一种大气污染智能监测系统及监测方法与流程

1.本发明涉及环保大气监测技术领域，更具体地说是一种大气污染智能监测系统及监测方法。


背景技术：

2.现如今人类社会的飞速发展已经给我们的环境造成了极大的破坏，各式各样的污染已经威胁到了人类的生存，因此环保的理念开始引起人们的重视，在各类污染当中，大气污染是较为严重的一种，也是对人类影响巨大的一种。
3.工业生产以及人类生活所排放出的一些有害气体是大气污染的主要原因，如今人们已经开始着手对大气污染进行治理，在治理的过程中，首先就需要对大气环境进行监测，进而对污染的情况进行评估，以便为污染的治理提供依据。
4.现如今的大气污染监测方式还存在一些缺点，首先，不同的天气条件会对大气污染造成不同的影响，现有的监测装置难以短时间内同时对不同天气条件下的大气污染情况进行监测，其次有害气体在空气中的传播和扩散只能通过风向和风速进行推断，难以直观的对有害气体的扩散进行观测。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种大气污染智能监测系统及监测方法，以解决上述背景技术中出现的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大气污染智能监测系统，包括监测箱，所述监测箱一侧内壁上固定设有空气质量检测仪，空气质量检测仪对进入监测箱中的大气样本进行检测，分析其中含有的有害物质的成分和含量，所述监测箱顶部设有延伸机构，所述监测箱内部顶端固定设有加热灯，加热灯打开，可以提高监测箱内部温度，所述监测箱内部后壁上固定设有制冷片，将制冷片通电，可使得监测箱内部降温，所述监测箱一侧设有压力控制箱，所述监测箱另一侧设有u型管，所述u型管两端均延伸至监测箱内部并与监测箱固定连接，所述u型管外端固定设有多个支管，所述支管设在监测箱内部，所述支管上固定设有阀门，其中一半数量的所述支管一端固定设有花洒喷头，当水通过花洒喷头喷出时，可以对下雨进行模拟，其余的所述支管一端固定设有第一雾化喷头，当水通过第一雾化喷头雾化后喷出，可以对下雾进行模拟，所述监测箱前侧设有密封门并与密封门通过合页活动连接，所述密封门前侧固定设有控制面板，所述控制面板上固定设有显示屏和多个按钮，所述监测箱外端固定设有隔热垫，起到隔绝热量传播的作用。
7.进一步地，所述u型管上固定设有水泵，利用水泵进行抽水，所述水泵设在监测箱另一侧，所述水泵与控制面板电性连接，以此控制水泵，所述监测箱另一侧设有储水罐，所述储水罐顶端固定设有导水管，所述导水管一端与u型管外端固定连接，所述导水管另一端延伸至储水罐内部，以此将储存在储水罐中的水抽出，所述储水罐前侧固定设有进水管，所述进水管上固定设有阀门。
8.进一步地，所述压力控制箱顶端固定设有电机，所述电机与控制面板电性连接，以此控制电机，所述压力控制箱一侧固定设有连接管，所述连接管上固定设有阀门，所述连接管一端与监测箱相连接，使得监测箱与压力控制箱相连通，所述压力控制箱内部底端设有丝杆并与丝杆一端通过轴承活动连接，所述丝杆另一端延伸至压力控制箱顶部并与电机的输出轴固定连接，利用电机驱动丝杆转动，所述丝杆外端设有螺母座，所述螺母座两端均固定设有密封圈，所述密封圈内侧与丝杆外端相接触，提高了螺母座的密封性，所述螺母座外端固定设有密封块，所述密封块外端固定设有密封垫，所述密封垫外端与压力控制箱内壁相接触，提高了密封块的密封性。
9.进一步地，所述监测箱底端固定设有高压回收舱，所述高压回收舱底端固定设有平板车，所述压力控制箱、储水罐均固定设在平板车顶端，所述平板车一侧固定设有牵引杆，所述牵引杆一端固定设有连接座，以此可以通过车辆带动该装置整体移动，以便调整监测的位置，所述高压回收舱后侧固定设有连通管和排气管，所述排气管和连通管上均固定设有阀门，所述连通管上固定设有气泵，所述连通管一端与监测箱后侧固定连接，将监测后的空气导入高压回收舱中储存，避免将高空中一些污染较严重的空气导向地面，所述监测箱内部底端设有回收箱，所述回收箱外端与监测箱内壁相接触，所述回收箱前侧延伸至监测箱前侧并固定设有前面板，利用回收箱存放花洒喷头和第一雾化喷头中喷出的水。
