CN113607617A - 一种快速检测道路扬尘排放因子的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速检测道路扬尘排放因子的装置，包括检测车、检测车车底积尘负荷检测装置、检测车内部定位装置和远程数据平台、检测车前部道路类型检测装置，检测车车底安装有积尘采集管，积尘采集管中含有采集装置与分析装置，对道路积尘进行快速采集分析，并将采集的数据传送至远程数据平台，远程数据平台获取车辆行驶过程中车流量、车辆类型分布并估算出平均车重，结合AP‑42方法给出的公式计算出道路扬尘排放因子。本发明采用主动吸尘的方式采集路面积尘,同时获取检测车周围车流量及平均车重，各个检测装置之间合理布局，极大提高了检测效率和准确率，能够快速高效的计算不同路段道路扬尘排放因子的情况。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测领域，特别涉及一种快速检测道路扬尘排放因子的装置。
背景技术
目前国内外主流道道路扬尘排放因子主要有TARKER法、上下风向法、扩散模型法、降尘法以及AP-42法。国内学者基于AP-42法对不同城市道路扬尘排放因子进行了大量研究，如重庆(程健.重庆市主城区铺装道路扬尘排放因子与特征研究[D].重庆工商大学,2015)、石家庄(韩星.石家庄市主城区交通扬尘排放特征研究[D].河北师范大学,2016)、济南(张猛.城市道路扬尘排放特性及控制技术研究[D].山东建筑大学,2011)，这种监测方式积尘负荷的采集方法均是通过人工采集的方法，人工采集是通过利用真空吸尘器或者毛刷在道路上采集积尘负荷，人工采集法所耗费的时间长、不确定性强，往往是以道路上某几个点采样位置的积尘负荷来代表整条道路的积尘负荷值，难以表征整条道路的积尘负荷值，中国专利CN213813266U采用车载式吸尘方法采集积尘负荷，虽然解决了人工采集积尘负荷的缺点，但仅是获取道路积尘负荷值，不能快速得到道路扬尘排因子。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，采取车载式采集积尘负荷的方式，可随时随地获取道路积尘负荷值，远程数据平台获取道路交通信息，结合公式算法，可动态、实时获取道路扬尘排放因子数据，提供了一种快速检测道路扬尘排放因子的装置。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种快速检测道路扬尘排放因子的装置，其特征在于：检测车底部装有积尘负荷采集分析装置，检测车前部装有道路类型检测装置，检测车内部装有定位装置以及远程数据平台，所述积尘负荷采集分析装置包括集气罩、道路积尘采集管、粉尘传感器、控制中心、粉尘过滤装置、吸气泵、排气装置，所述道路积尘采集管进口处朝向地面、出口处平行于地面，所述道路类型检测装置为摄像头，所述远程数据平台与道路类型检测装置、积尘负荷采集分析装置以及定位装置通过电路相连。
进一步的方案，所述道路积尘采集管进口处朝向地面并安装有集气罩，所述道路积尘采集管出口处平行于地面并装有排气装置。
进一步的方案，所述道路积尘采集管进口处集气罩底部边缘距离地面3cm-5cm，所述集气罩位于检测车两个前车轮中心线连线位置。
进一步的方案，所述道路积尘采集管位于车底部中间水平放置，所述道路积尘采集管材料为耐腐蚀钢衬塑管道、形状为圆柱形。
进一步的方案，所述粉尘过滤装置含有滤芯，可将粉尘与气体进行分离。
进一步的方案，所述粉尘过滤装置、粉尘传感器、控制中心通过道路积尘采集管连接。
进一步的方案，所述检测车内部定位装置为GPS定位仪。
进一步的方案，所述检测车内远程数据平台可获取检测车辆周围遥感图像、实时交通数据以及接受所测得的道路积尘负荷数据。
进一步的方案，所述遥感图像包括道路长度、道路宽度、道路走向、道路名称。
进一步的方案，所述实时交通数据包括车流量、车辆类型、平均车重。
本发明的有益效果是：
