CN107179221A - Pm2.5采样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环境监测设备技术领域，公开了一种PM2.5采样装置，包括依次连接的采样端部、PM2.5切割器、延长管、过滤机构、流量监控机构、真空泵和控制器；待检测气体由采样端部进入PM2.5切割器，经PM2.5切割器颗粒分离之后的气体经延长管进入过滤机构，在过滤机构上过滤富集PM2.5颗粒，余下气体经流量监控机构，由真空泵排出。本发明的装置可实现实时在线的PM2.5颗粒采样，并对气体流量进行实时监控，保证了单位时间内经过过滤机构的气体体积保持一致，提高了检测效率；增加了动态加热机构，对进入过滤机构的气体先进行烘干处理，减少***内滤带及检测机构的环境湿度，有效延长了设备的使用寿命。

Description

PM2.5采样装置
技术领域
本发明属于环境监测设备技术领域，涉及一种PM2.5采样装置。
背景技术
由于大气环境污染情况日益严重，对大气中颗粒物的监测显得越发重要。大气颗粒物指的是分散在大气中的固态或液态颗粒状物质的总称，其粒径范围约为0.1-2210微米。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
目前检测大气颗粒物的方式方法较多，独立检测的设备也较多，通常，对于大气颗粒物进行分析需要检测颗粒物总质量以及颗粒物中存在的某些元素的成分种类和其质量。检测设备的采样装置设置对检测结果也有重要的影响。
发明内容
本发明的目的在于，提出了一种PM2.5采样装置，可有效分离出PM2.5颗粒，提高浓度检测精度。
为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：PM2.5采样装置，包括依次连接的采样端部、PM2.5切割器、延长管、过滤机构、流量监控机构、真空泵和控制器；待检测气体由采样端部进入PM2.5切割器，经PM2.5切割器颗粒分离之后的气体经延长管进入过滤机构，在过滤机构上过滤富集PM2.5颗粒，余下气体经流量监控机构，由真空泵排出。
优选地，所述采样端部包括上罩和锥形斗；所述上罩外周均匀分布若干进气口，各进气口内沿设有挡雨板；所述上罩上端面中间设有内凹的锥形挡风板，所述挡风板上端面设有一盖板；所述锥形斗上端口与所述上罩密封连接，下端口与所述PM2.5切割器密封连接。
优选地，所述PM2.5切割器包括进气口、分离腔和出气口；进气口与所述采样端部密封连接，出气口为一锥形管，与所述延长管密封连接。
优选地，所述过滤机构包括气体过滤嘴、滤带、顶压机和滤带传输机构；所述气体过滤嘴设于滤带上方，与所述延长管密封连接；所述顶压机设于滤带下方与所述过滤嘴相对，所述顶压机与过滤嘴相对的位置设有抽气管；所述抽气管与所述流量监控机构连接；所述滤带传输机构带动滤带移动。
优选地，所述滤带传输机构包括电机、主动轮、从动轮和若干转轮；所述滤带盘绕于从动轮上，依次绕过各转轮之后缠绕于主动轮上；所述电机驱动主动轮转动，并带动各转轮和从动轮转动。
优选地，流量监控机构包括压力传感器、流量传感器、流量调节器和流量控制器，所述压力传感器、流量传感器和流量调节器分别置于所述过滤机构的抽气管与真空泵之间的气管路上。
优选地，还包括动态加热机构，设于所述延长管上。
优选地，所述动态加热机构包括气象检测单元、加热单元和加热控制单元。
优选地，所述气象检测单元实时在线检测环境的温湿度，并将所检测的温湿度实时传给加热控制单元，所述加热控制单元根据检测的温湿度情况实时调节所述加热单元的加热温度。
本发明的有益效果：本发明PM2.5采样装置，可实现实时在线的PM2.5颗粒采样，并对气体流量进行实时监控，保证了单位时间内经过过滤机构的气体体积保持一致，提高了检测效率；增加了动态加热机构，对进入过滤机构的气体先进行烘干处理，减少***内滤带及检测机构的环境湿度，有效延长了设备的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明PM2.5采样装置结构示意图；
