CN202676600U - 一种pm2.5毒性在线监测仪 - Google Patents

Abstract

一种PM2.5毒性在线监测仪，属于电子领域。它主要解决的技术问题是实现PM2.5毒性的自动监测。它包括滤膜部分、吸气部分、发光微生物存放部分、控温部分、弱光检测部分。发光微生物存放部分由试管及复苏液组成。控温部分由ds18b20温度传感器、半导体制冷贴片、电阻丝组成。空气被吸入滤膜。滤膜滤除直径大于2.5μm的颗粒，小的颗粒通过滤膜进入进气管。PM2.5颗粒由于重力作用落入测试管。试管内发光微生物复苏液的发光信号可以通过固体光电倍增管将光信号转变为电信号，由检测电路放大输出。对比PM2.5粉尘落入试管后发光强度的改变可以测试出PM2.5的毒性。它主要应用于环境监测，特别是空气质量监测。

Description

一种PM2.5毒性在线监测仪

技术领域

本实用新型属于电子领域，尤其是指一种用于PM2.5毒性在线监测的装置。

背景技术

PM2.5是指空气动力学直径小于2.5μm的颗粒，它能吸附各种有毒物质，然后直接进入人体的下呼吸道。PM2.5的危害已被医学研究证明同多种呼吸疾病有关。多个国家已经开展对PM2.5的监测，但是对其毒性的监测还没有引起足够重视。由于PM2.5吸附的有毒物质不同其毒害作用有所不同，因而对其进行监测有着实际意义。

目前已有报道利用发光微生物鲜菌液在实验室内对PM2.5颗粒的毒性进行检测。发光微生物法的基本原理是：发光微生物在正常情况下发出可见光，当细胞活性受到毒性物质作用后，其活性将受到抑制，从而使呼吸速率下降，进而导致发光降低。样品的毒性越强，发光细菌的光强损失越多。将光强的变化通过光敏传感器转变为电信号即可确定毒性含量。

发光微生物法已被世界公认为对毒性特别是急性毒性的最好的快速检测方法。它可以分为鲜菌液法和冻干粉法。鲜菌液法是指利用新培养细菌进行毒性检测。冻干粉法是指将微生物制成粉末。鲜菌液检测方法耗时长，鲜菌液也不能长时间存放。冻干粉可以在冰箱内长时间存放，这种方法较鲜菌液方法方便快捷。冻干粉使用时需从冰箱内取出复苏，才能使用。复苏液在室温下不能长时间存放，其发光特性将随时间下降。

PM2.5毒性监测在室外进行，鲜菌液和冻干粉法都需要人工配制且不可以长时间存放，因而不能用于室外的自动监测。这些是不能实现PM2.5毒性自动监测的瓶颈。为了实现自动监测，必须实现发光微生物菌液的长时间存放。冻干粉复苏液在4℃恒温下，可以长时间保持其发光特性。本实用新型就是利用这一原理实现了PM2.5毒性自动监测。

发明内容

为了克服现有的PM2.5毒性仅能在实验室内进行的不足，本实用新型提供一种PM2.5毒性在线监测仪，实现PM2.5毒性的自动监测。它主要应用于环境监测，特别是空气质量监测。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型包括滤膜部分、吸气部分、发光微生物存放部分、控温部分、弱光检测部分，其特征在于发光微生物存放部分和控温部分及弱光检测部分置于同一暗室内。

滤膜部分由滤膜支架、滤膜环、滤膜组成。滤膜用滤膜环支撑，滤膜环安装在滤膜支架上。滤膜环密封连接在进气管上。滤膜为直径为2.5μm的滤网，用以滤除直径大于2.5μm的颗粒。吸气部分由进气管、电机、风扇组成，用以吸入待检颗粒。

发光微生物存放部分由试管及发光微生物冻干粉复苏液组成。冻干粉复苏液为冻干粉从冰箱取出后，置于室温5分钟后加入氯化钠溶液制成。加入氯化钠的目的是平衡发光微生物细胞的渗透压。冻干粉复苏液装入试管内。控温部分由ds18b20温度传感器、半导体制冷贴片、电阻丝组成。弱光检测部分为固体光电倍增管和检测电路，检测电路包含一片单片机。

由于电机旋转带动风扇转动，从而使空气被吸入滤膜。滤膜滤除直径大于2.5μm的颗粒，而小的颗粒则通过滤膜进入进气管。PM2.5颗粒由于重力作用落入测试管。试管内发光微生物复苏液的发光信号可以通过固体光电倍增管将光信号转变为电信号，然后由检测电路放大输出。对比PM2.5粉尘落入试管后发光强度的改变可以测试出PM2.5的毒性。

当控温部分的ds18b20温度传感器检测到温度高于4℃时，将信号送往检测的单片机，单片机发出指令接通半导体制冷贴片电路，使半导体贴片制冷；当检测到温度低于4℃，信号送往检测电路的单片机，单片机发出指令接通电阻丝电路，使电阻丝加热。发光微生物存放部分和控温部分及弱光检测部分置于同一暗室内。暗室壁为保温泡沫材料制成，用于使暗室内温度保持恒定。

本实用新型的有益效果是，可以自动监测PM2.5的毒性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是一种PM2.5毒性在线监测仪第一个实施例的纵剖面构造图。

图2是本实用新型的程序框图。

图3是本实用新型的电路原理图。

图中1.滤膜，2.滤膜环，3.滤膜支架，4.进气管，5.暗室，6.ds18b20温度传感器，7.半导体制冷贴片，8.发光微生物冻干粉复苏液，9.固体光电倍增管，10.检测电路，11.风扇，12.电阻丝，13.电机，14.试管，15.单片机，16.继电器，17.继电器，18.三极管，19.三极管，20.电阻，21.电阻。

具体实施方式

在图1中，滤膜1同滤膜环2相连接，滤膜环2同滤膜支架3相连接，滤膜支架3密封固定在进气管4的内侧。风扇11在进气管4内侧，电机13同风扇11相连，电机13在进气管4的外侧。试管14同进气管4的下端密封相连，试管14在暗室5内，ds18b20温度传感器6、半导体制冷贴片7、电阻丝12、发光微生物冻干粉复苏液8、固体光电倍增管9、检测电路10、电阻丝12、试管14都在暗室5内部。发光微生物冻干粉复苏液8置于试管4内部。检测电路10同固体光电倍增管9相连。ds18b20温度传感器6、半导体制冷贴片7、电阻丝12均通过电路同检测电路10相连。

在图2所示实施例中，ds18b20温度传感器6与单片机15的P0.0相连，固体光电倍增管9的一端同单片机15的P3.3相连，半导体制冷贴片7通过继电器16、三极管18、电阻20同单片机15的P0.1相连。电阻丝12通过继电器17、三极管19、电阻21同单片机15的P0.2相连。

Claims (1)

1.一种PM2.5毒性在线监测仪，包括滤膜部分、吸气部分、发光微生物存放部分、控温部分、弱光检测部分，其特征是发光微生物存放部分和控温部分及弱光检测部分置于同一暗室内。

Images