利用本发明的装置检测道路扬尘排放因子，采用车载式采集道路积尘负荷的方法，相对于人工采集道路积尘负荷而言缩短了采样所需要的时间、克服了人工采样受车辆行驶状态的缺点、提高了样本的代表性，双粉尘传感器检测积尘负荷值，提高了数据准确度，从而提升了道路扬尘排放因子数据的准确性；远程数据平台在检测车行驶过程中获取检测车周围遥感图像、实时交通数据以及采集到的道路积尘负荷数据，根据AP-42方法实时计算出道路扬尘排放因子，大大缩短了计算道路扬尘排放因子所需要的时间，能动态获取各路段扬尘排放因子，实现道路扬尘排放因子空间分布可视化。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为道路扬尘排放因子计算流程图。
图中：1、检测车；2、定位装置；3、远程数据平台；4、道路类型检测装置；5、集气罩；6、道路积尘采集管；7、粉尘传感器；8、控制中心；9、粉尘过滤装置；10、吸气泵；11、排气装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施进行详细说明。
如图1所示，本发明是一种快速检测道路扬尘排放因子的装置，其特征在于：所述检测车1底部装有积尘负荷采集分析装置，对地面积尘负荷进行采集与分析，包括集气罩5、道路积尘采集管6、粉尘传感器7、控制中心8、粉尘过滤装置9、吸气泵10、排气装置11；所述检测车1车头前部道路类型检测装置4装有摄像头检测道路类型、铺装类型、车道数；所述检测车1内部装有定位装置2GPS定位仪可以实时定位检测车1地理位置，所述远程数据平台3获取检测车1周边交通信息状况。所述远程数据平台3与道路类型检测装置4、积尘负荷采集分析装置以及定位装置2通过电路相连。
实施中，检测车1底部积尘负荷采集分析装置、检测车1内部定位装置2和远程数据平台3、检测车1车头前部道路类型检测装置4同时工作。
实施中，检测车1匀速行驶，检测车1车头前部道路类型检测装置4检测道路类型，道路类型分主干路、次干路、支路三种，铺装类型分铺装道路、非铺装道路两种，车道路依据实际道路情况判定。
实施中，检测车1底部装有积尘负荷采集分析装置，对地面积尘负荷进行采集与分析，通过道路积尘采集管6对道路积尘进行采集，道路积尘采集管6进口处装有集气罩5。
实施中，道路积尘采集管6进口处的集气罩5开口朝向地面，并距离地面3cm-5cm，保证采样过程中不与地面发生磨损碰撞，在检测车1行驶过程中将路面积尘采集进入道路积尘采集管6中。
实施中，道路积尘进入进入道路积尘采集管6中以后，依次通过两个粉尘传感器7、控制中心8、粉尘过滤装置9、吸气泵10，最后经过排气装置11排出道路积尘采集管6。
实施中，道路积尘通过第一个粉尘传感器7时，粉尘传感器7内置激光发射器与光电接收组件，利用光散射原理，激光发出后在颗粒物上产生散射光，由光电接收组件转变为电信号，计算出TSP浓度、PM2.5浓度、PM10浓度，计算后的颗粒物浓度记为sL1。
实施中，道路积尘通过第一个粉尘传感器7以后，进入第二个粉尘传感器7，道路积尘通过第二个粉尘传感器7时，粉尘传感器7内置激光发射器与光电接收组件，利用光散射原理，激光发出后在颗粒物上产生散射光，由光电接收组件转变为电信号，计算出TSP浓度、PM2.5浓度、PM10浓度，计算后的颗粒物浓度记为sL2。
实施中，道路积尘通过第二个粉尘传感器7以后，两个粉尘传感器7分别得到道路积尘的TSP浓度、PM2.5浓度、PM10浓度，控制中心8将两个粉尘传感器7得到的颗粒物浓度值进行平均计算，计算结果为sL1+sL2/2，记为sL3，并将sL3数值输送给远程数据平台3。
如图2所示，实施中，远程数据平台3获取检测车1周围道路交通信息，得到道路车流量、车辆类型构成，同时根据调查所得各车辆类型的车重信息估算平均车重，结合控制中心8输送的颗粒物浓度值sL3，根据公式E＝k×(sL)0.91×(W)1.02计算出道路扬尘排放因子；式中E为道路扬尘排放因子(g/VKT)，k为道路扬尘不同粒径下的粒度乘数，计算时TSP、PM2.5、PM10的粒度乘数k分别取3.23g/VKT、015g/VKT、0.62g/VKT，sL为道路积尘负荷(g/m2)，W为采样道路上行驶的所有机动车的平均质量(t)。
实施中，道路积尘通过控制中心8以后，进入粉尘过滤装置9，粉尘过滤装置9中含有滤芯，通过滤芯将气体与粉尘进行分离，分离后的气体离开粉尘过滤装置10进入排气装置11，通过排气装置11排入到大气当中。