图2是采样端部结构示意图；
图3是过滤机构示意图。
附图标记：10、采样端部；11、上罩；111、进气口；112、挡雨板；113、挡风板；114、盖板；12、锥形斗；20、PM2.5切割器；30、延长管；40、过滤机构；41、过滤嘴；42、滤带；43、顶压机；44、抽气管；45、主动轮；46、从动轮；47、第一转轮；48、第二转轮；50、流量监控机构；51、压力传感器；52、流量传感器；53、流量调节器；60、真空泵；70、动态加热机构；71、加热单元；72、气象检测单元。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1和2所示，本发明的PM2.5采样装置，包括依次连接的采样端部10、PM2.5切割器20、延长管30、过滤机构40、流量监控机构50、真空泵60和控制器。工作时，待检测气体由采样端部10进入PM2.5切割器20，经PM2.5切割器20颗粒分离之后的气体经延长管30进入过滤机构40，在过滤机构40上过滤富集PM2.5颗粒，余下气体经流量监控机构50，由真空泵60排出。
其中，采样端部10包括上罩11和锥形斗12，如图2所示，该上罩11外周均匀分布若干进气口111，从各个方向采集环境空气，以保证采集的气体样本来自各个方向。各进气口111内沿设有挡雨板12，防止雨水进入采样装置内。在上罩11上端面中间设有内凹的锥形挡风板113，以使各进气口111吸进的气体流向锥形斗12；在挡风板113上端面设有一盖板114，以遮挡风雨。上述锥形斗12上端口与该上罩11密封连接，下端口与上述PM2.5切割器20密封连接。上述PM2.5切割器20包括进气口、分离腔和出气口，该进气口与上述采样端部10的锥形斗12下端口密封连接，上述出气口为一锥形管，与延长管30密封连接。
该实施例中，过滤机构40包括气体过滤嘴41、滤带42、顶压机43和滤带传输机构。如图3所示，气体过滤嘴41设于滤带42上方，与上述延长管30密封连接；顶压机43设于滤带下方与过滤嘴41相对的位置，且顶压机43与过滤嘴41相对的位置设有抽气管44，该抽气管44与上述流量监控机构50连接。滤带传输机构则包括电机、主动轮45、从动轮46和若干转轮，如图3所示的第一转轮47和第二转轮48。未使用的滤带42盘绕于从动轮46上，依次绕过第一转轮47和第二转轮48之后缠绕于主动轮45上。电机驱动主动轮45转动，并带动各转轮和从动轮46转动，从而带动滤带42移动，进行下一次的颗粒物富集，并把已使用的滤带42缠绕到主动轮45上。当打开过滤嘴41进行过滤以在滤带42上富集PM2.5颗粒时，在控制器的控制下，顶压机43将其上的滤带42向上压，使滤带42紧贴在过滤嘴41上，再打开过滤嘴41，真空泵60开始工作，从抽气管44向下抽气；在通过预定的单位体积的气体之后，真空泵60停止工作，并关闭过滤嘴41，顶压机43松开滤带42，启动电机驱动主动轮45带动滤带42移动，使滤带42上已经富集了PM2.5颗粒的富集点移动到检测装置的检测点上，同时下一段滤带42也移动到该采集装置过滤嘴41的位置进行下一个单位体积气体内的PM2.5颗粒的过滤富集，如此不断重复，实现实时在线的PM2.5采样。
上述流量监控机构50包括压力传感器51、流量传感器52、流量调节器53和流量控制器。其中，压力传感器51、流量传感器52和流量调节器53分别置于上述过滤机构40的抽气管44与真空泵60之间的气管路上。利用压力传感器51和流量传感器52实时监测经过上述过滤机构40的气体压力和瞬时流量，并将监测数据传给流量控制器，流量控制器根据监测结果，控制流量调节器53维持或调节流量，使经过过滤机构40的气体流量保持恒定，即使单位时间内经过过滤机构40的气体体积保持恒定。
