CN108692761B - 一种空气质量采样检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空气质量采样检测仪，包括：壳体、空气通道、控制单元和采样组件，所述壳体由上壳体和下壳体扣合形成，空气通道设置于壳体内部，包括空气进口和空气出口，二者之间设有检测腔和采样腔,空气出口处设有驱动泵，控制单元通过传感器检测空气质量数据并显示在显示模块上，采样组件包括采样器、旋转件和固定件，打开固定件上的旋转件，安装采样器可采集空气样本，该检测仪不仅能方便快捷的采集空气样本，还可以检测空气质量数据，保证检测数据的准确性。

Description

一种空气质量采样检测仪

技术领域

本发明涉及一种空气质量采样检测仪，主要用于空气采样及空气质量数据监测，属于大气环境监测技术领域。

背景技术

近年来不断变差的空气环境质量对人的健康影响已成为学术界和社会的共识，很多研究表明环境中PM2.5、PM10对人类健康，尤其是呼吸***和循环***造成了显著的危害，而国家PM2.5的预报数据仅仅能说明监测站点的空气质量，室内抽烟、炒菜、路边社区汽车尾气富集等情况极易引起局部PM2.5浓度明显增高，对于老人、婴幼儿、孕妇等易感人员来说，特定环境的PM2.5检测更为关键。通过对手持式空气质量检测仪产品的调研，我们发现大量的国产设备价格适中，但准确度和一致性往往较差，难以满足检测要求，而且上述检测仪没有采集样本的功能，无法对颗粒物的成分及含量进行深度分析。

如CN 201615883U公开了一种粉尘浓度传感器, 包括粉尘通道和抽气风扇，该粉尘通道包括粉尘进气通道和粉尘出气通道，抽气风扇设置在粉尘出气通道一端，粉尘进气通道呈水平布置，粉尘出气通道呈竖直布置，在抽气风扇及其自身重力的作用下灰尘易于下落，不会沉积在通道内，保证了粉尘浓度传感器的测量精度。但是，该装置的使用受到方向限制，必须在粉尘出气通道竖直状态时才能保证不会沉积灰尘，不能全面有效的解决粉尘传感器测量精度问题。

为了解决上述问题，本领域技术人员急需一种手持式的空气质量采样检测仪，不仅能方便快捷的采集空气样本并且检测空气质量数据，又能保证检测数据的准确性。

发明内容

本发明提供一种空气质量采样检测仪，不仅能方便快捷的采集空气样本，还可以检测空气质量数据，保证检测数据的准确性。

为实现上述目的，本发明涉及一种空气质量采样检测仪，包括：壳体、空气通道、控制单元，所述壳体包括上壳体和下壳体，该上壳体和下壳体扣合形成壳体内腔；所述空气通道设置于壳体的壳体内腔，两端开口内部中空，两端开口分别为空气进口和空气出口，在空气进口和空气出口之间设有检测腔,空气出口处设有驱动泵，需检测空气从空气进口进入检测腔内部，驱动泵驱动检测腔内部需检测空气运动，从空气出口排出；所述控制单元包括传感器和显示模块，所述传感器位于空气通道检测腔内部，检测空气质量数据，该控制单元接收传感器检测到的空气质量数据，显示在显示模块上；还包括采样组件，该采样组件位于检测腔与驱动泵之间，整体呈两端开口内部中空的管状，其内部中空为采样腔，一端开口连通空气通道的检测腔，另一端开口连通驱动泵，该采样组件包括采样器、旋转件和固定件，所述旋转件通过旋转轴与固定件密封连接，连接后采样腔与外界隔离密封；所述采样器包括支撑板和采样滤膜，该采样器竖直截断采样组件的采样腔，采样器外壁与采样组件采样腔内壁密封连接。

