CN112903549A - 一种环境空气自动监测站 - Google Patents

Abstract

本发明属于空气监测技术领域，且公开了一种环境空气自动监测站，包括工作站台，所述工作站台的顶部固定安装有空气收纳箱，所述工作站台顶部的左侧固定安装有主支撑架，所述主支撑架的顶部从上到下依次固定安装有第二支撑板和第一支撑板。本发明通过由发光管发出的竖直向下的光线经过二号反射镜片的反射向上，且其传播方向偏离竖直方，向右倾斜四度，经过二号反射镜片反射的光照射在顶部的一号反射镜上，由其反射至底部的一号反射镜，经过多次反射传播后最终由顶部最右侧一号反射镜反射至三号反射镜片的镜面，将光线经过多次反射以大刀片延长其传播路径的功能，光线配削弱的程度被加大，因此会更加容易被检测的到光强度的落差。

Description

一种环境空气自动监测站

技术领域

本发明属于空气监测技术领域，具体为一种环境空气自动监测站。

背景技术

空气质量监测站，又称空气站，空气站的功能是对存在于大气、空气中的污染物质进行定点、连续或者定时的采样、测量和分析，空气质量监测站是空气质量控制和对空气质量进行合理评估的基础平台，是一个城市空气环境保护的基础设施。

现有的空气质量监测方式是使用气泵将气体的抽入到相应的检测腔中，使用光线对气体进行照射，然后检测光线经过气体后其光线削弱的程度来判断PM2.5的浓度，如果浓度较大，则光线削弱的强度较大，如果浓度小，则光线削弱的强度小，但是如果针对污染物需要使用高精度测量时，普通的方法便不再适用，如果空气中PM2.5的浓度较小，便不能对光线造成有效削弱，那么其测量光照强度便有所不便，致使测量的结果不准确，本发明提出一种新的解决办法，将提高低浓度环境的PM2.5测量精准度。

且现有的气泵进气方式只可以在外环境的一个方向获取气体，有时候受到环境的影响致使一片区域的大气内空气的质量有所不同，需要对其进行多方面采集才可令检测样本具备代表性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境空气自动监测站，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环境空气自动监测站，包括工作站台，所述工作站台的顶部固定安装有空气收纳箱，所述工作站台顶部的左侧固定安装有主支撑架，所述主支撑架的顶部从上到下依次固定安装有第二支撑板和第一支撑板，所述第二支撑板的顶部固定安装有电机，所述电机的输出轴传动连接有集气箱，所述集气箱位于第一支撑板和第二支撑板之间，所述集气箱的内腔底部固定连接有转动轴，所述转动轴的底部固定连接有进气管，所述进气管的底端固定连接有单向阀，所述进气管的另一端与空气收纳箱的内腔固定连通。

其中，所述空气收纳箱的顶部固定安装有光管外壳，所述光管外壳的内部固定安装有发光管，所述空气收纳箱内腔的底部和顶部分别均固定安装有三个一号安装架和四个一号安装架，所述一号安装架的内侧固定安装有一号反射镜，所述空气收纳箱内腔底部的左侧固定安装有二号安装架，所述二号安装架的内侧固定安装有二号反射镜片，所述空气收纳箱内腔底部的右侧固定安装有三号安装架，所述三号安装架的内侧固定安装有三号反射镜片，所述空气收纳箱内腔的底部和顶部分别固定安装有两个下遮光板和三个上遮光板，所述空气收纳箱的右侧固定安装有安装壳，所述安装壳的内部固定安装有两个高灵敏度光敏传感器，所述空气收纳箱的后部固定安装有压气腔，所述工作站台的后固定安装有挡板，所述挡板的内侧面固定安装有两个液压杆，所述液压杆的输出端固定连接有活塞板，所述活塞板位于压气腔的内腔中且与压气腔活动套接，所述活塞板的表面固定连通有出气管，所述出气管上固定安装有电磁阀，所述空气收纳箱的外部右侧设置有显示屏及处理模块，所述显示屏及处理模块固定安装于工作站台的顶部，所述高灵敏度光敏传感器与显示屏及处理模块电连接。

