值的变量干扰，从而提升了边界层PM2.5检测方法的应用效果。
作为本发明的一种实施方式，所述密闭筒9上还设置有梳毛91，梳毛91间歇分布在密闭筒9的内壁上，梳毛91的顶端与滤气网6的表面相接触；所述箍环11与密闭筒9间还设有滚筒电机111，箍环11通过滚筒电机111使密闭筒9产生转动；使用时，边界层大气中含有不同粒径的污染物，在被进气口51吸收的过程中会堵塞在滤气网6上，在污染物含量较高时会影响PM2.5在滤气网6中的通过性，而削弱其检测的准确性；通过设置在密闭筒9上的梳毛91，配合箍环11中的滚筒电机111，使包裹在滤气网6表面上的密闭筒9旋转起来，带动其中的梳毛91在滤气网6的表面扫过，使附着在滤气网6表面的大颗粒污染物脱离下来，确保密闭筒9与滤气网6间的PM2.5被采样筒5完全吸收，使空心管7中检测到的数据趋近于真实水平，从而提升了边界层PM2.5检测方法的应用效果。
作为本发明的一种实施方式，所述密闭筒9上还设置有梳板92，梳板92安装在密闭筒9的外壁上；所述梳板92与贯穿密闭筒9的梳毛91相固定，梳板92固定在外侧的壳架93上，壳架93上还设置有振动马达94；使用时，密闭筒9包裹在滤气网6上的转动过程中，会将附着在滤气网6上的污染物颗粒转移到梳毛91上，并在循环运行多次后削弱梳毛91对滤气网6的清理效果；通过安装在密闭筒9上的梳板92，使其间通过壳架93相固定，继而在壳架93上的振动马达94作用下，使梳板92产生振动，并通过密闭筒9传递至梳毛91上，在密闭筒9离开滤气网6后，将梳毛91在振动状态下将附着的污染物颗粒脱去，维持梳毛91对滤气网6的清洁作用，从而维持边界层PM2.5检测方法的应用效果。
作为本发明的一种实施方式，所述滤气网6的端部还设置有扭簧61，滤气网6通过扭簧61固定在采样筒5中；所述扭簧61朝采样筒5的端部还设有相啮合的棘齿环62，棘齿环62使滤气网6在旋转过程中产生振动；使用时，密闭筒9的梳毛91对封闭的滤气网6进行清扫后，采样筒5中继续运行的抽风机会在进气口51部位产生负压，将滤气网6与密闭筒9间的PM2.5进行吸收，同时会造成滤气网6的网眼中堵塞污染的颗粒物；通过设置在滤气网6端部的扭簧61，使滤气网6安装在转动的棘齿环62中，进而在密闭筒9的转动作用下，使毛刷带动滤气网6转动起来，并在通过棘齿环62的齿槽瞬间产生振动，设置的扭簧61保持了棘齿环62与采样筒5间的接触状态，配合滤气网6在抽风机产生的负压状态，减少滤气网6的网眼上污染物颗粒的附着量，从而提升了边界层PM2.5检测方法的应用效果。
作为本发明的一种实施方式，所述采样筒5的下方还设有驱动浆52，驱动浆52通过转向轴53安装在载荷架1上，驱动浆52的轴向与水平面相平行；使用时，升空的浮空球会受到边界层中的气流作用，产生水平方向的位移，进而影响到对区域内边界层PM2.5的检测精度；通过设置在载荷架1上的驱动浆52，配合转向轴53调整其方向，来平衡边界层自身的气体流动作用，维持浮空球的升空过程处于竖直方向上，且驱动浆52运行中产生的风力，能够对脱离滤气网6的密闭筒9位置形成负压，配合壳架93传导至梳板92的振动，促进对梳毛91中附着的污染物颗粒的脱去作用，从而提升了边界层PM2.5检测方法的应用效果。
使用时，通过设置的浮空球，将检测PM2.5的采集组件升空至边界层的大气中，通过调节气瓶3向充气球2中供给的氦气量，滞空于边界层的不同高度内，然后通过载荷架1中的采样筒5对PM2.5进行收集，在启动了采样筒5中的抽风机后，进气口51对其周向上的大气进行吸收，并沿着采样筒5的内部经排气口被排出，其中大气的PM2.5经过滤气网6进入到采样筒5的内部，被空心管7中单向截流的滤芯所吸收，接着启动转向架8上的检测磁片81，使空心管7产生振荡，通过振荡频率反映出滤芯中截流的PM2.5的重量，然后通过转向架8调转空心管7的朝向，使其中的PM2.5被排气口中的抽风机吸出，再通过转向架8将空心管7翻转回来，以继续进行PM2.5的检测；设置在采样筒5周向上的密闭筒9，在吸收至设定的气体量后，通过载荷架1上的升降杆12，使安装在箍环11中的密闭筒9将进气口51包裹起来，避免边界层中流动的大气流入到进气口51中，而干扰到采样筒5中检测的气体量，维持对不同高度滞空区域内大气的采集量处于稳定范围内，进而降低对检测值的变量干扰；设置在密闭筒9上的梳毛91，配合箍环11中的滚筒电机111，使包裹在滤气网6表面上的密闭筒9旋转起来，带动其中的梳毛91在滤气网6的表面扫过，使附着在滤气网6表面的大颗粒污染物脱离下来，确保密闭筒9与滤气网6间的PM2.5被采样筒5完全吸收，使空心管7中检测到的数据趋近于真实水平；安装在密闭筒9上的梳板92，使其间通过壳架93相固定，继而在壳架93上的振动马达94作用下，使梳板92产生振动，并通过密闭筒9传递至梳毛91上，在密闭筒9离开滤气网6后，将梳毛91在振动状态下将附着的污染物颗粒脱去，维持梳毛91对滤气网6的清洁作用；设置在滤气网6端部的扭簧61，使滤气网6安装在转动的棘齿环62中，进而在密闭筒9的转动作用下，使毛刷带动滤气网6转动起来，并在通过棘齿环62的齿槽瞬间产生振动，设置的扭簧61保持了棘齿环62与采样筒5间的接触状态，配合滤气网6在抽风机产生的负压状态，减少滤气网6的网眼上污染物颗粒的附着量；设置在载荷架1上的驱动浆52，配合转向轴53调整其方向，来平衡边界层自身的气体流动作用，维持浮空球的升空过程处于竖直方向上，且驱动浆52运行中产生的风力，能够对脱离滤气网6的密闭筒9位置形成负压，配合壳架93传导至梳板92的振动，促进对梳毛91中附着的污染物颗粒的脱去作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种边界层PM2.5检测方法，其特征在于，该方法步骤如下：