所述壳体呈内部中空的长方体形状，四边倒角处理，表面光滑美观，适于人手握持使用。空气通道属于管状检测用通道，通道内腔的大小根据需要设置，空气通道整***于壳体内腔的内部，一端的空气进口贯穿壳体，与外界大气相连通，另一端的空气出口同样贯穿壳体，与外界大气相连通，具体地，该空气出口可以是驱动泵的出气口，也可以是驱动泵出气口延伸贯穿壳体的开口，当驱动泵为正反转气泵或者正反转风扇时，驱动泵的驱动方向转向，该空气出口随即转变为空气进口，而空气进口随即转变为空气出口。空气通道在壳体内腔的部分设有至少一个检测腔，该检测腔内壁与传感器外壁相邻近，检测腔的整体形状与传感器的整体形状一致，优选检测腔内壁与传感器外壁之间的距离在0.5mm-3mm之间，间隙的设置可使传感器的检测入口直接接受需要检测的空气，同时在检测腔内部不留有空腔死角，不遗落空气颗粒在空腔死角，保证每次空气检测数据的准确性。为了处理多种传感器的情况，可以在空气通道上设置多个大小不同的检测腔，每个检测腔相应的对应大小不同的传感器，例如：PM传感器，PM传感器为激光散射微小颗粒物传感器，用于测量空气中的PM2.5 和/或 PM10 的浓度；温湿度传感器，用于测量空气的温度和空气的湿度；二氧化碳传感器，检测空气中的二氧化碳相关参数；VOC传感器，用于检测挥发性有机化合物甲醛、氨、乙二醇、酯类等相关参数。

检测过程为：驱动泵驱动需检测空气运动，检测空气经空气进口进入，经连接管进入检测腔，由多种传感器检测空气质量数据，然后经连接管从检测腔流出，最后从空气出口流出。除去检测腔前端和后端与外界连通，检测腔将各种传感器密封在一个个独立的空间内，避免因为传感器裸露在外部或者密封不严导致的精度较差问题，当检测仪运行2分钟后，检测腔内部传感器检测的空气质量数据稳定，保证检测精度。

上述控制单元包括中央处理器，该中央处理器控制驱动泵驱动需检测空气流动，而且根据空气流量计改变单位时间内流过的气体体积，将多种流量下的需检测空气利用传感器检测，得出准确的空气质量数据，最后将数据在显示模块上显示，所述显示模块为具有触摸控制功能的液晶显示屏，可利用触摸控制显示屏操作检测仪运行。

所述采样组件位于末位检测腔与驱动泵之间，整体呈直径较大的圆管状，所述旋转件为圆管中间的一部分，与固定件配合在一起为完整的圆管状时，采样腔与外界隔离密封，在检测空气质量时起到连通检测腔与驱动泵的作用，密封形式采用旋转件与固定件之间设置密封圈，或者采用旋转件与固定件接触面特殊处理形成。在采集空气样本时，旋转件围绕旋转轴转动，使旋转件与固定件错开，此时采样腔对外界开放，将采样器竖直同轴安放在采样腔内部，截断采样腔两侧，然后将旋转件反向围绕旋转轴转动，将旋转件与固定件再次密封旋合在一起，形成完整的圆管状，此时中央处理器控制驱动泵驱动需检测空气流动，不仅可以得到准确的空气质量数据，还可以在采样器上得到空气污染物样本。上述采样器可以为多个，每个采样器采样滤膜可过滤的颗粒直径不同，如10um滤膜、2.5 um滤膜、0.3um滤膜，按照采样颗粒大小分级布置在采样腔内部，所述采样滤膜选用PC或者PET材质的薄膜，或者选用聚四氟乙烯材质的薄膜，在采样滤膜外周设有支撑采样滤膜的硬质支撑板，采用塑料材质或者金属材质制成，防止采样滤膜褶皱变形。在检测空气质量数据时采集空气污染物样本，可将当时的样本状态与空气质量数据相对应，便于研究空气污染的产生和各种污染物对空气质量的影响，有利于空气监测治理部门的工作。

为了保证采样器顺利放置到采样腔内部，在下壳体上开设有安置门，该安置门与下壳体折页式活动连接，打开安置门，可以移动上述旋转件并安放采样器。

检测仪还包括标记部件，该标记部件在采样器支撑板上打印采样时的时间、地点及空气状况。该标记部件具体为嵌入式微型热敏打印机，该微型热敏打印机与控制单元的中央处理器连接，在支撑板表面贴附连接有热敏打印纸，利用热敏打印机在打印纸上打印采样器编号、空气采样时间、空气采样地点、采样时空气状况等，上述采样时空气状况具体包括：空气中颗粒物含量、各种直径颗粒物的占比、单位时间内变化值等。当然，采用微型激光打印机也可以直接在支撑板上打印上述资料。在采样器上也可以埋设电子存储芯片，通过连接控制单元的中央处理器写入上述资料。