其中，所述集气箱分为空心圆柱和矩形进气道两个部分，所述集气箱的矩形进气道共设置有三个且与空心圆柱部分固定连通，所述矩形进气道和空心圆柱呈切线连接方式，如图4所示，当转动轴被电机带动进行顺时针旋转时，矩形进气道会将气体舀入到集气箱的空心圆柱内部，气体再顺着转动轴进入到进气管中，气体经过单向阀进入到空气收纳箱的内腔中。

其中，所述集气箱的底部开设有圆形通孔且圆形通孔的内径与转动轴的外环直径相适配，所述转动轴的外环固定套接于集气箱的圆形通孔处，所述转动轴的内环与进气管固定套接，所述进气管通过转动轴与集气箱的内腔相连通。

其中，位于所述空气收纳箱内腔顶部的四个一号安装架与底部三个一号安装架竖直交错排列，所述一号反射镜的镜面均水平安装于一号安装架的内部，由此可以保证后续光照射在一号反射镜上，光的入射角与反射角相同，且上一个一号反射镜反射出去的光可做为下一个一号反射镜的入射光。

其中，所述二号反射镜片的镜面向右下角倾斜四度，所述三号安装架的高度与安装壳的高度持平，所述三号反射镜片的镜面向右下角倾斜四十三度，由发光管发出的竖直向下的光线经过二号反射镜片的反射向上，且其传播方向偏离竖直方，向右倾斜四度，经过二号反射镜片反射的光照射在顶部的一号反射镜上，由其反射至底部的一号反射镜，经过多次反射传播后最终由顶部最右侧一号反射镜反射至三号反射镜片的镜面，由三号反射镜片的镜面将光的传播方向改为平行于水平面射入安装壳中，最终照射在高灵敏度光敏传感器上。

其中，所述下遮光板和上遮光板的两侧均具有斜面且两侧斜面的倾斜角相等，所述下遮光板和上遮光板各自的两斜面所呈夹角为八度，所述下遮光板和上遮光板均固定安装于相邻的两个一号安装架之间，由此下遮光板和上遮光板的斜面与竖平面之间的夹角便为四度，其与光的反射角是相同的，因此与镜面反射光平行，不会影响到镜面反射光的传播，下遮光板和上遮光板的表面为黑色的，用于吸收角度与斜面不平行的面反射光，减少内部漫反射光的强度对检测结果的影响。

其中，所述压气腔为一个前后贯穿的矩形内腔，所述压气腔的前部和后部分别与空气收纳箱的内腔和外环境连通，所述活塞板的表面开设有一圆形通孔，所述出气管与液压杆表面的圆形通孔处对接，电磁阀在进气初阶段为开通状态，可将空气收纳箱内部的气体排出，当空气收纳箱内腔中气体排出完毕之后，将电磁阀关闭且由于单向阀为单向阀，于是空气收纳箱的内部气体便无法流出，启动液压杆推动活塞板沿着压气腔的内壁前进，原本位于活塞板前部的压气腔内墙气体被排到空气收纳箱中，于是便增加了空气收纳箱气体浓度，内部灰尘的浓度也得到了提高，排气时将电磁阀打开即可。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过由发光管发出的竖直向下的光线经过二号反射镜片的反射向上，且其传播方向偏离竖直方，向右倾斜四度，经过二号反射镜片反射的光照射在顶部的一号反射镜上，由其反射至底部的一号反射镜，经过多次反射传播后最终由顶部最右侧一号反射镜反射至三号反射镜片的镜面，将光线经过多次反射以大刀片延长其传播路径的功能，光线配削弱的程度被加大，因此会更加容易被检测的到光强度的落差。

2、本发明通过启动液压杆推动活塞板沿着压气腔的内壁前进，原本位于活塞板前部的压气腔内墙气体被排到空气收纳箱中，于是便增加了空气收纳箱气体浓度，那么空气中夹杂的悬浮颗粒的浓度也被大大增加，通过适量比例提高样本浓度的方式令其变的更易于观察和检测，提高检测准确性。

