CN114019097B - 一种工业园区空气质量自动监测装置及*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空气质量监测领域，特别地，涉及一种工业园区空气质量自动监测装置及***，包括监测箱，所述监测箱外侧设有检测管，所述检测管内部开设有检测管腔，所述检测管腔与外界相通，所述检测管腔内部设有活塞，所述活塞与所述检测管腔滑动连接，所述活塞内部开设有贯穿所述活塞的气孔，所述活塞内部设有用于封闭所述气孔的挡板，所述活塞分为封闭状态与开启状态，封闭状态时，所述挡板遮挡所述气孔，开启状态时，所述挡板不遮挡所述气孔，所述监测箱内部开设有检测槽;本发明目的是克服现有技术的不足而提供一种工业园区空气质量自动监测装置及***，可在移动过程中对空气质量进行定量检测以获得更准确的监测数据。
Description
技术领域
本发明涉及空气质量监测领域，特别地，涉及一种工业园区空气质量自动监测装置及***。
背景技术
空气质量监测主要测试项目包括：PM2.5，PM监测箱10，一氧化碳CO)，二氧化硫SO2)，氮氧化物NOX)，臭氧O3)以及挥发性有机物VOC)等。目前，空气质量的监测主要采用定点在线监测设备或者移动监测分析进行，设备费用高，占地面积大，监测点位有限。尤其是工业园内部，需要大范围的检测空气质量信息，随着传感器技术的发展以及大数据的普及，工业园中环境空气质量越来越多的采用密集布点和环境移动监测车进行。定点监测测定的位置有限而且仅代表所测定区域的浓度水平，无法知道精细的空间分布。空气质量监测车由于需要实时测量，由于车辆移动，不同位置空气会发生混杂导致检测数据发生偏差，故而对传感器要求更高，传感器时间精度不够，因此如何设计空气质量自动监测装置，可在移动过程中对空气质量进行定量检测以获得更准确的监测数据成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是克服现有技术的不足而提供一种工业园区空气质量自动监测装置及***，可在移动过程中对空气质量进行定量检测以获得更准确的监测数据。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种工业园区空气质量自动监测装置及***，包括监测箱，所述监测箱外侧设有检测管，所述检测管内部开设有检测管腔，所述检测管腔与外界相通，所述检测管腔内部设有活塞，所述活塞与所述检测管腔滑动连接，所述活塞内部开设有贯穿所述活塞的气孔，所述活塞内部设有用于封闭所述气孔的挡板，所述活塞分为封闭状态与开启状态，封闭状态时，所述挡板遮挡所述气孔，开启状态时，所述挡板不遮挡所述气孔，所述监测箱内部开设有检测槽，所述检测槽内部设有空气检测器，所述检测槽与所述检测管腔相连通,所述检测槽还连通有用于排气的排气腔。
较之现有技术，本发明的优点在于：
本发明需要需要进行空气质量监测时，将设备放置于监测车上，监测车移动，活塞处于开启状态，将外界空气推入检测管腔内部，控制活塞向上移动至检测管腔最上端，控制挡板封闭气孔，空气检测器对检测槽与检测管腔内部空气质量进行检测，空气质量检测完成后，活塞向下移动挤压检测管腔内部空气使检测管腔与检测槽内部空气自检测槽流入排气腔，控制挡板不再封闭气孔，活塞处于开启状态，需要再次检测空气时，重复以上操作。
进一步的，所述活塞与所述挡板转动连接，所述气孔设有多个，所述挡板包括多个遮挡部，多个所述遮挡部呈环形间隔设置用于遮挡所述气孔，所述挡板还连接有用于控制所述挡板转动的轮轴，所述挡板设置于所述活塞内部，所述活塞一侧端面设有通孔，所述轮轴穿过此通孔与所述挡板固定连接，实现通过轮轴控制挡板转动对活塞的气孔进行封闭。
进一步的，所述轮轴包括轴体部与齿条部，所述齿条部由多个齿纵向排列组成，所述齿条部设有多个且呈环形间隔设置，所述齿条部外侧啮合有动力齿轮，所述动力齿轮连接有动力轴，通过动力轴控制动力齿轮转动，进而通过动力齿轮与齿条部的啮合控制轮轴移动。
进一步的，所述动力齿轮最少同时与两个环形分布的齿条部中的齿同时啮合，所述动力齿轮的齿两侧边缘厚度小于所述动力齿轮的齿中部厚度，实现齿条部中的齿在转动过程中可始终保持与动力齿轮啮合。
