CN206410975U - 一种颗粒物检测装置及其系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气体检测领域，尤其涉及一种颗粒物检测装置及其系统。其中，该颗粒物检测装置包括第一过滤单元、检测单元、处理单元、第二过滤单元及抽气单元，检测单元的气体入口与第一过滤单元的气体出口连接，检测单元的气体出口与第二过滤单元的气体入口连接，第二过滤单元的气体出口与抽气单元的气体入口连接，处理单元与检测单元连接。检测颗粒物浓度时，第一过滤单元对待检测气体进行预过滤，过滤掉包含在待检测气体内的水滴、油滴及大颗粒物，避免造成下一步骤中检测单元的堵塞。检测单元完成待检测气体中颗粒物浓度的检测之后，第二过滤单元过滤该待检测气体中的颗粒物，抽气单元从第二过滤单元抽取过滤后的待检测气体，从而实现零污染排放。

Description

一种颗粒物检测装置及其系统

技术领域

本实用新型涉及气体检测领域，尤其涉及一种颗粒物检测装置及其系统。

背景技术

随着经济的发展，各行业得到迅速发展，随之而来便是各种颗粒物带来的环保问题。越来越多的企业将未经任何处理的废气直接排到大气中，不仅对城市大气造成了严重的污染，同时也严重危害了居民的身体健康。

为了加强对企业排放出的废气颗粒物进行监管，环保部门采用颗粒物检测装置对各个企业排放出的颗粒物进行检测。现有的颗粒物检测装置通过传感器检测出废气中颗粒物的浓度。

然而，发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在以下问题：由于废气中不仅仅包含细小的颗粒物，其还包含水滴、油滴物质及大颗粒物。现有颗粒物检测装置在检测颗粒物浓度的过程中，经常因为废气中包含大颗粒物或水滴或油滴物质而导致其检测结果不精确、工作不可靠，并且现有颗粒物检测装置尚未对检测的气体进行处理便排放至大气，从而造成环境污染。

实用新型内容

为了克服上述技术问题，本实用新型实施例的一个目的旨在提供一种颗粒物检测装置及其系统，其解决了现有颗粒物检测装置工作不可靠以及不环保的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

在第一方面，本实用新型实施例提供一种颗粒物检测装置，所述颗粒物检测装置包括：

用于对待检测气体进行预过滤的第一过滤单元；

用于检测经过预过滤后待检测气体中的颗粒物浓度的检测单元，所述检测单元的气体入口与所述第一过滤单元的气体出口连接；

用于处理所述检测单元输出的检测数据的处理单元，其与所述检测单元连接；

用于过滤经过检测后的待检测气体的第二过滤单元，所述检测单元的气体出口与所述第二过滤单元的气体入口连接；

用于抽取经过所述第二过滤单元过滤后的待检测气体的抽气单元，所述第二过滤单元的气体出口与所述抽气单元的气体入口连接。

可选地，所述颗粒物检测装置还包括：

第一导管，其一端与所述第一过滤单元的气体入口连接，其另一端为自由端；

开关单元，其设置于所述第一导管上，并且与所述处理单元连接，用于根据所述处理单元发送的控制信号，控制第一导管的导通状态。

可选地，所述颗粒物检测装置还包括：

用于显示检测状态的显示面板，其与所述处理单元连接，并且所述显示面板设置有进气口；

所述第一导管的另一端穿过所述进气口。

可选地，所述颗粒物检测装置还包括：

无线通信模块，其与所述处理单元连接。

可选地，所述颗粒物检测装置还包括：

第二导管，其一端与所述抽气单元的气体出口连接，其另一端为自由端；

传感器模块，其设置于所述第二导管的另一端，并且与所述处理单元连接。

可选地，所述检测单元包括：

下壳体，其内部设置有测量室、与所述测量室连通的第一通光孔和第二通光孔；

激光发生器，设置于所述下壳体的一端内，并且所述激光发生器发射的激光从所述第一通光孔进入所述测量室内，并且从所述第二通光孔穿出，进入消光室；

分级测量元件，所述分级测量元件设置于所述测量室内，并且所述分级测量元件位于与所述激光发生器的光路垂直的方向上，所述分级测量元件包括至少两个光敏传感器。

可选地，所述下壳体还设置有测量气体输入口和测量气体输出口，所述测量气体输入口和测量气体输出口均与所述测量室连通，并且所述测量气体输入口的直径小于所述测量气体输出口的直径。

