CN212301024U - 环境空气降尘连续自动监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统涉及环境空气监测领域。其目的是为了提供一种精度高、结构简单、成本低的环境空气降尘连续自动监测系统。本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统包括降尘收集装置、降尘转移装置、落叶清扫装置、降尘检测装置和数据采集与传输装置，降尘收集装置中广口集尘缸的漏斗式缸底出口与降尘转移装置中的两通阀相连通；降尘转移装置还包括吹洗单元、第一三通阀、第二三通阀和湿降尘筒，两通阀、第一三通阀和第二三通阀在垂直方向上依次连接，第二三通阀的出口连接降尘检测装置；落叶清扫装置包括漏斗升降单元；降尘检测装置包括滤膜；数据采集与传输装置用于采集和传输降尘检测装置测得的数据。

Description

环境空气降尘连续自动监测系统

技术领域

本实用新型涉及环境空气监测技术领域，特别是涉及一种环境空气降尘连续自动监测系统。

背景技术

《环境空气降尘的测定重量法》(GB/T 15265-94)将大气降尘定义为在空气环境条件下，靠重力自然沉降在集尘缸中的颗粒物，这些颗粒物来源广泛、成分复杂，粒径多在10μm以上。但是环境空气中10μm以下的颗粒物也能沉降，此外，当出现降雨或降雪时，颗粒物通过冲刷作用也可以降落于地表形成降尘。

虽然降尘对人体健康的影响远不及可吸入颗粒物(PM₁₀)和细颗粒物(PM_2.5)，但是市民对窗台、桌面、汽车等表面经常有灰尘的现状十分烦恼，北方城市这类情况尤为明显。

2018年12月，生态环境部发布了2018年10月京津冀大气污染传输通道“2+26”城市降尘监测结果，这是降尘监测信息首次全面公开。2019年起，京津冀及周边地区、长三角、汾渭平原三个大气污染防治重点区域每月发布降尘量监测结果。2019年9月发布的《京津冀及周边地区2019-2020年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》提出鼓励各城市不断加严降尘量控制指标，实施网格化降尘量监测考核。降尘量的单位是吨/月·平方公里，降尘的监测周期为1个月，其他环境空气污染物项目的监测周期为1天或1小时，严重滞后的降尘监测结果无法指导降尘污染防治工作，我国亟需开展环境空气降尘连续自动监测技术研究。此外，我国采用乙二醇溶液收集降尘，树叶落入集尘缸浸泡在乙二醇溶液中，将会严重影响降尘量监测结果，及时清除树叶可保证监测结果准确。

我国在降尘采样和测定方面开展了一些工作，但未能提出降尘连续自动监测和树叶清除解决方案。

如中国实用新型专利CN106442016A公开了一种全天候大样品量自动降尘采集器，该采集器通过集尘斗和多个降尘集样瓶实现全自动大样品量采集，但未能自动监测降尘；

中国实用新型专利CN104062453A公开了一种大气干湿沉降多参数在线连续自动监测仪，通过两组采样桶分别对干湿两种沉降物进行采集，采用去离子水冲洗干沉降物采集桶，该监测仪可以监测降尘水溶液样品的pH值、电导率和离子等参数，但不能监测降尘量。

综上所述，目前亟需一种能够清除树叶影响、获得降尘量实时数据的环境空气降尘连续自动监测系统，实现降尘监测技术的一次革命。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种精度高、结构简单、成本低的环境空气降尘连续自动监测系统。

本实用新型提供的一个技术方案，环境空气降尘连续自动监测系统，包括降尘收集装置、降尘转移装置、落叶清扫装置、降尘检测装置和数据采集与传输装置，

所述降尘收集装置包括广口集尘缸和雨雪传感器，所述广口集尘缸包括缸体和漏斗式缸底，漏斗式缸底出口与降尘转移装置中的两通阀相连通；

降尘转移装置还包括吹洗单元、第一三通阀、第二三通阀和湿降尘筒，所述吹洗单元用于对广口集尘缸进行吹洗，所述两通阀、第一三通阀和第二三通阀在垂直方向上依次连接，所述第一三通阀的水平出口与湿降尘筒相连，所述第二三通阀的出口连接降尘检测装置；

所述落叶清扫装置包括漏斗升降单元，所述漏斗升降单元用于升降广口集尘缸的漏斗式缸底；

所述降尘检测装置包括滤膜，滤膜用于接收降尘；

所述数据采集与传输装置用于采集和传输降尘检测装置测得的数据。

本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统，其中所述落叶清扫装置还包括锥形滤网，锥形滤网安装在广口集尘缸的缸体内部，覆盖在漏斗式缸底上方，所述锥形滤网能够随漏斗式缸底一同运动。