所述采样器支撑板包括顶板和底板，所述顶板和底板为中空的环形，两者之间夹持支撑采样滤膜，顶板和底板扣合组成支撑板，在支撑板外缘设有密封圈，采样器外壁通过密封圈与采样组件采样腔内壁密封连接。因采样器既要竖直截断在采样腔内部，又要与旋转件、固定件内壁保持密封，所以采样器设置支撑板支撑采样滤膜，该支撑板选用塑料材质较为合适，利用两个中空环形的顶板和底板连接在一起，连接方式可以采用超声波热合或者粘结剂粘接，顶板和底板夹持支撑采样滤膜，使采样滤膜平展的截断采样腔的截断面，以便于采集空气样本。顶板和底板连接一起后形成支撑板，支撑板外缘设置凹槽容纳橡胶材质的密封圈，通过该密封圈保证采样器与采样腔内壁接触位置的密封性。

所述旋转件与固定件的连接处设有密封圈，所述旋转件通过旋转轴与固定件连接后，采样腔与外界隔离密封。在旋转件与固定件配合接触的位置同样需要密封，以保证采样器采集的空气样本是采集腔内部的样本，不属于外界经旋转件与固定件之间的缝隙进入的，一方面保证空气样本的准确性，另一方面保证前端传感器得出的空气质量数据与采集的空气样本是可以一一对应的。另外，在旋转件与固定件配合接触的位置采用特殊处理工艺也可以密封，喷砂工艺、磨砂工艺、抛光接触面，都可以使接触面达到密封效果。

所述旋转件和固定件的内壁设有卡槽，所述采样器支撑板外缘适形位于卡槽内部，采样器竖直截断采样组件的采样腔，采样器外壁与采样组件卡槽处的内壁密封连接。空气采样过程中，驱动泵驱动空气流动，为了保证采样器在采样腔内不发生偏转位移，始终处于竖直截断采样腔的状态，设置卡槽是必要的，通过将采样器放置在卡槽内，可以有效固定采样器，并且有利于采样器与采样腔之间的密封。

所述驱动泵为正反转气泵，具有抽气档位和鼓气档位，驱动泵一端与采样腔连通，另一端与空气出口连通。该驱动泵与控制单元的中央处理器连接，采用微型正反转风扇或者微型正反向气泵，可以在正转抽气档位和反转鼓气档位之间切换，正转抽气档位时，可以采集空气样本，可以检测空气质量数据，可以利用标记部件将空气状况资料打印至采样器边缘的支撑板上表面。反转鼓气档位时，可以从空气出口进入空气，反向吹洗整个空气通道及检测空气质量的传感器，起到清洁空气通道和传感器的作用，保证检测仪检测结果的准确度和一致性，省去检测仪使用一段时间后需要校准所花费的高昂校准费用。

检测仪还包括气体控制阀，该气体控制阀位于驱动泵与空气出口之间，该气体控制阀包括检测位置和反冲位置，手动控制气体控制阀至检测位置时，与驱动泵抽气档位相对应，手动控制该气体控制阀至反冲位置时，与驱动泵鼓气档位相对应，在气体控制阀反冲位置一端设有空气过滤膜。该气体控制阀与驱动泵连通，空气出口位于气体控制阀的阀体末端，第一种情况，气体控制阀为旋转三通阀，一端连通驱动泵，另外两端分别是检测位置和反冲位置，且在反冲位置一端设有空气过滤膜，旋转三通阀包括阀体、阀腔和手柄，手柄控制阀体在阀腔内旋转，当阀体关闭反冲位置的一端时，手柄指向检测位置，驱动泵在正转抽气档位，需检测空气从空气进口进入，经检测腔、采样腔、驱动泵，最后由空气出口排出，此状态下采集空气样本，检测空气质量数据；当阀体关闭检测位置的一端时，手柄指向反冲位置，驱动泵在反转鼓气档位，需检测空气从空气出口进入，经驱动泵、采样腔、检测腔，最后由空气进口排出，因在反冲位置一端设有空气过滤膜，此状态下经过空气过滤膜的洁净空气反向冲洗空气通道和传感器，保证检测仪检测结果的准确度和一致性。

所述空气通道内壁设有不粘灰涂层，该不粘灰涂层防止颗粒物粘附在空气通道内壁上影响检测精度。在整个空气通道内壁均做不粘灰处理，避免采样过程中空气中的PM2.5等颗粒物因静电等原因粘附于空气通道内壁，进而影响检测精度，有助于驱动泵反向冲洗空气通道。具体的不粘灰处理工艺选择：表面抗静电成分涂层工艺，防水蒸气冷凝的涂层工艺，镜面化处理提升其光洁度。