可选地，所述颗粒物检测装置还包括：

第一光阑组件，所述第一光阑组件设置于所述激光器发生器和所述测量室之间，所述第一光阑组件上开设有第一消光孔，所述第一消光孔位于所述激光发生器的光路路径上。

可选地，所述颗粒物检测装置还包括：

第二光阑组件，所述第二光阑组件设置于所述测量室远离所述第一光阑组件的一侧，所述第二光阑组件上开设有第二消光孔，所述第二消光孔位于所述激光发生器的光路路径上。

在第二方面，本实用新型实施例提供一种颗粒物检测系统，所述颗粒物检测系统包括所述的颗粒物检测装置及服务器，所述服务器与所述颗粒物检测装置连接。

在本实用新型各个实施例中，检测颗粒物浓度时，首先第一过滤单元对待检测气体进行预过滤，过滤掉包含在待检测气体内的水滴或油滴及大颗粒物，避免造成下一步骤中检测单元的堵塞。检测单元完成待检测气体中颗粒物浓度的检测之后，第二过滤单元过滤该待检测气体中的颗粒物，抽气单元从第二过滤单元抽取过滤后的待检测气体，从而实现零污染排放。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供一种颗粒物检测装置的结构示意图；

图2是图1中显示面板的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供一种颗粒物检测装置的爆炸示意图；

图4是本实用新型实施例提供一种颗粒物检测装置的立体状态示意图；

图5是本实用新型实施例提供一种检测单元的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供一种检测单元的剖面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了方便说明并且理解本实用新型的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。

如图1所示，该颗粒物检测装置100包括第一过滤单元11、检测单元12、处理单元(未图示)、第二过滤单元14及抽气单元15，检测单元12的气体入口与第一过滤单元11的气体出口连接，检测单元12的气体出口与第二过滤单元14的气体入口连接，第二过滤单元14的气体出口与抽气单元15的气体入口连接，处理单元与检测单元12连接。其中，第一过滤单元11对待检测气体进行预过滤，检测单元12检测经过预过滤后待检测气体中的颗粒物浓度，处理单元处理检测单元12输出的检测数据，第二过滤单元14过滤经过检测后的待检测气体，抽气单元15抽取经过所述第二过滤单元过滤后的待检测气体。

检测颗粒物浓度时，首先第一过滤单元11对待检测气体进行预过滤，过滤掉包含在待检测气体内的水滴、油滴及大颗粒物，避免造成下一步骤中检测单元12的堵塞。检测单元12完成待检测气体中颗粒物浓度的检测之后，第二过滤单元14过滤该待检测气体中的颗粒物，抽气单元15从第二过滤单元14抽取过滤后的待检测气体，从而实现零污染排放。

请复参阅图1。在一些实施例中，颗粒物检测装置100还包括第一导管16及开关单元17，第一导管16的一端与第一过滤单元11的气体入口连接，第一导管16的另一端161为自由端，用于输入待检测气体。开关单元17设置于第一导管16上，并且与处理单元连接，开关单元17用于根据处理单元发送的控制信号，控制第一导管16的导通状态。例如，当颗粒物检测装置100需要校正零点时，处理单元向开关单元17发送关闭控制信号，以将第一导管16切换至关闭状态，当颗粒物检测装置100开始检测颗粒物浓度时，处理单元向开关单元17发送导通控制信号，以将第一导管16切换至导通状态，从而使待检测气体输入到第一过滤单元11中。在一些实施例中，第一导管16可以为软管，开关单元17可以为电磁阀。