10.进一步地，所述延伸机构包括两个弯管，所述弯管固定设在监测箱顶端，所述弯管上固定设有阀门，两个所述弯管之间设有套管，两个所述弯管一端分别通过套管的两端延伸至套管内部并与套管内壁通过密封轴承活动连接，以此将套管与监测箱内部连通，所述套管外端固定设有两个挡板，所述套管外端固定设有延伸软管，所述延伸软管设在两个挡板之间，通过挡板限制延伸软管的位置，所述延伸软管绕设在套管外端，所述延伸软管一端延伸至套管顶部，以此从高空中采样。
11.进一步地，所述套管外端设有紧固螺栓，所述紧固螺栓一端延伸至套管内部并与其中一个弯管外端相接触，所述紧固螺栓与套管通过螺纹连接，利用紧固螺栓对套管进行固定，所述延伸软管的壁中固定设有多个加固圈，对延伸软管进行加固。
12.进一步地，所述延伸软管一端固定设有安装管头，所述安装管头外端套设有连接舱并与连接舱通过螺纹连接，所述连接舱两侧均开设有透气孔，外部空气通过透气孔进入连接舱，所述安装管头内部底端固定设有电子温度计和电子气压表，对空中的温度和气压进行监测，所述连接舱内部底端固定设有天线，所述天线与控制面板电性连接，所述连接舱顶端固定设有存放管，所述存放管顶端固定设有氢气球，利用氢气球的浮力拉动延伸软管上升至高空，所述氢气球外端固定设有充气管，所述充气管上固定设有阀门，以此向氢气球中充入氢气。
13.进一步地，所述连接舱外端套设有安装圈并与安装圈通过电动转轴活动连接，所述安装圈外端固定设有摄像头，通过摄像头进行拍摄，安装圈调整拍摄角度，所述存放管外端固定设有装填管和多个固定管，所述装填管上固定设有阀门，所述固定管上固定设有电磁阀，所述固定管一端固定设有第二雾化喷头，以此将水雾化后喷出，所述天线与电子温度计、电子气压表、摄像头、电磁阀以及安装圈的电动转轴电性连接，对上述各部件进行无线控制。
14.本发明还包括该大气污染智能监测系统的监测方法，具体步骤如下：
15.步骤一：将紧固螺栓拧松后转动套管，随着套管被转动，将原本缠绕在套管外端的延伸软管松开，而延伸软管一端连接有氢气球，氢气球中因填充有氢气而膨胀，因此氢气球产生浮力并拉动延伸软管向上移动，使得延伸软管一端漂浮至高空中，延伸软管通过套管和弯管与监测箱相连通，随后打开气泵，在气泵的驱动下，空气开始流动，高空中的空气从透气孔进入连接舱中，而后沿着延伸软管、套管和弯管进入到监测箱的内部，以此对高空中的大气样本进行采样；
16.步骤二：当大气样本进入监测箱中以后，空气质量检测仪便可以对进入监测箱中的大气样本进行检测，分析其中含有的有害物质的成分和含量，以此作为评价大气污染情况的标准，与此同时，在气泵的作用下，监测箱中的大气样本经过连通管被导入至高压回收舱中储存，此外在大气样本进入监测箱后，还可以关闭弯管和连通管上的阀门，将大气样本封闭在监测箱中，随后打开加热灯，提高监测箱内部的温度，或将制冷片通电，使得监测箱内部降温，以此模拟外界的温度变化，还可以通过水泵，将储水罐中的水通过导水管和u型管导入监测箱中并经过花洒喷头或第一雾化喷头喷出，当水通过花洒喷头喷出时，可以对下雨进行模拟，当水通过第一雾化喷头雾化后喷出，可以对下雾进行模拟，并在模拟的过程中通过空气质量检测仪对大气样本进行检测；
17.步骤三：监测箱内部通过连接管与压力控制箱相连通，因此当大气样本封闭在监测箱内部后，可以打开电机，通过电机驱动丝杆在压力控制箱内部转动，丝杆转动后带动螺母座沿着丝杆上下移动，进而使得螺母座外端的密封块在监测箱内部上下移动，连接管设在密封块的顶部，当密封块上移时，压力控制箱内部空气受到挤压，气压因此而上升，监测箱内部气压同步上升，当密封块下移时，监测箱内部空气进入压力控制箱中，压力控制箱和监测箱内部的气压随之下降，以此在不同的气压条件下对监测箱内部的大气样本进行检测；
18.步骤四：在采集大气样本的过程中，位于连接舱内部的电子温度计、电子气压表可以实时的对高空中的气压温度等参数进行实时检测，同时连接舱顶端的存放管中储存有适量的水和高压空气，可以通过天线控制固定管上的电磁阀打开，而后在存放管中高压空气的作用下，存放管中的水会通过固定管一端的第二雾化喷头喷出，在存放管周围形成一圈水雾，此时通过摄像头便可以对水雾进行拍摄，观察其在空中扩散的方向和速度，并且可以控制安装圈转动并带动摄像头，调整拍摄的角度。