所述空气通道内部设有至少一部搅流风扇，该搅流风扇位于空气进口至驱动泵之间的空气通道内部，防止颗粒物残留在检测腔死角影响检测精度。所述搅流风扇悬挂在空气通道内部，优选设置在检测腔内部，通过驱动泵的作用，需检测空气在空气通道内流动，搅流风扇随着空气流动而转动，搅动空气通道内部的需检测空气，使空气旋转流动，空气中的颗粒物不容易粘附在空气通道内壁上，保证检测仪的精度。

所述空气通道设有延伸至壳体外部的采样管，该采样管连接有空气采集头，该空气采集头呈内部中空的伞形，空气进口均匀分布于空气采集头外表面上，空气采集头的内部中空与检测腔相连通。该采样管为连接外界的采样通道，拉长了空气进口的采样距离，可深入特殊腔体内部、局部腔体内部进行检测空气采集并进行空气质量检测，保证特殊环境下的检测精度。为保证采集的检测空气属于大范围样本，不是局部范围样本，在壳体外部设有空气采集头，该空气采集头环绕设置在检测仪顶端，可以呈伞状、扁平状、圆柱状、多边体形状等等，该空气采集头的内部中空与空气通道的检测腔相连通，利用空气采集头表面均匀分布的空气进口采集检测空气，该结构设计有利于空气质量数据稳定，保证检测精度。

所述控制单元还包括报警模块、开关键、电源模块，所述报警模块在控制单元接收传感器检测到的空气质量数据达到预定污染数值时，该报警模块发出报警提示；所述开关键位于壳体的上壳体处，用于控制检测仪的启动和停止；所述电源模块位于壳体的壳体内腔内部，为检测仪各部件供电。所述报警模块具有报警提示音和报警震动功能，且因检测到的空气污染程度不同，报警音大小和震动频率发生不同，明确提示检测仪使用者空气的污染现状。例如：1、空气污染指数(API)0-50，为国家空气质量日均值一级标准，空气质量为优，符合自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护地区的空气质量要求，此时报警模块不发出报警音和震动；2、(API)51-100，为国家空气质量日均值二级标准，空气质量良好，符合居住区、商业区、文化区、一般工业区和农村地区空气质量的要求，此时报警模块发出轻微报警音；3、(API)101-200，为三级标准，空气质量为轻度污染，若长期接触本级空气，易感人群病状会轻度加剧，健康人群出现刺激症状，此时报警模块发出中度报警音；4、(API)201-300，为四级标准，空气质量为中度污染，接触本级空气一定时间后，心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群中普遍出现症状，此时报警模块发出中度报警音和震动；5、(API)大于300，为五级标准，空气质量为重度污染，此时报警模块发出强度报警音和震动。所述开关键具体与控制单元连接，可以发出指令至控制单元，利用控制单元控制检测仪各部件协同工作。该检测仪可以使用交流电源直接供电使用，但是为保证户外使用检测仪，该电源模块还可以选用充电的锂电池，方便检测仪移动至户外使用。所述控制单元还包括清零模块，该清零模块位于空气通道空气进口处，具体为可过滤空气至数值为零的部件，用来校准检测仪。