3、本发明通过当转动轴被电机带动进行顺时针旋转时，矩形进气道会将气体舀入到集气箱的空心圆柱内部，气体再顺着转动轴进入到进气管中，气体经过单向阀进入到空气收纳箱的内腔中，通过集气箱的旋转姿态对周围的气体进行多方面采集，提高了采集的样本气体的多样性和代表性，检测的结果更具备反应周围环境状况的准确性。

附图说明

图1为本发明整体外观示意图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明主支撑架的上部结构分解示意图；

图4为本发明集气箱的剖视图；

图5为本发明卸下示意图；

图6为本发明空气收纳箱中的光路图；

图7为本发明一号、二号和三号反射镜的示意图；

图8为本发明光管外壳和发光管的示意图；

图9为本发明安装壳内部示意图。

图中：1、工作站台；2、空气收纳箱；3、主支撑架；4、第一支撑板；5、第二支撑板；6、电机；7、集气箱；8、转动轴；9、进气管；10、单向阀；11、光管外壳；12、发光管；13、一号安装架；14、一号反射镜；15、二号安装架；16、二号反射镜片；17、三号安装架；18、三号反射镜片；19、下遮光板；20、上遮光板；21、安装壳；22、高灵敏度光敏传感器；23、挡板；24、显示屏及处理模块；25、液压杆；26、活塞板；27、出气管；28、电磁阀；29、压气腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图9所示，本发明实施例中，一种环境空气自动监测站，包括工作站台1，工作站台1的顶部固定安装有空气收纳箱2，工作站台1顶部的左侧固定安装有主支撑架3，主支撑架3的顶部从上到下依次固定安装有第二支撑板5和第一支撑板4，第二支撑板5的顶部固定安装有电机6，电机6的输出轴传动连接有集气箱7，集气箱7位于第一支撑板4和第二支撑板5之间，集气箱7的内腔底部固定连接有转动轴8，转动轴8的底部固定连接有进气管9，进气管9的底端固定连接有单向阀10，进气管9的另一端与空气收纳箱2的内腔固定连通。

其中，空气收纳箱2的顶部固定安装有光管外壳11，光管外壳11的内部固定安装有发光管12，空气收纳箱2内腔的底部和顶部分别均固定安装有三个一号安装架13和四个一号安装架13，一号安装架13的内侧固定安装有一号反射镜14，空气收纳箱2内腔底部的左侧固定安装有二号安装架15，二号安装架15的内侧固定安装有二号反射镜片16，空气收纳箱2内腔底部的右侧固定安装有三号安装架17，三号安装架17的内侧固定安装有三号反射镜片18，空气收纳箱2内腔的底部和顶部分别固定安装有两个下遮光板19和三个上遮光板20，空气收纳箱2的右侧固定安装有安装壳21，安装壳21的内部固定安装有两个高灵敏度光敏传感器22，空气收纳箱2的后部固定安装有压气腔29，工作站台1的后固定安装有挡板23，挡板23的内侧面固定安装有两个液压杆25，液压杆25的输出端固定连接有活塞板26，活塞板26位于压气腔29的内腔中且与压气腔29活动套接，活塞板26的表面固定连通有出气管27，出气管27上固定安装有电磁阀28，空气收纳箱2的外部右侧设置有显示屏及处理模块24，显示屏及处理模块24固定安装于工作站台1的顶部，高灵敏度光敏传感器22与显示屏及处理模块24电连接。

其中，集气箱7分为空心圆柱和矩形进气道两个部分，集气箱7的矩形进气道共设置有三个且与空心圆柱部分固定连通，矩形进气道和空心圆柱呈切线连接方式，如图4所示，当转动轴8被电机6带动进行顺时针旋转时，矩形进气道会将气体舀入到集气箱7的空心圆柱内部，气体再顺着转动轴8进入到进气管9中，气体经过单向阀10进入到空气收纳箱2的内腔中。

其中，集气箱7的底部开设有圆形通孔且圆形通孔的内径与转动轴8的外环直径相适配，转动轴8的外环固定套接于集气箱7的圆形通孔处，转动轴8的内环与进气管9固定套接，进气管9通过转动轴8与集气箱7的内腔相连通。

