一种空气颗粒物光学检测装置及检测处理方法

1.本发明涉及环境检测技术领域，尤其涉及一种空气颗粒物光学检测装置及检测处理方法。


背景技术：

2.空气颗粒物监测系统，尤其是小型系统，多数基于光学散射或反射检测原理，如红外光反射，激光反射等，广泛应用于灰尘监测、空气质量监测等领域。此类设备通常将气体送入光室，经过光源照射，光学传感器通过光学镜头检测颗粒物的体积。此类传感器体积小，检测速度快，能够自动运行，但是其核心部件——光室中的光学镜头，容易积尘，导致光学检测的性能下降，从而进一步影响到检测结果的偏移，出现误差，因此通常需要人工进行定期清洁维护。
3.但是，为了提升检测数据的及时性和广泛性，多在城市或乡村布置空气颗粒物检测网络，如果仍然采用人工清洁的方式，不仅维护成本高，而且维护间隔只能根据对数据的异常分析来确定，不能及时对光学镜头进行清洁，并且长时间的收集检测气体，容易导致进气管路的残留，无法提供精确的检测数据，不便于后期污染治理。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中的检测镜头易污染导致数据采集精度降低且难以准确判断污染源和污染路径的缺陷，而提出的一种空气颗粒物光学检测装置及检测处理方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种空气颗粒物光学检测装置，包括箱体及设置在箱体内的光学传感器，还包括：竖向设置在所述箱体内的管道一，所述光学传感器的输入端与管道一相配合，当管道一内有流体运动时，所述光学传感器捕捉记录运动中的流体颗粒物浓度；横向设置在所述箱体内的管道二，所述管道一与管道二相交，其中，所述管道二的两端均贯穿所述箱体，且所述管道二内设置有负压组件，当负压组件工作时，所述管道一可向管道二内输送流体；设置所述箱体内的驱动部，所述驱动部的两端均转动设置有驱动杆，其中，所述驱动杆的一端设置有多组防护镜片，当驱动杆转动时，多组所述防护镜片可在光学传感器的输出端交替转换；相互连通的过滤箱和清洁箱，设置在所述箱体内，所述过滤箱与管道二相连通，其中，所述过滤箱内设有过滤组件，所述管道二设置有通断阀，当所述管道二封闭时，所述管道二内的流体可进入过滤箱内，所述清洁箱内设置有吹扫组件，当防护镜片进入清洁箱内时，所述吹扫组件可吹扫防护镜片表面。
7.为了确保管道二内有足够的气体流量，优选地，所述负压组件包括：转动设置在管道二内的驱动轴，其中，所述管道二内设置有支架，所述驱动轴转动设置在支架上，所述驱动轴上由左至右依次设有带轮一、叶轮和齿轮一；设置在所述箱体内的电机，所述电机的输出端设置有带轮二，所述带轮一通过皮带与带轮二转动相连。
8.为了便于对管道二内流经的气体进行有效利用，进一步地，所述过滤箱通过导管二与管道二相连通，且所述导管二延伸至过滤箱内部；转动设置在导管二内的辅助杆，其中，所述辅助杆的两端分别设置有齿轮二和杆件，所述齿轮二与齿轮一相啮合，所述杆件与所述过滤组件相配合。
9.为了确保对防护镜片清洁用的气体纯净度，更进一步地，所述过滤组件包括：过滤布，设置在所述过滤箱内，所述杆件与过滤布底部相贴合；两组辅助辊，转动设置在所述过滤箱内，所述过滤布包覆在辅助辊表面；设置在驱动杆另一端的驱动辊二，所述驱动辊二转动设置在所述过滤箱内，且所述驱动辊二与过滤布相贴合。
10.为了提升流经管道二内气体的纯净度，优选地，还包括：硅胶带；设置在管道二内的定位板，其中，所述定位板上转动设置有扩展辊，所述辅助辊远离驱动杆的一端设置有驱动辊一，所述硅胶带套设在扩展辊和驱动辊一上。