附图说明

图1为本发明空气质量采样检测仪立体剖切结构示意图1；

图2为本发明空气质量采样检测仪立体结构示意图1；

图3为本发明图2中A部分放大结构示意图；

图4为本发明空气质量采样检测仪立体结构示意图2；

图5为本发明图4中B部分放大结构示意图；

图6为本发明空气质量采样检测仪采样器立体剖切结构示意图；

图7为本发明空气质量采样检测仪立体结构示意图3；

图8为本发明图7中C部分放大结构示意图；

图9为本发明空气质量采样检测仪气体控制阀立体剖切结构示意图1；

图10为本发明空气质量采样检测仪气体控制阀立体剖切结构示意图2；

图11为本发明空气质量采样检测仪立体剖切结构示意图2；

图12为本发明空气质量采样检测仪空气采集头立体剖切结构示意图1；

图13为本发明空气质量采样检测仪空气采集头立体剖切结构示意图2；

图中：1.壳体；11.上壳体；12.下壳体；10.壳体内腔；13.减震垫；14.安置门；2.空气通道；21.驱动泵；22.检测腔；201.空气进口；202.空气出口；203.采样管；204.不粘灰涂层；205.搅流风扇；206.空气采集头；207.连通阀；23.连接管；3.控制单元；31.传感器；32.显示模块；321.液晶显示屏；33.报警模块；34.开关键；35.电源模块；36.充电模块；37.清零模块；4.采样组件；40.采样腔；41.采样器；411.支撑板；411a.顶板；411b.底板；412.采样滤膜；413.旋入手柄；414.卡凸；42.旋转件；421.旋转轴；43.固定件；44.密封圈；45.卡槽；451. 卡凸配合位；46.标记部件；47.密封面；5.气体控制阀；51.检测位置；52.反冲位置；53.空气过滤膜；54.单向阀。

具体实施方式

实施例1：

如图1至图6所示，一种空气质量采样检测仪，包括：壳体1、空气通道2、控制单元3，所述壳体1分为上壳体11和下壳体12，均采用ABS树脂注塑制成，两者扣合形成壳体内腔10，其中上壳体11为了设置液晶显示屏321、开关键34、充电模块36开设有通孔，下壳体12为了方便安装采样组件4的采样器41开设有通孔，且在通孔上覆盖有安置门14。因检测仪在工作过程中会产生轻微震动，所以下壳体12底面设置有减震垫13，可以保证检测仪在桌面工作过程中不因震动发生位移摔落。在壳体1的壳体内腔10内部设有一条空气通道2，该空气通道2包括多段连接管23，形成检测腔22的长方形盒，形成采样腔40的圆柱形盒，以及驱动检测空气流动的驱动泵21，上述盒体均采用ABS树脂注塑制成，该连接管23采用橡胶材质制成，一端可以直接贯穿壳体1通到壳体1外部，也可以连接金属材质制成的采样管203连通到壳体1外部，形成空气进口201；连接管23另一端接通检测腔22，检测腔22另一端同样连接有连接管23，再利用连接管23接通采样腔40，最后利用连接管23连通驱动泵21，该驱动泵21将检测空气从空气出口202排至壳体1外部，形成整个空气通道2。当然，上述连接中可以取消连接管23，采用直接连通，形成更加简单便捷的加工装配工艺，并且获得更好的空气流动性。

所述控制单元3包括传感器31和显示模块32，所述传感器31具体为PM传感器，PM传感器为激光散射微小颗粒物传感器，用于测量空气中的PM2.5或 PM10 的浓度；温湿度传感器，用于测量空气的温度和空气的湿度；二氧化碳传感器，检测空气中二氧化碳的相关参数；VOC传感器，用于检测挥发性有机化合物甲醛、氨、乙二醇、酯类等相关参数。该控制单元3接收传感器31检测到的空气质量数据，显示在显示模块32的液晶显示屏321上，该液晶显示屏321可以为具有触摸控制功能的液晶显示屏321，利用触摸控制显示屏操作检测仪运行。为保证检测精度，所述传感器31位于检测腔22内部，具体地，形成检测腔22的长方形盒适形包裹在传感器31外部，除去传感器31检测空气的进气口和出气口外，检测腔22将传感器31对外密封。当然，所述空气通道2检测腔22内壁与传感器31外壁之间可以设置一定距离，优选在0.5mm-3mm之间，最优选为1mm，保证检测腔22内壁与传感器31外壁牢固配合，不产生随意位移，保证需检测空气全部被传感器31检测。

如图1所示，所述空气通道2设有延伸至壳体1外部的采样管203，该采样管203与空气通道2的连接管23相连通，采用金属材质或橡胶材质制成，采样管203可以一段一段连接延伸长度，也可以随意弯折深入特殊腔体内部、局部腔体内部，有利于采集检测空气并进行空气质量检测，保证特殊环境下的检测精度。