在一些实施例中，如图1所示，颗粒物检测装置100还包括电池单元18，电池单元18可以为各个电路提供电源。

在一些实施例中，如图1所示，颗粒物检测装置100还包括第二导管19及传感器模块20。第二导管19的一端与抽气单元15的气体出口连接，第二导管19的另一端为自由端，传感器模块20设置于第二导管19的另一端，并且与处理单元连接。传感器模块20可以采集经过检测后待检测气体的温度、湿度以及等等。

为了详细介绍实施例提供的颗粒物检测装置100，下面对颗粒物检测装置100的工作原理进行介绍：

在默认状态下，开关单元17将第一导管16切换至打开状态。

开始检测待检测气体的颗粒物浓度之前，处理单元向开关单元17发送关闭控制信号，以将第一导管16切换至关闭状态，处理单元驱动抽气单元15开始工作，检测单元12先检测出当前大气的洁净空气的数值，并且进行零点校正，以减少检测误差。开始检测时，处理单元向开关单元17发送导通控制信号，以将第一导管16切换至导通状态，从而使待检测气体输入到第一过滤单元11中。与此同时，处理单元驱动抽气单元15开始工作。第一过滤单元11对待检测气体进行预过滤，过滤掉包含在待检测气体内的水滴、油滴及大颗粒物，避免造成下一步骤中检测单元12的堵塞以及以便检测单元12更加精确地检测出待检测气体中的颗粒物浓度。检测单元12接收经过预过滤后的待检测气体，并且检测该待检测气体中的颗粒物浓度，输出颗粒物浓度的检测数据，处理单元接收并且处理该检测数据。经过检测的待检测气体输入第二过滤单元14，第二过滤单元14过滤该待检测气体中的颗粒物，抽气单元15从第二过滤单元14抽取过滤后的待检测气体，从而实现零污染排放。传感器模块20能够采集排放到大气中的待检测气体的温度、湿度以及等等，处理单元接收和处理传感器模块20采集到温湿度数据，并且根据该温湿度数据对颗粒物浓度的检测结果进行校正。

在一些实施例中，颗粒物检测装置100还包括无线通信模块(未图示)，其与处理单元连接。处理单元通过无线通信模块能够将颗粒物浓度的检测数据传输到云端服务器上，从而方便用户远程管理颗粒物检测装置100。

请参阅图2。颗粒物检测装置100还包括显示面板22，其与处理单元连接，处理单元可以将颗粒物浓度的检测数据传输给显示面板22，使显示面板22显示该检测数据。除了显示检测数据，显示面板22还可以显示相关的检测状态。例如，在颗粒物检测装置100初始化检测时，显示面板22可以显示“正在进行检测”的字段。

显示面板22设置有进气口221，第一导管16的另一端161穿过进气口221，从而使显示面板22能够紧密结合至颗粒物检测装置100，节省空间。

请继续参阅图2，显示面板22还设置有各类标准协议的数据扩展接口222及电源接口223。通过数据扩展接口222，其能够连接具有与该数据拓展接口222匹配的设备，并且进行传输数据。通过该电源接口223，其能够为电池单元18提供电源。

为了便于携带颗粒物检测装置100，如图3和图4所示，颗粒物检测装置100收容于容纳箱200内。

如图5和图6所示，检测单元12包括：下壳体121，其内部设置有测量室50、与所述测量室50连通的第一通光孔501和第二通光孔502；激光发生器51，设置于所述下壳体121的一端内，并且所述激光发生器51发射的激光从所述第一通光孔501进入所述测量室50内，并且从所述第二通光孔502穿出；分级测量元件52，所述分级测量元件52设置于所述测量室50内，并且所述分级测量元件52位于与所述激光发生器51的光路垂直的方向上，所述分级测量元件52包括至少两个光敏传感器。该检测单元12利用光散射原理，将激光发生器内准直后的激光与被测气体在测量室50进行交汇，被激光照射后的颗粒物将产生散射，光敏传感器接收到散射后将输出相应的光电流信号，信号处理电路采用二路信号处理，分别获取散射光光通量积分信号及微分信号，经过换算后获取颗粒物质量浓度信息，两个光敏传感器可以针对不同的颗粒物粒径及浓度设置不同的测量等级，对颗粒物的粒径及浓度进行等级化的测量。