S1、边界层划分：根据PM2.5的检测区域地貌的平局高度为基准，根据国标法计算出边界层的高度，并结合气象资料中大气温度的分布状态，在边界层中划定出不同位温的范围；
S2、浮空球设定：将S1中计算出的边界层数据录入至浮空球中，同时在不同位温范围内设定浮空球的检测点，并通过边界层中的位温变化程度，在温度交界区域降低浮空球的上升速度，对区域内的颗粒物进行多次采样；
S3、滞空区检测：在S2中浮空球的采样过程中，通过进气口(51)将大气吸入采样筒(5)中，并经滤气网(6)过滤出PM2.5进入空心管(7)中，以进行PM2.5质量的检测，并在检测完成后，通过排气孔排出空心管(7)中的PM2.5，用以浮空球进行下一位置PM2.5的检测；
S4、数据集耦合：将S3中浮空球对滞空区采集的数据，实时传输至地面数据点中，获得边界层中PM2.5浓度关于边界层温度分布的状态图，并结合气象资料对边界层中PM2.5的流向进行预测，预报区域内PM2.5的污染状况；
S5、浮空球回收：当S4对S3中采集的数据耦合分析完成后，控制浮空球的气瓶(3)降低充气球(2)中的氦气量，是浮空球在重力作用下降落至地面，并在驱动浆(52)的控制下，维持浮空球在运行轨迹；
其中，S2-S5中所述的浮空球包括动力机构、采集组件、信息模块和控制器；所述动力机构用于控制浮空球的机动，并通过采集组件对气体中的污染物进行检测；所述信息模块对检测的污染物数据进行传输；所述控制器用于调节浮空球的运行；
所述动力机构包括载荷架(1)、充气球(2)、气瓶(3)和动力泵(4)；所述载荷架(1)的上方设有相连的充气球(2)，载荷架(1)中安装有气瓶(3)；所述气瓶(3)与充气球(2)间相连通，并在其中填充有氦气；所述动力泵(4)连通在充气球(2)与气瓶(3)间，动力泵(4)用于调节充气球(2)与气瓶(3)间的气体量，进而改变浮空球的升降状态；
所述采集组件包括采样筒(5)、滤气网(6)和空心管(7)；所述采样筒(5)安装在载荷架(1)中，采样筒(5)的筒面上设有进气口(51)，采样筒(5)的底部开设有排气口，排气口中安装有抽风机；所述滤气网(6)安装在进气口(51)中，滤气网(6)对大气颗粒物进行筛选；所述滤气网(6)内部的采样筒(5)中还设有空心管(7)，空心管(7)的一端安装有单通向截流的滤芯；所述空心管(7)通过转向架(8)安装在采样筒(5)中；所述转向架(8)在采样筒(5)的端部安装有驱动的电机，转向架(8)与采样筒(5)的滤芯部位间设置有检测磁片(81)；所述检测磁片(81)在产生的电场作用下使空心管(7)产生振荡；所述空心管(7)的下方与排气口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种边界层PM2.5检测方法，其特征在于：所述采样筒(5)的周向上还设有密闭筒(9)，密闭筒(9)包裹在滤气网(6)的外侧，并使采样筒(5)的进气口(51)封闭起来；所述密闭筒(9)固定在载荷架(1)的箍环(11)中，箍环(11)与载荷架(1)间安装有升降杆(12)；所述密闭筒(9)用于控制采样筒(5)的大气采集量。
3.根据权利要求2所述的一种边界层PM2.5检测方法，其特征在于：所述密闭筒(9)上还设置有梳毛(91)，梳毛(91)间歇分布在密闭筒(9)的内壁上，梳毛(91)的顶端与滤气网(6)的表面相接触；所述箍环(11)与密闭筒(9)间还设有滚筒电机(111)，箍环(11)通过滚筒电机(111)使密闭筒(9)产生转动。
4.根据权利要求3所述的一种边界层PM2.5检测方法，其特征在于：所述密闭筒(9)上还设置有梳板(92)，梳板(92)安装在密闭筒(9)的外壁上；所述梳板(92)与贯穿密闭筒(9)的梳毛(91)相固定，梳板(92)固定在外侧的壳架(93)上，壳架(93)上还设置有振动马达(94)。
5.根据权利要求3所述的一种边界层PM2.5检测方法，其特征在于：所述滤气网(6)的端部还设置有扭簧(61)，滤气网(6)通过扭簧(61)固定在采样筒(5)中；所述扭簧(61)朝采样筒(5)的端部还设有相啮合的棘齿环(62)，棘齿环(62)使滤气网(6)在旋转过程中产生振动。
6.根据权利要求5所述的一种边界层PM2.5检测方法，其特征在于：所述采样筒(5)的下方还设有驱动浆(52)，驱动浆(52)通过转向轴(53)安装在载荷架(1)上，驱动浆(52)的轴向与水平面相平行。
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