11.为了增加进入过滤箱内气体的流量和压力，进一步地，所述通断阀包括密封板，所述密封板的数量设有三组，且三组所述密封板呈圆周均布在扩展辊上，且所述密封板与定位板相贴合。
12.为了提升硅胶带的使用寿命，进一步地，所述箱体内设置有分离箱，所述硅胶带的顶部延伸至分离箱内，所述过滤箱上设置有喷气嘴，所述喷气嘴与硅胶带相配合。
13.为了防止镜片转换时对光学传感器造成污染，优选地，所述驱动杆上设置有安装块，所述防护镜片设有多组，且多组所述防护镜片呈圆周均布在安装块侧壁，所述安装块远离驱动杆的一端设置有闸板，所述闸板延伸至管道一内。
14.为了及时有效的对防护镜片进行清洁，优选地，所述吹扫组件包括多组设置在清洁箱内的喷头，所述喷头与防护镜片的一面相配合，且所述喷头通过导管一与过滤箱相连通，所述清洁箱内开设有与喷头相配合的排气槽。
15.一种空气颗粒物检测处理方法，包括如下步骤：
16.s1：启动负压组件，使气体从管道一进入管道二内，由光学传感器捕捉记录颗粒物含量；
17.s2：将各点位收集信息汇总，比对各点位碳排放量标准和大气污染物排放标准，形成污染谷峰区域网；
18.s3：根据形成的区域网识别排放污染物因子和预测污染物运动趋势；
19.s4：根据污染谷峰区域网峰值查找污染源点位。
20.与现有技术相比，本发明提供了一种空气颗粒物光学检测装置及检测处理方法，具备以下有益效果：
21.1、该空气颗粒物光学检测装置，通过多组防护镜片的循环替换，保证其使用磨损等同步，便于集中更换或维护保养，同时确保两组防护镜片在工作时检测的数据偏差降到最低，提升光学传感器的检测数据精度；
22.2、该空气颗粒物光学检测装置，通过导管二高于过滤箱的底面，可以将杆件刮除的杂物进行收集防止杂物再次落入导管二，影响过滤组件的过滤效果，同时可以改变杆件和过滤布的材质，通过摩擦产生静电，从而更进一步的吸附空气中的颗粒物，提升过滤效果，确保进入清洁箱内的空气可以对防护镜片进行有效的吹扫，进一步提升光学传感器的检测精度；
23.3、该空气颗粒物检测处理方法，通过作为硅胶材质的硅胶带，其自身硅醇基上的羟基起到对灰尘的主要吸附效果，使经过管道二排出的空气可以得到净化，一方面可以缓解空气中的污染物，另一方面，可以带动密封板封堵管道二使气体进入过滤箱进行过滤，同时，硅胶带的旋转换位又可以替换已经吸附了颗粒物的部分，直至硅胶带全部吸附一遍为止，即可进行定期的更换维护，有效减少劳动量的同时，对后续管道二内的颗粒物过滤起到等同甚至更好的吸附效果，进一步的缓解区域空气的颗粒物含量。
24.该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明在确保防护镜片清洁度的同时，保证光学传感器的检测数据精度，并且无需人工对防护镜片进行清洁，大大节省了劳动量和人工成本，并且该装置可以根据需要分布在野外或城市中，定点铺面的进行数据准确采集，形成空间内空气颗粒物区域网，方便检测人员分析并及时做出污染溯源和污染路径防治。
附图说明
25.图1为本发明的结构示意图一；
26.图2为本发明图1中a部分的结构示意图；
27.图3为本发明清洁箱的结构示意图；
28.图4为本发明驱动部的结构示意图；
29.图5为本发明过滤组件的结构示意图；
30.图6为本发明管道二的结构示意图；
31.图7为本发明的结构示意图二。