具体地，所述下壳体121还设置有测量气体输入口601和测量气体输出口602，所述测量气体输入口601和测量气体输出口602均与所述测量室50连通，并且所述测量气体输入口601的直径小于所述测量气体输出口602的直径，由于被测气体中含有颗粒物，该设计为防止被测气体中的颗粒物不能及时的被抽出，挤压在检测单元12中，影响后续的检测结果，值得说明的是，测量气体输入口601和测量气体输出口602的位置可以互换，本实施例只是其中一种实施方式，并不用于限定本实用新型。

具体地，该检测单元12还包括第一光阑组件53，所述第一光阑组件53设置于所述激光器发生器51和所述测量室50之间，所述第一光阑组件53上开设有第一消光孔531，所述第一消光孔531位于所述激光发生器51的光路路径上，同时，该检测单元12还包括第二光阑组件54，所述第二光阑组件54设置于所述测量室50远离所述第一光阑组件53的一侧，所述第二光阑组件54上开设有第二消光孔532，所述第二消光孔532位于所述激光发生器51的光路路径上。所述第一光阑组件53和第二光阑组件54的通光孔均大于或等于所述激光发生器51的透镜模组出光孔533。该第一光阑组件53和第二光阑组件54均具有消光的作用，消除激光由于衍射产生的杂散光。

具体地，该检测单元12还包括消光室55，所述消光室55设置于所述下壳体121的另一端，并且所述消光室55与所述第二消光孔532连通，所述消光室55将通过第二消光孔532发出的光进行消除，避免激光产生反射，影响测量结果；所述消光室55设置有与所述第二消光孔532对应的倾斜面，其中，所述倾斜面与激光发生器51的光路之间夹角小于45度，该设计能够使得光在消光室内快速的来回反射消光。

具体地，所述下壳体121内部设置有鞘气通道56、鞘气净化装置57和鞘气入孔58，所述鞘气通道56分别与所述第一光阑组件53、测量室50、第二光阑组件54、消光室55和鞘气入孔58连通，所述鞘气净化装置57设置于所述鞘气通道56与所述鞘气入孔58连通的一端，为了使所述测量室50内保持负压，所述下壳体121设置有一进气孔，即鞘气入孔58，为了防止鞘气入孔58内进入的空气含有颗粒物影响测量结果，空气进入该进气孔后需要通过鞘气净化装置57，该鞘气净化装置57可以为活性炭等其他带有过滤吸附的装置，通过鞘气净化装置57后的气体将变为鞘气，即干净的空气，这些干净的空气通过鞘气通道56流入下壳体121内的第一光阑组件53、测量室50、第二光阑组件54、消光室55内的各个通道。

具体地，该检测单元12还包括消光垫片59，所述消光垫片59盖设于所述测量室50；所述消光垫片59上设有透光孔591，所述分级测量元件52设置于所述透光孔591上方，并且与所述透光孔591相对应。该检测单元12还包括硅胶垫盖61、第一硅胶层62、电路板63、第二硅胶层64和外壳盖65；所述硅胶垫盖61设于所述消光垫片59上，所述第一硅胶层62设置于所述硅胶垫盖61上，并且覆盖所述下壳体121，所述电路板63设置于所述第一硅胶层62上，并且所述分级测量元件52设置于所述电路板63内，所述第二硅胶层64设置于所述电路板63上，所述外壳盖65盖设于所述第二硅胶层64上。分级测量元件52接收到从所述消光垫片59的透光孔透出的光后将输出相应的光电流信号，电路板63上的信号处理电路采用二路信号处理，分别获取散射光光通量积分信号及微分信号，经过换算后获取颗粒物质量浓度信息。硅胶垫盖61、第一硅胶层62和第二硅胶层64用于填充所述消光垫片59和电路板63之间的空隙，使得结构更加紧凑，外壳盖65覆盖于下壳体121上，保护内部的结构。