进一步的，所述轮轴外侧设有用于控制所述轮轴转动的转角齿轮，所述转角齿轮与所述监测箱之间设有空心轴，所述空心轴套设于所述轮轴外侧，所述空心轴一端与所述转角齿轮固定连接，所述空心轴另一端与所述检测槽内壁转动连接，所述转角齿轮内部开设有用于带动所述轮轴转动的花键槽，所述轮轴与所述花键槽滑动连接，所述转角齿轮外侧啮合有驱动齿轮，所述驱动齿轮连接有驱动轴，通过驱动轴提供动力，利用驱动齿轮与转角齿轮进行传动，进而控制轮轴转动。
进一步的，所述花键槽的内侧壁与所述转角齿轮两端面的交界处为弧形面或斜面，通过弧形面或斜面的设置，保证轮轴在花键槽内部滑动时，齿条部中的齿能够顺利进入花键槽内部。
进一步的，所述检测管腔连通有采样管，所述采样管水平设置，所述检测管与所述采样管之间设有转动管，所述转动管与所述采样管固定连接，所述检测管与所述转动管转动连接，所述转动管与所述采样管和所述检测管腔相连通，通过与检测管腔转动连接采样管可实现对不同位置的空气进行采样。
进一步的，所述监测箱外侧固设有支撑架，所述支撑架与所述转动管之间设有采样轴，所述采样轴一端与所述转动管固定连接，所述采样轴另一端由设置于所述支撑架内部的电机控制转动，通过采样轴与电机对采样管提供动力驱动采样管转动。
进一步的，所述检测管内部还嵌设有一个空气检测器，所述空气检测器位于检测管腔内壁用于检测所述检测管腔内部的空气质量，通过增设空气检测器进行数据比对，提升空气检测数据的精度。
进一步的，所述检测槽连通有进气腔，所述进气腔与所述检测槽之间设有方向指向所述检测槽的第一单向阀，所述进气腔与外界之间设有净化空气的第一空气滤芯，所述排气腔内部设有用于抽取所述检测槽内部空气的气泵，所述排气腔与所述检测槽之间设有方向指向所述排气腔的第二单向阀，所述排气腔与外界之间设有第二空气滤芯，通过进气腔、排气腔、第一空气滤芯、第二空气滤芯的设置，实现对检测槽内部残余空气进行清理。
附图说明
图1为本发明的收纳结构示意图；
图2为本发明的纵向局部剖视示意图；
图3为本发明的A处放大示意图；
图4为本发明的横向局部剖视示意图；
图5为本发明中转角齿轮的结构示意图;
图6为本发明中转角齿轮的结构示意图;
图7为本发明中动力齿轮与轮轴啮合的结构示意图。
附图标记：10、监测箱；11、支撑架；12、采样轴；13、采样管；14、转动管；15、检测管；16、检测管腔；17、检测槽；20、活塞；21、气孔；22、挡板；23、轮轴；24、动力轴；25、转角齿轮；26、花键槽；27、驱动齿轮；28、驱动轴；29、动力齿轮；30、进气腔；31、排气腔；32、第一空气滤芯；33、第一单向阀；34、气泵；35、空气检测器；36、第二空气滤芯；37、第二单向阀；38、轴体部；39、齿条部。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
参照图1和图2所示，本实施例提供一种工业园区空气质量自动监测装置及***，可在移动过程中对空气质量进行定量检测以获得更准确的监测数据。
一种工业园区空气质量自动监测装置及***，包括监测箱10，所述监测箱10外侧设有检测管15，所述检测管15内部开设有检测管腔16，所述检测管腔16与外界相通，所述检测管腔16内部设有活塞20，所述活塞20与所述检测管腔16滑动连接，所述活塞20内部开设有贯穿所述活塞20的气孔21，所述活塞20内部设有用于封闭所述气孔21的挡板22，所述活塞20分为封闭状态与开启状态，封闭状态时，所述挡板22遮挡所述气孔21，开启状态时，所述挡板22不遮挡所述气孔21，所述监测箱10内部开设有检测槽17，所述检测槽17内部设有空气检测器35，所述检测槽17与所述检测管腔16相连通,所述检测槽17还连通有用于排气的排气腔31。
具体的：
结合图2和图3所示，为了对活塞20的气孔21进行封闭，所述活塞20与所述挡板22转动连接，所述气孔21设有多个，所述挡板22包括多个遮挡部，多个所述遮挡部呈环形间隔设置用于遮挡所述气孔21，所述挡板22还连接有用于控制所述挡板22转动的轮轴23，所述挡板22设置于所述活塞20内部，所述活塞20一侧端面设有通孔，所述轮轴23穿过此通孔与所述挡板22固定连接，实现通过轮轴23控制挡板22转动对活塞20的气孔21进行封闭。
结合图2和图3所示，为了控制轮轴23移动，所述轮轴23包括轴体部38与齿条部39，所述齿条部39由多个齿纵向排列组成，所述齿条部39设有多个且呈环形间隔设置，所述齿条部39外侧啮合有动力齿轮29，所述动力齿轮29连接有动力轴24，通过动力轴24控制动力齿轮29转动，进而通过动力齿轮29与齿条部39的啮合控制轮轴23移动。