本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统，其中所述降尘转移装置还包括第一空气过滤器，第一空气过滤器设置有空气入口，所述第一空气过滤器通过管路连接第二三通阀的水平进口。

本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统，其中所述吹洗单元包括升降支架、云台、旋转支架、密封盖和喷嘴，喷嘴安装在密封盖上，密封盖与旋转支架固定连接，旋转支架与升降支架固定连接。

本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统，其中所述喷嘴为同时具备吹扫和冲洗功能的喷嘴，安装在密封盖中央；或为独立的吹扫喷嘴和冲洗喷嘴，多个喷嘴在密封盖上均匀相间分布。

本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统，其中用于吹扫的喷嘴通过气路、第二空气过滤器与热风泵连接，用于冲洗的喷嘴通过水路、水泵、水过滤器与湿沉降筒连接。

本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统，其中所述密封盖的外径略大于广口集尘缸的开口直径，密封盖的底面设置有密封圈，密封圈用于密封集尘缸与密封盖连接处的间隙。

本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统，其中所述广口集尘缸为圆筒形，广口集尘缸的缸体开口直径至少为150mm，缸体内径略大于缸体开口直径，缸体高度至少为缸体开口直径的2倍，所述广口集尘缸配备有驱鸟器和驱虫器。

本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统，其中所述降尘检测装置为颗粒物单膜采样器、颗粒物自动换膜采样器或颗粒物在线监测仪中的一种。

本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统与现有技术不同之处在于，本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统通过采样设备能够实现7*24h的干湿降尘的分离收集，采样设备结构简单。

本实用新型的监测系统通过降尘收集装置中的一个广口集尘缸对干湿降尘进行收集。在降尘收集装置下方设置有降尘转移装置，降尘转移装置可以根据干湿降尘的不同，对两种降尘进行分离，其中干降尘直接进入降尘检测装置，而湿降尘进入另一个湿降尘筒进行储存。本实用新型的系统无需设置两组敞口的集尘缸分别收集干湿降尘，再用两组管路对干湿降尘进行处理，结构更简单。而且降尘收集装置通常设置在高处，减少一组集尘缸和管路可以降低安装难度，也减轻了维护的难度和成本。

本实用新型的监测系统还配备了落叶清扫装置，在降尘转移的过程中，通过吹扫和冲洗，可以使干湿降尘转移的更彻底，避免其在降尘收集装置中的存留，从而提高了测定和监测的精度；吹扫喷嘴对落入广口集尘缸中落叶进行及时有效的清扫，可以有效避免其对监测数据的影响。在吹扫落叶的过程中，漏斗升降单元带动漏斗式缸底上下运动，使缸体和漏斗式缸底之间形成开口，更便于对广口集尘缸内落叶的清扫。

本实用新型的监测系统在降尘检测装置中设置有滤膜，使用滤膜收集降尘样品或按小时在线监测干降尘量，并将数据存储在存储卡，或通过联网装置将干降尘量数据实时上传到服务器平台，用户终端可从服务器平台检索及下载数据。

本实用新型充分融合自动化控制技术、无线通信技术、数据库管理，实现全天候干湿降尘分离采样及干降尘在线监测。

下面结合附图对本实用新型的环境空气降尘连续自动监测系统作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统的结构示意图；

图中标记示意为：1-降尘检测装置；2-第一空气过滤器；3-第一三通阀；4-两通阀；5-漏斗升降单元；6-漏斗式缸底；7-锥形滤网；8-广口集尘缸；9-密封盖；10-旋转支架；11-升降支架；12-第二三通阀；13-第二空气过滤器；14-热风泵；15-水过滤器；16-湿降尘筒；17-水泵。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1所示，本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统包括降尘收集装置、降尘转移装置、落叶清扫装置、降尘检测装置1和数据采集与传输装置。其中降尘收集装置和降尘转移装置分别用于降尘的收集和转移，落叶清扫装置用于清扫系统中积攒的落叶，降尘检测装置1用于对收集的降尘进行分析和检测，数据采集与传输装置用于对降尘检测装置1检测到的数据进行采集和传输。