其中，位于空气收纳箱2内腔顶部的四个一号安装架13与底部三个一号安装架13竖直交错排列，一号反射镜14的镜面均水平安装于一号安装架13的内部，由此可以保证后续光照射在一号反射镜14上，光的入射角与反射角相同，且上一个一号反射镜14反射出去的光可做为下一个一号反射镜14的入射光。

其中，二号反射镜片16的镜面向右下角倾斜四度，三号安装架17的高度与安装壳21的高度持平，三号反射镜片18的镜面向右下角倾斜四十三度，由发光管12发出的竖直向下的光线经过二号反射镜片16的反射向上，且其传播方向偏离竖直方，向右倾斜四度，经过二号反射镜片16反射的光照射在顶部的一号反射镜14上，由其反射至底部的一号反射镜14，经过多次反射传播后最终由顶部最右侧一号反射镜14反射至三号反射镜片18的镜面，由三号反射镜片18的镜面将光的传播方向改为平行于水平面射入安装壳21中，最终照射在高灵敏度光敏传感器22上。

其中，下遮光板19和上遮光板20的两侧均具有斜面且两侧斜面的倾斜角相等，下遮光板19和上遮光板20各自的两斜面所呈夹角为八度，下遮光板19和上遮光板20均固定安装于相邻的两个一号安装架13之间，由此下遮光板19和上遮光板20的斜面与竖平面之间的夹角便为四度，其与光的反射角是相同的，因此与镜面反射光平行，不会影响到镜面反射光的传播，下遮光板19和上遮光板20的表面为黑色的，用于吸收角度与斜面不平行的面反射光，减少内部漫反射光的强度对检测结果的影响。

其中，压气腔29为一个前后贯穿的矩形内腔，压气腔29的前部和后部分别与空气收纳箱2的内腔和外环境连通，活塞板26的表面开设有一圆形通孔，出气管27与液压杆25表面的圆形通孔处对接，电磁阀28在进气初阶段为开通状态，可将空气收纳箱2内部的气体排出，当空气收纳箱2内腔中气体排出完毕之后，将电磁阀28关闭且由于单向阀10为单向阀，于是空气收纳箱2的内部气体便无法流出，启动液压杆25推动活塞板26沿着压气腔29的内壁前进，原本位于活塞板26前部的压气腔29内墙气体被排到空气收纳箱2中，于是便增加了空气收纳箱2气体浓度，内部灰尘的浓度也得到了提高，排气时将电磁阀28打开即可。

工作原理及使用流程：

开通电磁阀28，且活塞板26位于压气腔29的右端端口处，启动电机6带动集气箱7旋转，矩形进气道会将气体舀入到集气箱7的空心圆柱内部，气体再顺着转动轴8进入到进气管9中，气体经过单向阀10进入到空气收纳箱2的内腔中，电磁阀28在进气初阶段为开通状态，可将空气收纳箱2内部上一轮的检测气体排出，当空气收纳箱2内腔中气体排出完毕之后，将电磁阀28关闭且由于单向阀10为单向阀，于是空气收纳箱2的内部气体便无法流出，启动液压杆25推动活塞板26沿着压气腔29的内壁前进，原本位于活塞板26前部的压气腔29内墙气体被排到空气收纳箱2中，于是便增加了空气收纳箱2气体浓度，发光管12发出的光线经过多次反射后，其在空气收纳箱2内腔中的传播路径被大大延长，光线配削弱的程度被加大，因此会更加容易被检测的到光强度的落差，高灵敏度光敏传感器22将检测的结果传递给处理模块进行处理，得出的最终结果输出到屏幕供用户观察。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种环境空气自动监测站，包括工作站台（1），其特征在于：所述工作站台（1）的顶部固定安装有空气收纳箱（2），所述工作站台（1）顶部的左侧固定安装有主支撑架（3），所述主支撑架（3）的顶部从上到下依次固定安装有第二支撑板（5）和第一支撑板（4），所述第二支撑板（5）的顶部固定安装有电机（6），所述电机（6）的输出轴传动连接有集气箱（7），所述集气箱（7）位于第一支撑板（4）和第二支撑板（5）之间，所述集气箱（7）的内腔底部固定连接有转动轴（8），所述转动轴（8）的底部固定连接有进气管（9），所述进气管（9）的底端固定连接有单向阀（10），所述进气管（9）的另一端与空气收纳箱（2）的内腔固定连通。