实施例2
也可以在上述实施例1的基础上，增加一动态加热机构70，如图1所示，可将该动态加热机构70设于上述延长管30上，对延长管30内的气体进行加热烘干，尽量减少进入过滤机构40及检测***其它装置内的气体湿度，以使滤带42和检测***的其它装置保持干燥，避免影响检测精度，同时也延长了设备的使用寿命。
具体的，该动态加热机构70包括气象检测单元72、加热单元71和加热控制单元。其中，气象检测单元72实时在线检测环境的温湿度，并将所检测的温湿度实时传给加热控制单元，加热控制单元再根据检测的温湿度情况实时调节加热单元71的加热温度。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.PM2.5采样装置，其特征在于：包括依次连接的采样端部(10)、PM2.5切割器(20)、延长管(30)、过滤机构(40)、流量监控机构(50)、真空泵(60)和控制器；待检测气体由采样端部(10)进入PM2.5切割器(20)，经PM2.5切割器(20)颗粒分离之后的气体经延长管(30)进入过滤机构(40)，在过滤机构(40)上过滤富集PM2.5颗粒，余下气体经流量监控机构(50)，由真空泵(60)排出。
2.根据权利要求1所述的PM2.5采样装置，其特征在于：所述采样端部(10)包括上罩(11)和锥形斗(12)；所述上罩(11)外周均匀分布若干进气口(111)，各进气口(111)内沿设有挡雨板(112)；所述上罩(11)上端面中间设有内凹的锥形挡风板(113)，所述挡风板(113)上端面设有一盖板(114)；所述锥形斗(12)上端口与所述上罩(11)密封连接，下端口与所述PM2.5切割器(20)密封连接。
3.根据权利要求1所述的PM2.5采样装置，其特征在于：所述PM2.5切割器(20)包括进气口、分离腔和出气口；进气口与所述采样端部(10)密封连接，出气口为一锥形管，与所述延长管(30)密封连接。
4.根据权利要求1所述的PM2.5采样装置，其特征在于：所述过滤机构(40)包括气体过滤嘴(41)、滤带(42)、顶压机(43)和滤带传输机构；所述气体过滤嘴(41)设于滤带(42)上方，与所述延长管(30)密封连接；所述顶压机(43)设于滤带(42)下方与所述过滤嘴(41)相对，所述顶压机(43)与过滤嘴(41)相对的位置设有抽气管(44)；所述抽气管(44)与所述流量监控机构(50)连接；所述滤带传输机构带动滤带(42)移动。
5.根据权利要求4所述的PM2.5采样装置，其特征在于：所述滤带传输机构包括电机、主动轮(45)、从动轮(46)和若干转轮；所述滤带(42)盘绕于从动轮(46)上，依次绕过各转轮之后缠绕于主动轮(45)上；所述电机驱动主动轮(45)转动，并带动各转轮和从动轮(46)转动。
6.根据权利要求1所述的PM2.5采样装置，其特征在于：流量监控机构(50)包括压力传感器(51)、流量传感器(52)、流量调节器(53)和流量控制器，所述压力传感器(51)、流量传感器(52)和流量调节器(53)分别置于所述过滤机构(40)的抽气管(44)与真空泵(60)之间的气管路上。
7.根据权利要求1-6任一项所述的PM2.5采样装置，其特征在于：还包括动态加热机构(70)，设于所述延长管(30)上。
8.根据权利要求7所述的PM2.5采样装置，其特征在于：所述动态加热机构(70)包括气象检测单元(72)、加热单元(71)和加热控制单元。
9.根据权利要求8所述的PM2.5采样装置，其特征在于：所述气象检测单元(72)实时在线检测环境的温湿度，并将所检测的温湿度实时传给加热控制单元，所述加热控制单元根据检测的温湿度情况实时调节所述加热单元(71)的加热温度。
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