本实用新型实施例提供的检测单元12，通过在检测单元12上设置两个以上的光敏检测原件，能够对空气中不同粒径、浓度的颗粒物实现分级检测，检测范围更广，测量精度更高，测量结果更准确。

作为本实用新型实施例的另一方面，本实施例提供一种颗粒物检测系统，该颗粒物检测系统包括如图1至图6任一实施例所述的颗粒物检测装置及服务器，服务器与颗粒物检测装置连接。颗粒物检测装置能够将检测数据上传至服务器，以便服务器将检测数据进行分析及存储。并且，用户还可以通过服务器远程控制颗粒物检测装置，极大拓展颗粒物检测装置的使用范围。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种颗粒物检测装置，其特征在于，包括：

用于对待检测气体进行预过滤的第一过滤单元；

用于检测经过预过滤后待检测气体中的颗粒物浓度的检测单元，所述检测单元的气体入口与所述第一过滤单元的气体出口连接；

用于处理所述检测单元输出的检测数据的处理单元，其与所述检测单元连接；

用于过滤经过检测后的待检测气体的第二过滤单元，所述检测单元的气体出口与所述第二过滤单元的气体入口连接；

用于抽取经过所述第二过滤单元过滤后的待检测气体的抽气单元，所述第二过滤单元的气体出口与所述抽气单元的气体入口连接。

2.根据权利要求1所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述颗粒物检测装置还包括：

第一导管，其一端与所述第一过滤单元的气体入口连接，其另一端为自由端；

开关单元，其设置于所述第一导管上，并且与所述处理单元连接，用于根据所述处理单元发送的控制信号，控制第一导管的导通状态。

3.根据权利要求2所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述颗粒物检测装置还包括：

用于显示检测状态的显示面板，其与所述处理单元连接，并且所述显示面板设置有进气口；

所述第一导管的另一端穿过所述进气口。

4.根据权利要求1所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述颗粒物检测装置还包括：

无线通信模块，其与所述处理单元连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述颗粒物检测装置还包括：

第二导管，其一端与所述抽气单元的气体出口连接，其另一端为自由端；

传感器模块，其设置于所述第二导管的另一端，并且与所述处理单元连接。

6.根据权利要求5所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述检测单元包括：

下壳体，其内部设置有测量室、与所述测量室连通的第一通光孔和第二通光孔；

激光发生器，设置于所述下壳体的一端内，并且所述激光发生器发射的激光从所述第一通光孔进入所述测量室内，并且从所述第二通光孔穿出，进入消光室；

分级测量元件，所述分级测量元件设置于所述测量室内，并且所述分级测量元件位于与所述激光发生器的光路垂直的方向上，所述分级测量元件包括至少两个光敏传感器。

7.根据权利要求6所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述下壳体还设置有测量气体输入口和测量气体输出口，所述测量气体输入口和测量气体输出口均与所述测量室连通，并且所述测量气体输入口的直径小于所述测量气体输出口的直径。

8.根据权利要求6所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述颗粒物检测装置还包括：

第一光阑组件，所述第一光阑组件设置于所述激光器发生器和所述测量室之间，所述第一光阑组件上开设有第一消光孔，所述第一消光孔位于所述激光发生器的光路路径上。

9.根据权利要求8所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述颗粒物检测装置还包括：

第二光阑组件，所述第二光阑组件设置于所述测量室远离所述第一光阑组件的一侧，所述第二光阑组件上开设有第二消光孔，所述第二消光孔位于所述激光发生器的光路路径上。

10.一种颗粒物检测系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的颗粒物检测装置，还包括服务器，所述服务器与所述颗粒物检测装置连接。