32.图中：1、箱体；2、管道二；201、支架；202、定位板；3、管道一；301、防雨罩；4、过滤箱；401、导管一；402、喷气嘴；403、辅助辊；5、清洁箱；6、分离箱；7、驱动部；701、驱动杆；702、驱动辊二；703、驱动辊一；704、防护镜片；705、闸板；706、安装块；8、过滤布；9、硅胶带；901、扩展辊；902、密封板；10、导管二；11、驱动轴；1101、齿轮一；1102、叶轮；1103、带轮一；12、电机；1201、皮带；13、辅助杆；1301、杆件；1302、齿轮二；14、光学传感器；1401、发光件。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.实施例1：
36.参照图1和图4，一种空气颗粒物光学检测装置，包括箱体1及设置在箱体1内的光学传感器14，在此处，光学传感器14主要用来接收其对面设置的发光件1401穿透空气颗粒物后的光线，若光学传感器14采用红外原理，则发光件1401发出红外光线穿透经过管道一3的空气；若光学传感器14采用激光原理，则发光件1401发出激光穿透经过管道一3的空气，其效果略高于红外原理的光学传感器14，具体使用中，可根据需要自由选择，还包括：竖向
设置在箱体1内的管道一3，并且管道一3的顶部贯穿箱体1延伸出去，确保抽取空气进行采样的流畅性，并且在管道一3的顶部还设置了防雨罩301，防止在雨天雨水进入管道一3内，造成光学传感器14及其他零部件的损毁，而光学传感器14的输入端与管道一3相配合，当管道一3内有流体主要是抽取的外部空气在其内运动时，在此处，当流体为液体时也可用于检测水中的浑浊度，其原理类似于空气颗粒检测，在管道一3内部一侧的光学传感器14会捕捉记录运动中的空气颗粒物浓度，确保大量采样提升精确度；横向设置在箱体1内的管道二2，管道一3与管道二2相交，具体的相交角度可以在大于0
°
，小于180
°
进行选择，当然，当相交的角度接近0
°
或180
°
时，管道二2内空气流动过程中在管道一3附近形成的负压效果不利于管道一3与管道二2相交90
°
时从管道一3内的空气抽取量，并且在管道布置和美观上也较为逊色，但仍能在管道二2内空气流动时，从管道一3内向管道二2进行供气，从而保证光学传感器14有足够的采样量，其中，管道二2的两端均贯穿箱体1，同时在管道二2的两端还设置了防护网，一方面防止杂物等进入管道二2内影响管道通畅，另一方面，由于该设备在野外，可以防止野生动物进入造成损坏，保护在管道二2内的负压组件，当负压组件工作时，管道一3可向管道二2内输送流体，具体为，当管道二2内空气流动时，会在管道一3与管道二2的交汇处形成负压，从而使管道一3内的空气向管道二2内流动，一方面防止管道一3内的气体波动较大造成检测数据不准确，另一方面可以防止气体突然的抽动造成防护镜片704的晃动，确保光学传感器14收集数据准确的同时可以保证其正常的使用寿命；设置箱体1内的驱动部7，该驱动部7可以使回转气缸也可以是电动机，主要用来驱动驱动杆701进行稳定准确的转动，驱动部7的两端均转动设置有驱动杆701，其中，驱动杆701的一端设置有多组防护镜片704，具体的为两组、四组等偶数数量，且均匀布置，当驱动杆701转动时，多组防护镜片704可在光学传感器14的输出端交替转换，当防护镜片704为两组时，驱动杆701的每次旋转度数为90
°