降尘收集装置包括广口集尘缸8和雨雪传感器，雨雪传感器可以设置在系统上方的某处，用于感应雨雪信号，附图上未画出。广口集尘缸8上下两端开口，降尘从广口集尘缸8上方进入，广口集尘缸8下方连接降尘转移装置。在本实施例中，广口集尘缸8包括缸体和漏斗式缸底6，漏斗式缸底6可以沿着缸体的内壁上下滑动。广口集尘缸8的缸体保持不动，当漏斗式缸底6向下移动时，漏斗式缸底6可以与广口集尘缸8的缸体分开，便于进行吹扫工作。雨雪传感器用于感应降尘的状态，当雨雪传感器感未应到空气中有雨雪时，则进行干降尘收集；当感应到空气中有雨雪时，则进行湿降尘收集。

落叶清扫装置包括漏斗升降单元6和锥形滤网7。漏斗升降单元6与漏斗式缸底6连接，漏斗升降单元6能够带动漏斗式缸底6进行垂直方向的往复运动。锥形滤网7安装在广口集尘缸8的缸体内部，覆盖在漏斗式缸底6上方，防止落叶通过漏斗式缸底6进入降尘检测装置1，从而影响检测结果。锥形滤网7可以随漏斗式缸底6一同运动。

降尘转移装置包括吹洗单元、两通阀4、第一三通阀3、第二三通阀12、湿降尘筒16和第一空气过滤器2。其中两通阀4、第一三通阀3和第二三通阀12在垂直方向上依次连接，保证两通阀4、第一三通阀3和第二三通阀12及其连接管路处于垂直状态，便于降尘的转移。

吹洗单元包括升降支架11、云台、旋转支架10、密封盖9和喷嘴。喷嘴安装在密封盖9中央，喷嘴采用同时具备吹扫和冲洗功能的喷嘴，喷嘴内分别连接吹扫和冲洗的通路，通过内部阀门的切换实现吹扫和冲洗功能。喷嘴也可以采用独立的吹扫喷嘴和冲洗喷嘴，多个喷嘴在密封盖上均匀相间分布，例如三个吹扫喷嘴和三个冲洗喷嘴相间分布，保证可以充分对集尘缸内部进行冲洗。喷嘴安装在密封盖9上。用于吹扫的喷嘴通过气路、第二空气过滤器13与热风泵14连接，用于冲洗的喷嘴通过水路、水泵17、水过滤器15与湿沉降筒16连接。密封盖9与旋转支架10固定连接，旋转支架10与升降支架11固定连接。升降支架11安装在云台上。升降支架11可以实现密封盖9和旋转支架10在垂直方向内的运动，旋转支架10可以实现密封盖9在水平面内的转动。密封盖9在运动过程中，其位置始终高于广口集尘缸8。密封盖9的外径略大于广口集尘缸8的开口直径，密封盖9的底面设置有密封圈。当密封盖9盖在广口集尘缸8上方时，密封圈可以起到密封广口集尘缸8和密封盖9连接处间隙的作用。当系统进行集尘过程时，密封盖9远离广口集尘缸8正上方；当系统进行吹扫或冲洗过程中，密封盖9将广口集尘缸8顶部密封。广口集尘缸8整体为圆筒形，广口集尘缸8的缸体开口直径至少为150mm，缸体内径略大于缸体开口直径，缸体高度至少为缸体开口直径的2倍。广口集尘缸配备有驱鸟器和驱虫器。

两通阀4设置在降尘收集装置的下方，两通阀4与漏斗式缸底6出口配合安装，两通阀4的下端与第一三通阀3的垂直进口相连。在本实施例中，两通阀4选用球阀开关。当进行降尘收集过程时，阀门关闭；当进行降尘转移过程时，阀门开启。第一三通阀3的水平出口通过管路连接湿降尘筒16，且在管路和湿降尘筒16的连接处不做密封处理，第一三通阀3的垂直出口连接第二三通阀12的垂直进口。第二三通阀12的水平进口连接第一空气过滤器2，第一空气过滤器2上设置有空气入口，空气入口与外界气源相连通，第二三通阀12的垂直出口连接降尘检测装置1。

降尘检测装置1包括滤膜，滤膜用于接收降尘，降尘检测装置1为颗粒物单膜采样器或颗粒物自动换膜采样器中的一种，分别实现降尘样品的单膜采样和自动换膜采样。经过第一空气过滤器2过滤的气体的流量应与降尘检测装置1的流量相匹配。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于：降尘检测装置1采用颗粒物在线监测仪，采用颗粒物在线监测仪的降尘检测装置1，将颗粒物在线监测仪得到的干降尘质量换算成降尘量并存储在数据存储卡，数据可通过联网装置实时上传到服务器平台，用户终端可从服务器平台检索及下载相关数据，实现在线监测。