如图2所示，检测仪在下壳体12设置有安置门14，该安置门14利用合页与下壳体12活动式连接，人手打开安置门14，可以看到采样组件4及部分空气通道2，人手伸入壳体内腔10操作打开采样组件4的旋转件42，将采样组件4的采样器41竖直安装在旋转件42与固定件43组成的采样腔40内部，扣合安置门14，完成采样器41的安放。相反的，空气样本采集完毕后，取出采样器41也是如此。如图3所示，该采样组件4为中空的圆管状，包括旋转件42和固定件43，横向切割圆管状的采样组件4，一部分为旋转件42，另一部分为固定件43，二者利用旋转轴421活动式连接，共同组成采样组件4的采样腔40，为保证旋转件42和固定件43接触位置的密封性，在二者接触位置设有密封面47，该密封面47采用磨砂或者喷砂处理。在旋转件42和固定件43上均设有卡槽45，该卡槽45用于容纳采样器41，保持采样器41竖直位于采样腔40内部，不发生偏转位移，保证采样的准确度。所述采样器41具有支撑板411和采样滤膜412，支撑板411包括中空环形的顶板411a和底板411b，均采用ABS塑料材质制成，两者夹持支撑采样滤膜412，保证采样滤膜412的平展性；采样滤膜412选用聚四氟乙烯薄膜材质制成，可以根据采集颗粒物直径不同，在采集器41上安装孔径不同的采样滤膜412，例如：孔径10um、2.5um、≤0.3um等。在采集器41支撑板411外边缘设有凹槽，凹槽内部设有密封圈44，保持采集器41支撑板411与卡槽45内壁配合的密封性。

如图4所示，检测仪的安置门14可与下壳体12分离拆开，与现有技术中电池盒盖的结构相似，防止安置门14干扰人手安装采样器41。如图5、图6所示，圆管状的采样组件4采用纵向切割两次，中间段为旋转件42，两侧的两段为固定件43，二者同样采用旋转轴421活动式连接，连接后共同组成采样组件4的采样腔40，当然也可以采用直接截断采样组件4，中间段为旋转件42，两侧的两段为固定件43，旋转件42***两段固定件43之间，不需要旋转轴421连接旋转件42与固定件43，插接组成管状采样组件4。为保证旋转件42和固定件43接触位置的密封性，在二者接触位置设有两个密封圈44，分别密封旋转件42两端与固定件43的连接处。在旋转件42的内壁设有卡槽45和两个卡凸配合位451，在采样器41外缘设有两个卡凸414，人手握持采样器41的旋入手柄413，先将卡凸414对准卡凸配合位451向旋转件42内部推送，卡凸414通过卡凸配合位451，推送至卡槽45内部后，旋转采样器41的旋入手柄413一定角度，使卡凸414卡位于卡槽45内部，保持采样器41竖直位于旋转件42形成的采样腔40内部，不发生偏转位移，保证采样的准确度。如图6所示，在采样器41的支撑板411表面贴附有热敏打印纸，标记部件46具体为嵌入式微型热敏打印机，该微型热敏打印机与控制单元3的中央处理器连接，利用热敏打印机在打印纸上打印采样器编号、空气采样时间、空气采样地点、采样时空气状况等，上述采样时空气状况具体包括：空气中颗粒物含量、各种直径颗粒物的占比、单位时间内变化值等。

如图7所示，该空气质量采样检测仪具有清洁空气通道2的功能，保证长时间使用检测仪得到检测结果的准确性，省去检测仪使用一段时间后需要校准所花费的高昂校准费用。所述驱动泵21为正反转风扇，具有抽气档位和鼓气档位，驱动泵21一端与采样腔40连通，另一端与空气出口202连通，该驱动泵21与控制单元3的中央处理器连接，采用微型正反转风扇，正转抽气档位时，可以采集空气样本，可以检测空气质量数据，反转鼓气档位时，可以从空气出口202进入空气，反向吹洗整个空气通道2和传感器31。如图8、图9所示，驱动泵21一端与采样腔40连通，另一端连通有气体控制阀5，该气体控制阀5包括检测位置51和反冲位置52，与控制单元3的中央处理器连接，具体为一个旋转三通阀，包括阀体、阀腔和手柄，如图9所示，手柄控制阀体在阀腔内旋转，当手柄旋转至检测位置51时，控制单元3中央处理器将驱动泵21设在正转抽气档位，需检测空气从空气进口201进入，经检测腔22、采样腔40、驱动泵21，最后由空气出口202排出，此状态下采集空气样本，检测空气质量数据；如图8所示，当手柄旋转至反冲位置52时，控制单元3中央处理器将驱动泵21设在反转鼓气档位，需检测空气从空气出口202进入，经驱动泵21、采样腔40、检测腔22，最后由空气进口201排出，因在反冲位置52一端设有空气过滤膜53，此状态下经过空气过滤膜53的洁净空气反向冲洗空气通道2和传感器31，保证检测仪检测结果的准确度和一致性。