，可以保证第一组防护镜片704在清理完成后，第二组防护镜片704再投入工作，从而实现两组防护镜片704的循环替换，保证其使用磨损等同步，便于集中更换或维护保养，同时确保两组防护镜片704在工作时检测的数据偏差降到最低；相互连通的过滤箱4和清洁箱5，设置在箱体1内，过滤箱4与管道二2相连通，其中，过滤箱4内设有过滤组件，由于过滤箱4被过滤组件分为两部分，因此过滤组件主要用来过滤从管道二2进入到过滤箱4顶部的气体，确保在后续对防护镜片704进行吹扫清洁时空气的纯净度，防止对防护镜片704造成二次污染，管道二2设置有通断阀，主要用来控制管道二2的导通和封闭，当管道二2导通时，可以用来检测空气中颗粒含量，当管道二2封闭时，管道二2内的流体可进入过滤箱4内，清洁箱5内设置有吹扫组件，在驱动杆701转动带着防护镜片704进入清洁箱5内时，吹扫组件可吹扫防护镜片704表面，从而确保防护镜片704的清洁度，保证光学传感器14的检测数据精度，并且无需人工对防护镜片704进行清洁，大大节省了劳动量和人工成本，并且该装置可以根据需要分布在野外或城市中，定点铺面的进行数据准确采集，形成空间内空气颗粒物区域网，方便检测人员分析并及时做出污染溯源和污染路径防治。
37.实施例2：
38.参照图1和图2，与实施例1基本相同，进一步的是，对负压组件进行了细化，其可以是负压泵直接抽取气体或者是采用电机12通过皮带1201进行驱动旋转的驱动轴11，其通过管道二2内的支架201在管道二2内进行自由转动，驱动轴11上由左至右依次设有带轮一1103、叶轮1102和齿轮一1101；并且在电机12的输出端设置有带轮二，带轮一1103具体的是
通过皮带1201与带轮二转动相连，一方面可以保证叶轮1102具有稳定的动力在管道二2内形成负压，另一方面可以通过驱动轴11稳定旋转带动杆件1301在过滤箱4内进行旋转清扫，其具体的方式：过滤箱4通过导管二10与管道二2相连通，且导管二10延伸至过滤箱4内部，即导管二10高于过滤箱4的底面，可以将杆件1301刮除的杂物进行收集防止杂物再次落入导管二10，影响过滤组件的过滤效果；而杆件1301的转动传递主要是通过设置在导管二10内的辅助杆13，其中，辅助杆13的两端分别设置有齿轮二1302和杆件1301，齿轮二1302与齿轮一1101相啮合，在此处，齿轮二1302与齿轮一1101可以是空间轴线相互垂直的锥齿轮或斜齿轮，均可以有效的将驱动轴11的转动传递到杆件1301的转动，从而对过滤组件进行有效的清洁。
39.实施例3：
40.参照图1、图4和图5，与实施例1基本相同，但在其基础上，将过滤组件进一步根据需要细化为：过滤布8，过滤布8又可以分为丝绸滤布或毛皮滤布，而杆件1301可以选择为玻璃材质，从而当杆件1301在过滤布8进行转动刮除空气中杂物的同时，通过玻璃材质与丝绸滤布或毛皮滤布摩擦，使丝绸滤布带正电或使毛皮滤布带负电，从而更进一步的吸附空气中的颗粒物，提升过滤效果，确保进入清洁箱5内的空气可以对防护镜片704进行有效的吹扫，进一步提升光学传感器14的检测精度；另外，过滤布8是被转动设置在过滤箱4内的两组辅助辊403撑起的，一方面可以增加过滤布8在过滤箱4内的撑开面积，确保进入的空气被有效过滤，另一方面，可以使设置在驱动杆701另一端的驱动辊二702穿过过滤布8之间的缝隙，从而在驱动杆701转动的过程中，对过滤布8进行一次换位，确保过滤布8的全面使用，节约成本的同时，保证过滤的空气长时间处于同一质量范围，对于防护镜片704清洁以及光学传感器14检测数据的精度有更稳定的保证。