2.根据权利要求1所述的一种环境空气自动监测站，其特征在于：所述空气收纳箱（2）的顶部固定安装有光管外壳（11），所述光管外壳（11）的内部固定安装有发光管（12），所述空气收纳箱（2）内腔的底部和顶部分别均固定安装有三个一号安装架（13）和四个一号安装架（13），所述一号安装架（13）的内侧固定安装有一号反射镜（14），所述空气收纳箱（2）内腔底部的左侧固定安装有二号安装架（15），所述二号安装架（15）的内侧固定安装有二号反射镜片（16），所述空气收纳箱（2）内腔底部的右侧固定安装有三号安装架（17），所述三号安装架（17）的内侧固定安装有三号反射镜片（18），所述空气收纳箱（2）内腔的底部和顶部分别固定安装有两个下遮光板（19）和三个上遮光板（20），所述空气收纳箱（2）的右侧固定安装有安装壳（21），所述安装壳（21）的内部固定安装有两个高灵敏度光敏传感器（22），所述空气收纳箱（2）的后部固定安装有压气腔（29），所述工作站台（1）的后固定安装有挡板（23），所述挡板（23）的内侧面固定安装有两个液压杆（25），所述液压杆（25）的输出端固定连接有活塞板（26），所述活塞板（26）位于压气腔（29）的内腔中且与压气腔（29）活动套接，所述活塞板（26）的表面固定连通有出气管（27），所述出气管（27）上固定安装有电磁阀（28），所述空气收纳箱（2）的外部右侧设置有显示屏及处理模块（24），所述显示屏及处理模块（24）固定安装于工作站台（1）的顶部，所述高灵敏度光敏传感器（22）与显示屏及处理模块（24）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种环境空气自动监测站，其特征在于：所述集气箱（7）分为空心圆柱和矩形进气道两个部分，所述集气箱（7）的矩形进气道共设置有三个且与空心圆柱部分固定连通，所述矩形进气道和空心圆柱呈切线连接方式。

4.根据权利要求1所述的一种环境空气自动监测站，其特征在于：所述集气箱（7）的底部开设有圆形通孔且圆形通孔的内径与转动轴（8）的外环直径相适配，所述转动轴（8）的外环固定套接于集气箱（7）的圆形通孔处，所述转动轴（8）的内环与进气管（9）固定套接，所述进气管（9）通过转动轴（8）与集气箱（7）的内腔相连通。

5.根据权利要求2所述的一种环境空气自动监测站，其特征在于：位于所述空气收纳箱（2）内腔顶部的四个一号安装架（13）与底部三个一号安装架（13）竖直交错排列，所述一号反射镜（14）的镜面均水平安装于一号安装架（13）的内部。

6.根据权利要求2所述的一种环境空气自动监测站，其特征在于：所述二号反射镜片（16）的镜面向右下角倾斜四度，所述三号安装架（17）的高度与安装壳（21）的高度持平，所述三号反射镜片（18）的镜面向右下角倾斜四十三度。

7.根据权利要求2所述的一种环境空气自动监测站，其特征在于：所述下遮光板（19）和上遮光板（20）的两侧均具有斜面且两侧斜面的倾斜角相等，所述下遮光板（19）和上遮光板（20）各自的两斜面所呈夹角为八度，所述下遮光板（19）和上遮光板（20）均固定安装于相邻的两个一号安装架（13）之间。

8.根据权利要求2所述的一种环境空气自动监测站，其特征在于：所述压气腔（29）为一个前后贯穿的矩形内腔，所述压气腔（29）的前部和后部分别与空气收纳箱（2）的内腔和外环境连通，所述活塞板（26）的表面开设有一圆形通孔，所述出气管（27）与液压杆（25）表面的圆形通孔处对接。

Images