CN208780596U

CN208780596U - 一种便携式pm2.5监测装置

Info

Publication number: CN208780596U
Application number: CN201821591479.0U
Authority: CN
Inventors: 王龙; 王锐; 周中木; 王耀弘
Original assignee: Chongqing Academy of Metrology and Quality Inspection
Current assignee: Chongqing Academy of Metrology and Quality Inspection
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2019-04-23
Anticipated expiration: 2028-09-28

Abstract

本实用新型提供的一种便携式PM2.5监测装置，包括集气瓶、空气采集管、第一电磁阀、第二电磁阀、PM2.5检测传感器和控制器；便携式PM2.5监测装置启动之前，第一电磁阀和第二电磁阀均关闭。工作时，工作人员点击标准气体检测按钮，控制器控制第一电磁阀打开，PM2.5检测传感器探测标准气体中的PM2.5浓度,记为标准值，存储器进行存储，显示器对检测值进行显示。若探测的标准值不为0，则PM2.5传感器存在误差，需要工作人员对此进行误差矫正后再使用。通过PM2.5检测传感器探测集气瓶中的气体浓度值作为标准参考值，有利于提高校准精度。

Description

一种便携式PM2.5监测装置

技术领域

本实用新型涉及环境监测技术领域，具体便携式PM2.5监测装置。

背景技术

自1990年以来，全球范围内由于大气环境污染引起的疾病稳步增长。据世界卫生组织报道，2012年有370万人死于空气污染造成的疾病，尤其是东南亚和西太平洋地区。近年来，我国一些地区出现的大气灰霾污染问题，对公众健康和新生婴儿死亡率及呼吸系统疾病发病率构成威胁。

大气污染主要包括颗粒物、氮和硫氧化物、臭氧和一氧化碳。大气细颗粒物以及不利于空气流动的气象条件是造成灰霾的重要原因，空气动力学粒径小于2.5微米的可吸入细粒物（即PM2.5）是大气污染的重要成分之一。PM2.5的影响主要体现在对人体健康、空气质量、生态环境、能见度、不利天气条件、气候变化、公共卫生和经济发展等诸多方面。引起粒径较小，PM2.5对人体健康危害重大，相比于粗颗粒物，其更易于吸附有毒物质元素，可进入呼吸道和肺部，造成不可逆转的严重呼吸系统疾病。

PM2.5的危害使其监测和管理刻不容缓。随着PM2.5监测标准的发布，政府和一些公共组织也实施了空气质量项目，建立地面监测站点监测PM2.5相关信息。地面监测数据是一般人能为代表准确测量值，其测量精度和采样频率较高，但可表示的空间范围有限，仅代表站点附近一个相对较小区域的浓度。此外，地面监测站的数量有限，因此一种可移动的、监测精度高的便携式监测装置尤其重要。

上汽大众汽车有限公司在2016年7月8日申请的一种PM2.5传感器，通过洁净空气对传感器的检测结果进行自动校准，克服了由于颗粒物积累造成的误差，确保在使用周期内传感器的检测结果具有较高的准确度。其技术方案为：PM2.5传感器包括检测气体通道、校准气体通道、检测光源单元、光接收单元、信号处理单元、电磁阀、电磁阀控制单元和检测室。将检测室进气通道分为检测气体通道和校准气体通道，分别采用外界空气和过滤后的洁净空气，得到PM2.5的检测浓度和背景浓度，从而能够利用背景浓度对检测浓度进行校准。

但是，在上述方案中，将过滤后的气体检测值作为背景浓度值，以进行校准的精度并不高。因为气体校准通道内的过滤器是一种损耗品，会随着时间的推移过滤的效果会降低，因此经过过滤器后的空气中包含的粉尘浓度本身就不恒定，将此作为背景浓度值进行矫正的精确度不高。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种便携式PM2.5监测装置，将标准气体作为校准参考值，提高校准的精确度。

本实用新型提供的一种便携式PM2.5监测装置，包括集气瓶，集气瓶依顺次连接有第一电磁阀和PM2.5检测传感器；还包括依顺次相连接的空气采集管、第二电磁阀和PM2.5检测传感器；还包括控制器，控制器分别与第一电磁阀和第二电磁阀连接，集气瓶内装有标准气体；控制器上还连接有标准气体检测按钮和空气检测按钮；控制器上还连接有存储器和显示器。

进一步的，控制器上连接一个全自动按钮，控制器和第一电磁阀之间连接有第一时间继电器，所述控制器和第二电磁阀之间连接有第二时间继电器；第一时间继电器平常为常闭状态，第一时间继电器的延时时间为第一延时时间；第二时间继电器平常为常开状态，第二时间继电器的延时时间为第二延时时间。

进一步的，第一延时时间和所述第二延时时间不相等。

进一步的，还包括GPS定位模块，GPS定位模块与控制器相连接。

进一步的，还包括通信模块，通信模块与控制器相连接。

由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种便携式PM2.5监测装置，包括集气瓶、空气采集管、第一电磁阀、第二电磁阀、PM2.5检测传感器和控制器；便携式PM2.5监测装置启动之前，第一电磁阀和第二电磁阀均关闭。工作时，工作人员点击标准气体检测按钮，控制器控制第一电磁阀打开，PM2.5检测传感器探测标准气体中的PM2.5浓度,记为标准值，存储器进行存储，显示器对检测值进行显示。若探测的标准值不为0，则PM2.5传感器存在误差，需要工作人员对此进行误差矫正后再使用。通过PM2.5检测传感器探测集气瓶中的气体浓度值作为标准参考值，有利于提高校准精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型一种便携式PM2.5监测装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种便携式PM2.5监测装置的控制原理框图。