本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统在工作时，通过数据采集与传输装置实时采集降尘检测装置测得的干降尘质量数据，计算出干降尘量后存储，并通过传输网络将干降尘量数据传输到上位机，用户可从上位机中检索和下载干降尘量数据，以1h为一个单位测量时间，其中至少45min为降尘收集时间，至多15min为降尘转移时间，在降尘收集时间内，关闭两通阀；

在降尘转移时间内，开启两通阀4：

若雨雪传感器在降尘收集时间内感应到降雨或降雪，第一三通阀3关闭垂直出口，连通垂直进口和水平出口，第一三通阀3与湿降尘筒16连接；开启吹洗单元，先用蒸馏水或同纯度的水冲洗至少1min，再用热风吹扫至少3min，然后关闭两通阀4，同时通过漏斗升降单元将漏斗式缸底6下移，漏斗式缸底6与广口集尘缸8的缸体分开，吹出缸体内的落叶，吹扫至少1min；再通过漏斗升降单元将漏斗式缸底6上移，使漏斗式缸底6与广口集尘缸8的缸体密封；第二三通阀12在单位测量时间内，关闭垂直进口，连通水平进口和垂直出口；

若雨雪传感器在降尘收集时间内未感应到降雨或降雪，第一三通阀3关闭水平出口，连通垂直进口和垂直出口，第二三通阀12关闭水平进口，连通垂直进口和垂直出口，降尘检测装置只收集来自吹洗单元的气体；开启吹洗单元，用热风至少吹扫4min，然后关闭两通阀4，同时第二三通阀12关闭垂直进口，连通水平进口和垂直出口；通过漏斗升降单元将漏斗式缸底6下移，漏斗式缸底6与广口集尘缸8的缸体分开，吹出缸体内的落叶，吹扫至少1min；再通过漏斗升降单元将漏斗式缸底6上移，使漏斗式缸底6与广口集尘缸8的缸体密封。

举例来说，在单位测量时间内，以前55min为降尘收集时间，后5min为降尘转移时间。在降尘收集时间内的任何时刻，雨雪传感器感应到降雨或降雪，到第55min进入降尘转移时间时，开启两通阀4，且第一三通阀3与湿降尘筒16相连接，降雨或融化的降雪直接收集到湿降尘筒16中；同时开启冲洗喷嘴，冲洗蒸馏水或同纯度的水，持续1min；在单位测量时间内的第56min时，开启吹扫喷嘴，吹扫3min；在单位测量时间内的第59min时，关闭两通阀4，通过漏斗升降单元将漏斗式缸底6下移，漏斗式缸底6与广口集尘缸8的缸体分开，吹出缸体内的落叶，吹扫1min；再通过漏斗升降单元将漏斗式缸底6上移，使漏斗式缸底6与广口集尘缸8的缸体密封；第二三通阀12在单位测量时间内，关闭垂直进口，连通水平进口和垂直出口；

如雨雪传感器在降尘收集时间一直未感应到降雨或降雪，则到第55min进入降尘转移时间时，开启两通阀4，第一三通阀3关闭水平出口，连通垂直进口和垂直出口，第二三通阀12关闭水平进口，连通垂直进口和垂直出口，降尘检测装置1只收集来自吹洗单元的气体；然后开启吹扫喷嘴，热风吹扫4min，然后关闭两通阀4，同时第二三通阀12关闭垂直进口，连通水平进口和垂直出口；在单位测量时间内的第59min时，通过漏斗升降单元将漏斗式缸底6下移，漏斗式缸底6与广口集尘缸8的缸体分开，吹出缸体内的落叶，吹扫1min；再通过漏斗升降单元将漏斗式缸底6上移，使漏斗式缸底6与广口集尘缸8的缸体密封。

本实用新型环境空气降尘连续自动监测系统通过采样设备能够实现7*24h的干湿降尘的分离收集，采样设备结构简单。

本实用新型的监测系统通过降尘收集装置中的一个广口集尘缸对干湿降尘进行收集。在降尘收集装置下方设置有降尘转移装置，降尘转移装置可以根据干湿降尘的不同，对两种降尘进行分离，其中干降尘直接进入降尘检测装置，而湿降尘进入湿降尘筒进行储存。本实用新型的系统无需设置两组敞口的集尘缸分别收集干湿降尘，再用两组管路对干湿降尘进行处理，结构更简单。而且降尘收集装置通常设置在高处，减少一组集尘缸和管路可以降低安装难度，也减轻了维护的难度和成本。