结合图2、图3和图5所示，为了使齿条部39中的齿在转动过程中可始终保持与动力齿轮29啮合，所述动力齿轮29最少同时与两个环形分布的齿条部39中的齿同时啮合，所述动力齿轮29的齿两侧边缘厚度小于所述动力齿轮29的齿中部厚度，实现齿条部39中的齿在转动过程中可始终保持与动力齿轮29啮合。
结合图3、图4和图6所示，为了控制轮轴23在花键槽26内部顺利滑动并控制轮轴23转动，所述轮轴23外侧设有用于控制所述轮轴23转动的转角齿轮25，所述转角齿轮25与所述监测箱10之间设有空心轴，所述空心轴套设于所述轮轴23外侧，所述空心轴一端与所述转角齿轮25固定连接，所述空心轴另一端与所述检测槽17内壁转动连接，所述转角齿轮25内部开设有用于带动所述轮轴23转动的花键槽26，所述轮轴23与所述花键槽26滑动连接，所述转角齿轮25外侧啮合有驱动齿轮27，所述驱动齿轮27连接有驱动轴28，通过驱动轴28提供动力，利用驱动齿轮27与转角齿轮25进行传动，进而控制轮轴23转动。
结合图5和图6所示，为了保证齿条部39中的齿能够顺利进入花键槽26内部，所述花键槽26的内侧壁与所述转角齿轮25两端面的交界处为弧形面或斜面，通过弧形面或斜面的设置，保证轮轴23在花键槽26内部滑动时，齿条部39中的齿能够顺利进入花键槽26内部。
结合图1和图2所示，为了实现对不同位置的空气进行采样，所述检测管腔16连通有采样管13，所述采样管13水平设置，所述检测管15与所述采样管13之间设有转动管14，所述转动管14与所述采样管13固定连接，所述检测管15与所述转动管14转动连接，所述转动管14与所述采样管13和所述检测管腔16相连通，通过与检测管腔16转动连接采样管13可实现对不同位置的空气进行采样。
结合图1和图2所示，为了驱动采样管13转动，所述监测箱10外侧固设有支撑架11，所述支撑架11与所述转动管14之间设有采样轴12，所述采样轴12一端与所述转动管14固定连接，所述采样轴12另一端由设置于所述支撑架11内部的电机控制转动，通过采样轴12与电机对采样管13提供动力驱动采样管13转动。
结合图2和图3所示，为了提升空气检测数据的精度，所述检测管15内部还嵌设有一个空气检测器35，所述空气检测器35位于检测管腔16内壁用于检测所述检测管腔16内部的空气质量，通过增设空气检测器35进行数据比对，提升空气检测数据的精度。
结合图1和图4所示，为了对检测槽17内部残余空气进行清理，所述检测槽17连通有进气腔30，所述进气腔30与所述检测槽17之间设有方向指向所述检测槽17的第一单向阀33，所述进气腔30与外界之间设有净化空气的第一空气滤芯32，所述排气腔31内部设有用于抽取所述检测槽17内部空气的气泵34，所述排气腔31与所述检测槽17之间设有方向指向所述排气腔31的第二单向阀37，所述排气腔31与外界之间设有第二空气滤芯36，通过进气腔30、排气腔31、第一空气滤芯32、第二空气滤芯36的设置，实现对检测槽17内部残余空气进行清理。
实施原理：需要进行空气质量监测时，将设备放置于监测车上，监测车移动，活塞20处于开启状态，动力轴24控制动力齿轮29转动，动力齿轮29与轮轴23啮合带动轮轴23与活塞20向上移动至检测管腔16最上端，气泵34工作对检测槽17内部进行抽气，空气通过采样管13与转动管14进入检测管腔16内部，检测管腔16内部原有空气自检测槽17流经排气腔31与第二空气滤芯36被净化后排出，驱动轴28控制驱动齿轮27转动，驱动齿轮27通过转角齿轮25带动轮轴23与挡板22转动，挡板22封闭气孔21，两个空气检测器35对检测槽17与检测管腔16内部空气质量进行检测，两个空气检测器35对空气检测完成后各指标取平均数以获取更加准确的空气质量指标；
空气质量检测完成后，动力轴24通过动力齿轮29控制轮轴23向下移动，轮轴23带动活塞20向下移动挤压检测管腔16内部空气使检测管腔16与检测槽17内部空气自检测槽17流经排气腔31与第二空气滤芯36被净化后排出，气泵34再次工作对检测槽17内部进行抽气，由于活塞20为封闭状态，外界空气经第一空气滤芯32过滤流经进气腔30、第一单向阀33、检测槽17、第二单向阀37、排气腔31、第二空气滤芯36流动，在此过程中，经过第一空气滤芯32过滤的流动的空气不断地稀释并带走检测槽17内部的空气，直至空气检测器35监测到检测槽17内部空气质量达标后，检测槽17内部杂质清理完成，气泵34停止工作，需要再次检测空气时，重复以上操作。