如图10所示，该气体控制阀5为一个三通管路，一端连通驱动泵21，另外两端分别设有两个单向阀54，当驱动泵21设在正转抽气档位时，需检测空气从空气进口201进入，经检测腔22、采样腔40、驱动泵21，流经三通管路，此时检测位置51的单向阀54打开，反冲位置52的单向阀54关闭，空气最后由检测位置51的单向阀54排出至空气出口202，此状态下采集空气样本，检测空气质量数据；相反的，当控制单元3中央处理器将驱动泵21设在反转鼓气档位，此时空气从空气出口202进入，反冲位置52的单向阀54打开，检测位置51的单向阀54关闭，流经三通管路，反冲位置52一端设有空气过滤膜53，洁净空气经驱动泵21、采样腔40、检测腔22，空气最后由空气进口201排出，反向冲洗空气通道2和传感器31，保证检测仪检测结果的准确度和一致性。

如图11所示，在空气通道2内壁均做不粘灰涂层204，避免采样过程中空气中的PM2.5等颗粒物因静电等原因粘附于空气通道2内壁，进而影响检测精度。具体的不粘灰处理工艺可选择：表面抗静电成分涂层工艺，防水蒸气冷凝的涂层工艺，镜面化处理提升其光洁度。所述检测腔22内部设有一部搅流风扇205，该搅流风扇205竖直悬挂在检测腔22内部中心，通过驱动泵21的作用，需检测空气在空气通道2内流动，搅流风扇205随着空气流动而转动，搅动空气通道2内部的需检测空气，使空气旋转流动，空气中的颗粒物不容易粘附在空气通道2内壁上，保证检测仪的精度。所述控制单元3还包括清零模块37、报警模块33、开关键34、电源模块35、充电模块36，该清零模块37连接空气通道2空气进口201处，配备清零过滤器一个，其过滤效率需大于99.97%(1.5L/min流量条件下)，通气阻力需小于100帕(1.5L/min流量条件下)，过滤器外壳采用ABS塑料材质制成，内部过滤材料为聚四氟乙烯、PP过滤棉等材料。当连接上述清零模块37后，显示模块32所显示的空气质量数据为零，此时校正检测仪传感器31，为后续的空气质量检测提供便利。所述报警模块33包括震动电机和音频部件，当控制单元3接收传感器31检测到的空气质量数据达到预定污染数值时，该报警模块33发出报警提示音和报警震动，且因检测到的空气污染程度不同，报警音大小和震动频率发生不同，明确提示检测仪使用者空气的污染现状。所述开关键34位于壳体1的上壳体11处，具体与控制单元3连接，可以发出指令至控制单元3，利用控制单元3控制检测仪各部件协同工作。所述电源模块35为检测仪各部件供电，位于壳体1的壳体内腔10内部，具体为可充电的锂电池，方便检测仪移动至户外使用。所述充电模块36为电源模块35锂电池的充电接收端口，在电源模块35充电完毕后自动断开，保护延长锂电池的使用寿命。

如图12、图13所示，所述空气通道2设有延伸至壳体1外部的空气采集头206，该空气采集头206采用金属材质或者塑料材质制成，具有内部中空的空气采样腔体，与空气通道2的采样管203、空气通道2的检测腔22相连通，所述空气采集头206整体具有较大范围的伞状或饼状采样面，可以360度环形采集，结合空气采集头206表面均匀分布的空气进口201采集检测空气，有利于采样的均匀化，使检测的空气质量数据稳定，保证检测精度。为了方便在空气采集头206与采样管203之间转换，检测仪还设置有连通阀207，通过连通阀207的旋转可以封堵空气采集头206与空气通道2检测腔22相连通，只保留采样管203与空气通道2检测腔22相连通，此时便于定向采集特殊腔体内部、局部腔体内部的检测空气；相反，打开连通阀207，空气采集头206、采样管203均与空气通道2检测腔22相连通，此时具有较大的空气采集范围，使检测的空气质量数据稳定，保证检测精度。

Claims (9)