41.参照图1和图5和图6，在实施例1的基础上，在管道二2内设置了定位板202，其中，定位板202上转动设置有扩展辊901，辅助辊403远离驱动杆701的一端设置有驱动辊一703，在扩展辊901和驱动辊一703上套设了硅胶带9，并且将通断阀设置成可以匹配的且密封效果更好的密封板902，密封板902的数量设有三组，且三组密封板902呈圆周均布在扩展辊901上，且密封板902与定位板202相贴合，在管道二2循环通气的过程中，作为硅胶材质，其自身硅醇基上的羟基起到对灰尘的主要吸附效果，使经过管道二2排出的空气可以得到净化，一方面可以缓解空气中的污染物，另一方面，当防护镜片704需要清洁时，驱动杆701旋转可以通过硅胶带9起到传动效果从而带动密封板902封堵主定位板202上的孔洞，进而使气体通过导管二10进入过滤箱4内，而硅胶带9的旋转换位又可以替换已经吸附了颗粒物的部分，直至硅胶带9全部吸附一遍为止，即可进行定期的更换维护，有效减少劳动量的同时，对后续管道二2内的颗粒物过滤起到等同甚至更好的吸附效果，进一步的缓解区域空气的颗粒物含量。
42.另外，为了更好的利用硅胶带9的吸附时长，在箱体1内设置有分离箱6，硅胶带9的顶部延伸至分离箱6内，过滤箱4上设置有喷气嘴402，喷气嘴402内可以设置单向阀等用于及时排放在过滤箱4内多余的气体，并且多余气体在排放的过程中可以对硅胶带9进行吹扫，除去硅胶带9上的部分颗粒物，使硅胶带9在长时间无人维护的情况下，仍具有较好的颗粒物灰尘吸附效果，并且在分离箱6内设置了挡板，可以阻拦从硅胶带9上吹扫的灰尘再次被吸附，同时在分离箱6的出气口也设置了防护网，用来放置外部杂物等进入分离箱6内，提
升硅胶带9分离清洁的环境空间。
43.参照图1、图4和图5，在驱动杆701上设置了安装块706，防护镜片704设有多组，且多组防护镜片704呈圆周均布在安装块706侧壁，安装块706远离驱动杆701的一端设置有闸板705，闸板705延伸至管道一3内，一方面防护镜片704可以在安装块706被稳定住，另一方面，可以通过安装块706的转换位，同步带动闸板705进行旋转，即当防护镜片704需要清洁时，安装块706转动90
°
进入清洁箱5内，同步带动闸板705也转动90
°
实现对管道一3的封堵，防止在清洁箱5送气吹扫的过程中，有气体进入管道一3内，导致颗粒物污染光学传感器14，更进一步的保证了光学传感器14的检测精度和使用寿命。
44.参照图1和图3，吹扫组件包括多组设置在清洁箱5内的喷头，喷头与防护镜片704的一面相配合，且喷头通过导管一401与过滤箱4相连通，用来将过滤箱4内已经充分过滤的纯净空气引导至喷头处，从而对防护镜片704进行有效的清扫清洁，一方面可以降低工人维护清洁的劳动量，另一方面可以使防护镜片704在下次投入工作时，不会影响光学传感器14的检测效果，清洁箱5内开设有排气槽，用来直接迅速的排放吹扫后的气体，防止颗粒聚留于清洁箱5内对防护镜片704造成二次污染，在此处，为了防止气体倒流，在导管一401内也可设置单向阀，使气体只能从过滤箱4进入清洁箱5内，保证清洁箱5内部的纯净度。
45.参照图1和图7，一种空气颗粒物检测处理方法，包括如下步骤：
46.第一步：启动负压组件，使气体从管道一3进入管道二2内，由光学传感器14捕捉记录颗粒物含量；
47.第二步：将各点位收集信息汇总，比对各点位碳排放量标准和大气污染物排放标准，形成污染谷峰区域网；
48.第三步：根据形成的区域网识别排放污染物因子和预测污染物运动趋势；
49.最后：根据污染谷峰区域网峰值查找污染源点位。
50.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。