最后应该说明的是：以上仅是本发明优选的实施方案，而非对其限制；凡属于本发明思路下的技术方案均属本发明的保护范围。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和前提下进行的改进，应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种快速检测道路扬尘排放因子的装置，其特征在于：包括检测车(1)，检测车(1)内部装有的定位装置(2)以及远程数据平台(3)，检测车车头前部装有的道路类型检测装置(4)，检测车车底部装有的积尘负荷收集分析装置，包括集气罩(5)、道路积尘采集管(6)、粉尘传感器(7)、控制中心(8)、粉尘过滤装置(9)、吸气泵(10)、排气装置(11)，所述远程数据平台(3)与道路类型检测装置(4)、积尘负荷采集分析装置以及定位装置(2)通过电路连接，检测车(1)在道路正常行驶时，道路积尘采集管(6)进口处的集气罩(5)朝向地面，将道路积尘采集进道路积尘采集管(6)中，积尘进入道路积尘采集管(6)中后通过两个粉尘传感器(7)与控制中心(8)，控制中心(8)将两个粉尘传感器(7)所获得的积尘浓度值进行平均处理并传远程数据平台(3)，远程数据平台(3)获取检测车(1)周围道路交通信息，结合公式计算出扬尘排放因子，道路积尘通过控制中心(8)以后，进入粉尘过滤装置(9)，粉尘过滤装置(9)中含有滤芯，通过滤芯将气体与粉尘进行分离，分离后的气体离开粉尘过滤装置(9)进入排气装置(11)，通过排气装置(11)排入到大气当中，所述各装置检测时同时工作。
2.根据权利要求1所述的一种快速检测道路扬尘排放因子的装置，其特征在于：位于检测车(1)底部的积尘负荷收集装置水平放置在车身底部中间，道路积尘采集管(6)进口处装有集气罩(5)，能更方便采集积尘负荷。
3.根据权利要求1所述的一种快速检测道路扬尘排放因子的装置，其特征在于：所述道路积尘采集管(6)为耐腐蚀钢衬塑管道、形状为圆柱形，集气罩(5)材料为耐腐蚀性工程塑料。
4.根据权利要求1所述的一种快速检测道路扬尘排放因子的装置，其特征在于：采用双传感器结构，第一个粉尘传感器(7)所测得的积尘负荷值为sL1,第二个粉尘传感器(7)所测得的积尘负荷值为sL2，sL1+sL2/2为该路段积尘负荷值，记为sL3，控制中心(8)计算并传输sL3数值至远程数据平台(3)。
5.根据权利要求1所述的一种快速检测道路扬尘排放因子的装置，其特征在于：远程数据平台(3)可得到检测车(1)在行驶过程中道路长度、车流量、车辆类型、平均车重；检测车车头前部装有的道路类型检测装置(4)可获取车辆行驶过程中的道路类型、铺装类型、车道数。
6.根据权利要求1所述的一种快速检测道路扬尘排放因子的装置，其特征在于：检测车(1)内部装有的定位装置(2)为GPS定位仪，粉尘过滤装置(10)中含有分离气体与粉尘的滤芯。
7.根据权利要求1所述的一种快速检测道路扬尘排放因子的装置，其特征在于：道路扬尘排放因子的计算方法为美国环保署提出的AP-42模型法，其公式为E＝k×(sL)0.91×(W)1.02,式中E为道路扬尘排放因子(g/VKT)，k为道路扬尘不同粒径下的粒度乘数(计算时TSP、PM2.5、PM10的粒度乘数k分别取3.23g/VKT、015g/VKT、0.62g/VKT)，sL为道路积尘负荷(g/m2)，W为采样道路上行驶的所有机动车的平均质量(t)。
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| CN115267056A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-11-01 | 江苏省苏力环境科技有限责任公司 | 一种车载道路积尘负荷装置及其测量方法 |
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| CN115267056B (zh) * | 2022-06-29 | 2024-02-02 | 江苏省苏力环境科技有限责任公司 | 一种车载道路积尘负荷装置及其测量方法 |
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