本实用新型的监测系统还配备了落叶清扫装置，在降尘转移的过程中，通过吹扫和冲洗，可以使干湿降尘转移的更彻底，避免其在降尘收集装置中的存留，从而提高了测定和监测的精度；吹扫喷嘴对落入广口集尘缸中落叶进行及时有效的清扫，可以有效避免其对监测数据的影响。在吹扫落叶的过程中，漏斗升降单元带动漏斗式缸底上下运动，使缸体和漏斗式缸底之间形成开口，更便于对广口集尘缸内落叶的清扫。

本实用新型的监测系统在降尘检测装置中设置有滤膜，使用滤膜收集降尘样品或按小时在线监测干降尘量，并将数据存储在存储卡，或通过联网装置将干降尘量数据实时上传到服务器平台，用户终端可从服务器平台检索及下载数据。

本实用新型充分融合自动化控制技术、无线通信技术、数据库管理，实现全天候干湿降尘分离采样及干降尘在线监测。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种环境空气降尘连续自动监测系统，其特征在于：包括降尘收集装置、降尘转移装置、落叶清扫装置、降尘检测装置和数据采集与传输装置，

所述降尘收集装置包括广口集尘缸和雨雪传感器，所述广口集尘缸包括缸体和漏斗式缸底，漏斗式缸底出口与降尘转移装置中的两通阀相连通；

降尘转移装置还包括吹洗单元、第一三通阀、第二三通阀和湿降尘筒，所述吹洗单元用于对广口集尘缸进行吹洗，所述两通阀、第一三通阀和第二三通阀在垂直方向上依次连接，所述第一三通阀的水平出口与湿降尘筒相连，所述第二三通阀的出口连接降尘检测装置；

所述落叶清扫装置包括漏斗升降单元，所述漏斗升降单元用于升降广口集尘缸的漏斗式缸底；

所述降尘检测装置包括滤膜，滤膜用于接收降尘；

所述数据采集与传输装置用于采集和传输降尘检测装置测得的数据。

2.根据权利要求1所述的环境空气降尘连续自动监测系统，其特征在于：所述落叶清扫装置还包括锥形滤网，锥形滤网安装在广口集尘缸的缸体内部，覆盖在漏斗式缸底上方，所述锥形滤网能够随漏斗式缸底一同运动。

3.根据权利要求1所述的环境空气降尘连续自动监测系统，其特征在于：所述降尘转移装置还包括第一空气过滤器，第一空气过滤器设置有空气入口，所述第一空气过滤器通过管路连接第二三通阀的水平进口。

4.根据权利要求1所述的环境空气降尘连续自动监测系统，其特征在于：所述吹洗单元包括升降支架、云台、旋转支架、密封盖和喷嘴，喷嘴安装在密封盖上，密封盖与旋转支架固定连接，旋转支架与升降支架固定连接。

5.根据权利要求4所述的环境空气降尘连续自动监测系统，其特征在于：所述喷嘴为同时具备吹扫和冲洗功能的喷嘴，安装在密封盖中央；或为独立的吹扫喷嘴和冲洗喷嘴，多个喷嘴在密封盖上均匀相间分布。

6.根据权利要求5所述的环境空气降尘连续自动监测系统，其特征在于：用于吹扫的喷嘴通过气路、第二空气过滤器与热风泵连接，用于冲洗的喷嘴通过水路、水泵、水过滤器与湿降尘筒连接。

7.根据权利要求4或5所述的环境空气降尘连续自动监测系统，其特征在于：所述密封盖的外径略大于广口集尘缸的开口直径，密封盖的底面设置有密封圈，密封圈用于密封集尘缸与密封盖连接处的间隙。

8.根据权利要求7所述的环境空气降尘连续自动监测系统，其特征在于：所述广口集尘缸为圆筒形，广口集尘缸的缸体开口直径至少为150mm，缸体内径略大于缸体开口直径，缸体高度至少为缸体开口直径的2倍，所述广口集尘缸配备有驱鸟器和驱虫器。

9.根据权利要求1所述的环境空气降尘连续自动监测系统，其特征在于：所述降尘检测装置为颗粒物单膜采样器、颗粒物自动换膜采样器或颗粒物在线监测仪中的一种。

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