需要采集范围内空气时，采样轴12控制转动管14转动，转动管14带动采样管13转动采集圆周范围内空气。
以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种工业园区空气质量自动监测装置及***，包括监测箱(10)，其特征在于，所述监测箱(10)外侧设有检测管(15)，所述检测管(15)内部开设有检测管腔(16)，所述检测管腔(16)与外界相通，所述检测管腔(16)内部设有活塞(20)，所述活塞(20)与所述检测管腔(16)滑动连接，所述活塞(20)内部开设有贯穿所述活塞(20)的气孔(21)，所述活塞(20)内部设有用于封闭所述气孔(21)的挡板(22)，所述活塞(20)分为封闭状态与开启状态，封闭状态时，所述挡板(22)遮挡所述气孔(21)，开启状态时，所述挡板(22)不遮挡所述气孔(21)，所述监测箱(10)内部开设有检测槽(17)，所述检测槽(17)内部设有空气检测器(35)，所述检测槽(17)与所述检测管腔(16)相连通,所述检测槽(17)还连通有用于排气的排气腔(31)；
所述活塞(20)与所述挡板(22)转动连接，所述气孔(21)设有多个，所述挡板(22)包括多个遮挡部，多个所述遮挡部呈环形间隔设置用于遮挡所述气孔(21)，所述挡板(22)还连接有用于控制所述挡板(22)转动的轮轴(23)；
所述轮轴(23)包括轴体部(38)与齿条部(39)，所述齿条部(39)由多个齿纵向排列组成，所述齿条部(39)设有多个且呈环形间隔设置，所述齿条部(39)外侧啮合有动力齿轮(29)，所述动力齿轮(29)连接有动力轴(24)；
所述动力齿轮(29)最少同时与两个环形分布的齿条部(39)中的齿同时啮合，所述动力齿轮(29)的齿两侧边缘厚度小于所述动力齿轮(29)的齿中部厚度；
所述轮轴(23)外侧设有用于控制所述轮轴(23)转动的转角齿轮(25)，所述转角齿轮(25)与所述监测箱(10)之间设有空心轴，所述空心轴套设于所述轮轴(23)外侧，所述空心轴一端与所述转角齿轮(25)固定连接，所述空心轴另一端与所述检测槽(17)内壁转动连接，所述转角齿轮(25)内部开设有用于带动所述轮轴(23)转动的花键槽(26)，所述轮轴(23)与所述花键槽(26)滑动连接，所述转角齿轮(25)外侧啮合有驱动齿轮(27)，所述驱动齿轮(27)连接有驱动轴(28)；
所述检测槽(17)连通有进气腔(30)，所述进气腔(30)与所述检测槽(17)之间设有方向指向所述检测槽(17)的第一单向阀(33)，所述进气腔(30)与外界之间设有净化空气的第一空气滤芯(32)，所述排气腔(31)内部设有用于抽取所述检测槽(17)内部空气的气泵(34)，所述排气腔(31)与所述检测槽(17)之间设有方向指向所述排气腔(31)的第二单向阀(37)，所述排气腔(31)与外界之间设有第二空气滤芯(36)。
2.根据权利要求1所述的一种工业园区空气质量自动监测装置及***，其特征在于，所述花键槽(26)的内侧壁与所述转角齿轮(25)两端面的交界处为弧形面或斜面。
3.根据权利要求1所述的一种工业园区空气质量自动监测装置及***，其特征在于，所述检测管腔(16)连通有采样管(13)，所述采样管(13)水平设置，所述检测管(15)与所述采样管(13)之间设有转动管(14)，所述转动管(14)与所述采样管(13)固定连接，所述检测管(15)与所述转动管(14)转动连接，所述转动管(14)与所述采样管(13)和所述检测管腔(16)相连通。
4.根据权利要求3所述的一种工业园区空气质量自动监测装置及***，其特征在于，所述监测箱(10)外侧固设有支撑架(11)，所述支撑架(11)与所述转动管(14)之间设有采样轴(12)，所述采样轴(12)一端与所述转动管(14)固定连接，所述采样轴(12)另一端由设置于所述支撑架(11)内部的电机控制转动。
5.根据权利要求1所述的一种工业园区空气质量自动监测装置及***，其特征在于，所述检测管(15)内部还嵌设有一个空气检测器(35)，所述空气检测器(35)位于检测管腔(16)内壁用于检测所述检测管腔(16)内部的空气质量。
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