附图标记：

1-集气瓶，2-第一电磁阀，3-PM2.5检测传感器，4-空气采集管，5-第二电磁阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

本实施例提供的一种便携式PM2.5监测装置，包括集气瓶，集气瓶依顺次连接有第一电磁阀和PM2.5检测传感器；还包括依顺次相连接的空气采集管、第二电磁阀和PM2.5检测传感器；还包括控制器，控制器分别与第一电磁阀和第二电磁阀连接，集气瓶内装有标准气体；控制器上还连接有标准气体检测按钮和空气检测按钮；控制器上还连接有存储器和显示器。

工作原理：集气瓶内装有的标准气体，标准气体为PM2.5粉尘浓度为0的的气体。便携式PM2.5监测装置启动之前，第一电磁阀和第二电磁阀均关闭。工作时，工作人员点击标准气体检测按钮，控制器控制第一电磁阀打开，PM2.5检测传感器探测标准气体中的PM2.5浓度,记为标准值，存储器进行存储，显示器对检测值进行显示。若探测的标准值不为0，则PM2.5传感器存在误差，需要工作人员对此进行误差矫正后再使用。

另外，标准气体也可以为PM2.5粉尘浓度为50或者100的气体，即只要标准气体中的PM2.5粉尘浓度恒定即可。

然后工作人员点击空气检测按钮，控制器控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀打开，PM2.5检测传感器对空气中的PM2.5浓度,记为检测值，存储器进行存储。

在检测之前，如果工作人员能够确认装置中的PM2.5检测传感器不存在误差，则工作人员可直接点击空气检测按钮，进行检测。

PM2.5传感器选用夏普光学粉尘传感器GP2Y1023AUOF，GP2Y1023AUOF内部结构包含一个微小的光学传感系统，由一个红外发光二极管和光电子晶体管按对角式排列组成，它利用激光散射法及粒子计数原理，通过检测空气中尘埃的反射光计算粉尘的浓度。

在上述方案的基础上，再设计一种全自动的检测模式。控制器上连接一个全自动按钮，控制器和第一电磁阀之间连接有第一时间继电器，控制器和第二电磁阀之间连接有第二时间继电器；第一时间继电器平常为常闭状态，第一时间按继电器接收到控制器发送的检测信号后，延时30秒断开；第二时间继电器平常为常开状态，第二时间继电器接受到控制器发送的检测信号后，延时35秒闭合。

工作原理：点击全自动按钮，控制器向第一电磁阀和第二电磁阀同时传输检测信号，同时第一时间继电器和第二时间继电器进行计时；于第一电磁阀与控制器之间设置有常闭状态的第一时间继电器，第一电磁阀能够立即接收到检测信号，第一电磁阀打开，PM2.5检测传感器对标准气体进行检测，存储器存储标准气体检测值；

当第一时间继电器计时为30秒时，第一时间继电器由常闭状态自动切换为断开，此时，第一电磁阀无法再接收到检测信号，第一电磁阀关闭；当第二时间继电器计时为35秒时，第二时间继电器由常开状态自动切换为接通，此时，第二电磁阀接受到检测信号，第二电磁阀打开，PM2.5检测传感器对空气进行检测，存储器存储空气检测值。

在全自动模式下，若探测的标准值不为0，PM2.5检测传感器存在误差时，虽然当下没有给出时间让工作人员对PM2.5检测传感器进行矫正。但是工作人员可以通过显示器查看到标准值不为0，此时再进行矫正后，可以再进行一次检测。因为PM2.5检测传感器有误差属于异常情况，异常情况的时间和次数远远小于正常情况，故综合看来，在全自动模式下的检测能够提高检测的工作效率。

还包括GPS定位模块，GPS定位模块与控制器相连接。还包括通信模块，通信模块与控制器相连接。由于本装置为便携式的，因此本装置所监测的地理位置并不固定，通过GPS定位模块对本装置进行定位，并通过通信模块将定位信息，以及监测的当地PM2.5的信息发送至监控端。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims

1.一种便携式PM2.5监测装置，其特征在于：包括集气瓶，所述集气瓶依顺次连接有第一电磁阀和PM2.5检测传感器；还包括依顺次相连接的空气采集管、第二电磁阀和PM2.5检测传感器；还包括控制器，所述控制器分别与第一电磁阀和第二电磁阀连接，所述集气瓶内装有标准气体；所述控制器上还连接有标准气体检测按钮和空气检测按钮；所述控制器上还连接有存储器和显示器。

2.根据权利要求1所述的一种便携式PM2.5监测装置，其特征在于：所述控制器上连接一个全自动按钮，所述控制器和第一电磁阀之间连接有第一时间继电器，所述控制器和第二电磁阀之间连接有第二时间继电器；所述第一时间继电器平常为常闭状态，所述第一时间继电器的延时时间为第一延时时间；第二时间继电器平常为常开状态，所述第二时间继电器的延时时间为第二延时时间。

3.根据权利要求2所述的一种便携式PM2.5监测装置，其特征在于：所述第一延时时间和所述第二延时时间不相等。

4.根据权利要求1所述的一种便携式PM2.5监测装置，其特征在于：还包括GPS定位模块，所述GPS定位模块与控制器相连接。

5.根据权利要求4所述的一种便携式PM2.5监测装置，其特征在于：还包括通信模块，所述通信模块与控制器相连接。