1.一种空气质量采样检测仪，包括：

壳体（1），所述壳体（1）包括上壳体（11）和下壳体（12），该上壳体（11）和下壳体（12）扣合形成壳体内腔（10）；空气通道（2），所述空气通道（2）设置于壳体（1）的壳体内腔（10），两端开口内部中空，两端开口分别为空气进口（201）和空气出口（202），在空气进口（201）和空气出口（202）之间设有检测腔（22）,空气出口（202）处设有驱动泵（21），需检测空气从空气进口（201）进入检测腔（22）内部，驱动泵（21）驱动检测腔（22）内部需检测空气运动，从空气出口（202）排出；控制单元（3），所述控制单元（3）包括传感器（31）和显示模块（32），所述传感器（31）位于空气通道（2）检测腔（22）内部，检测空气质量数据，该控制单元（3）接收传感器（31）检测到的空气质量数据，显示在显示模块（32）上；其特征在于，还包括采样组件（4），该采样组件（4）位于检测腔（22）与驱动泵（21）之间，整体呈两端开口内部中空的管状，其内部中空为采样腔（40），一端开口连通空气通道（2）的检测腔（22），另一端开口连通驱动泵（21），该采样组件（4）包括采样器（41）、旋转件（42）和固定件（43），所述旋转件（42）通过旋转轴（421）与固定件（43）密封连接，连接后采样腔（40）与外界隔离密封；所述采样器（41）包括支撑板（411）和采样滤膜（412），该采样器（41）竖直截断采样组件（4）的采样腔（40），采样器（41）外壁与采样组件（4）采样腔（40）内壁密封连接，还包括气体控制阀（5），该气体控制阀（5）位于驱动泵（21）与空气出口（202）之间，该气体控制阀（5）包括检测位置（51）和反冲位置（52），手动控制气体控制阀（5）至检测位置（51）时，与驱动泵（21）抽气档位相对应，手动控制该气体控制阀（5）至反冲位置（52）时，与驱动泵（21）鼓气档位相对应，在气体控制阀（5）反冲位置（52）一端设有空气过滤膜（53）。

2.根据权利要求1所述的空气质量采样检测仪，其特征在于，还包括标记部件（46），该标记部件（46）在采样器（41）支撑板（411）上打印采样时的时间、地点及空气状况。

3.根据权利要求1所述的空气质量采样检测仪，其特征在于，所述采样器（41）支撑板（411）包括顶板（411a）和底板（411b），所述顶板（411a）和底板（411b）为中空的环形，两者之间夹持支撑采样滤膜（412），顶板（411a）和底板（411b）扣合组成支撑板（411），在支撑板（411）外缘设有密封圈（44），采样器（41）外壁通过密封圈（44）与采样组件（4）采样腔（40）内壁密封连接。

4.根据权利要求1所述的空气质量采样检测仪，其特征在于，所述旋转件（42）与固定件（43）的连接处设有密封圈（44），所述旋转件（42）通过旋转轴（421）与固定件（43）连接后，采样腔（40）与外界隔离密封。

5.根据权利要求1所述的空气质量采样检测仪，其特征在于，所述旋转件（42）和固定件（43）的内壁设有卡槽（45），所述采样器（41）支撑板（411）外缘适形位于卡槽（45）内部，采样器（41）竖直截断采样组件（4）的采样腔（40），采样器（41）外壁与采样组件（4）卡槽（45）处的内壁密封连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的空气质量采样检测仪，其特征在于，所述驱动泵（21）为正反转气泵，具有抽气档位和鼓气档位，驱动泵（21）一端与采样腔（40）连通，另一端与空气出口（202）连通。

7.根据权利要求6所述的空气质量采样检测仪，其特征在于，所述空气通道（2）内壁设有不粘灰涂层（204），该不粘灰涂层（204）防止颗粒物粘附在空气通道（2）内壁上影响检测精度。

8.根据权利要求1-4任一所述的空气质量采样检测仪，其特征在于，所述空气通道（2）设有延伸至壳体（1）外部的采样管（203），该采样管（203）连接有空气采集头（206），该空气采集头（206）呈内部中空的伞形，空气进口（201）均匀分布于空气采集头（206）外表面上，空气采集头（206）的内部中空与检测腔（22）相连通。

9.根据权利要求1所述的空气质量采样检测仪，其特征在于，所述控制单元（3）还包括报警模块（33）、开关键（34）、电源模块（35），所述报警模块（33）在控制单元（3）接收传感器（31）检测到的空气质量数据达到预定污染数值时，该报警模块（33）发出报警提示；所述开关键（34）位于壳体（1）的上壳体（11）处，用于控制检测仪的启动和停止；所述电源模块（35）位于壳体（1）的壳体内腔（10）内部，为检测仪各部件供电。