19.本发明的技术效果和优点：
20.1、本发明通过将高空中的大气样本采集至监测箱中进行检测，并在检测的过程中，利用制冷片、花洒喷头、加热灯、第一雾化喷头等部件对各种天气条件进行模拟，并利用压力控制箱对监测箱内部的气压进行调节，以此人为在短时间内可以监测到各种自然环境和天气条件下的大气污染情况，使得监测更加全面、方便。
21.2、本发明通过在气泵的作用下，将监测箱中的大气样本经过连通管导入至高压回收舱中储存，以此对检测后的样本进行收集，避免将高空中一些污染较严重的空气导向地面而造成地面附近的空气污染。
22.3、本发明通过在存放管中储存有水，并在高空中利用第二雾化喷头将水雾化后喷出，并且可以控制安装圈转动并带动摄像头，调整拍摄的角度进行拍摄，通过观察水雾在高空中的扩散速度和扩散方向，便可以直观的观察到高空中有害气体的扩散速度和扩散方
向，以便对大气污染的影响范围进行更为准确的评估。
附图说明
23.图1为本发明的立体图；
24.图2为本发明的立体图；
25.图3为本发明的监测箱及压力控制箱立体半剖图；
26.图4为本发明的监测箱立体半剖图；
27.图5为本发明的压力控制箱立体半剖图；
28.图6为本发明的延伸软管和存放管立体图；
29.图7为本发明的套管立体半剖图；
30.图8为本发明的存放管及连接舱立体图；
31.图9为本发明的存放管及连接舱立体半剖图。
32.附图标记为：1、监测箱；2、u型管；3、水泵；4、弯管；5、延伸软管；6、氢气球；7、存放管；8、连接舱；9、电机；10、压力控制箱；11、密封门；12、控制面板；13、前面板；14、高压回收箱；15、平板车；16、储水罐；17、导水管；18、气泵；19、连通管；20、牵引杆；21、连接座；22、丝杆；23、连接管；24、密封块；25、密封垫；26、螺母座；27、密封圈；28、隔热垫；29、回收箱；30、制冷片；31、空气质量检测仪；32、花洒喷头；33、支管；34、加热灯；35、第一雾化喷头；36、安装圈；37、摄像头；38、第二雾化喷头；39、固定管；40、透气孔；41、套管；42、紧固螺栓；43、挡板；44、加固圈；45、安装管头；46、电子温度计；47、电子气压表；48、天线。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.参照说明书附图1-5，该实施例的一种大气污染智能监测系统，包括监测箱1，所述监测箱1一侧内壁上固定设有空气质量检测仪31，空气质量检测仪31对进入监测箱1中的大气样本进行检测，分析其中含有的有害物质的成分和含量，所述监测箱1顶部设有延伸机构，所述监测箱1内部顶端固定设有加热灯34，加热灯34打开，可以提高监测箱1内部温度，所述监测箱1内部后壁上固定设有制冷片30，将制冷片30通电，可使得监测箱1内部降温，所述监测箱1一侧设有压力控制箱10，所述监测箱1另一侧设有u型管2，所述u型管2两端均延伸至监测箱1内部并与监测箱1固定连接，所述u型管2外端固定设有多个支管33，所述支管33设在监测箱1内部，所述支管33上固定设有阀门，其中一半数量的所述支管33一端固定设有花洒喷头32，当水通过花洒喷头32喷出时，可以对下雨进行模拟，其余的所述支管33一端固定设有第一雾化喷头35，当水通过第一雾化喷头35雾化后喷出，可以对下雾进行模拟，所述监测箱1前侧设有密封门11并与密封门11通过合页活动连接，所述密封门11前侧固定设有控制面板12，所述控制面板12上固定设有显示屏和多个按钮，所述监测箱1外端固定设有隔热垫28。
35.起到隔绝热量传播的作用，所述u型管2上固定设有水泵3，利用水泵3进行抽水，所
述水泵3设在监测箱1另一侧，所述水泵3与控制面板12电性连接，以此控制水泵3，所述监测箱1另一侧设有储水罐16，所述储水罐16顶端固定设有导水管17，所述导水管17一端与u型管2外端固定连接，所述导水管17另一端延伸至储水罐16内部，以此将储存在储水罐16中的水抽出，所述储水罐16前侧固定设有进水管，所述进水管上固定设有阀门。
36.所述压力控制箱10顶端固定设有电机9，所述电机9与控制面板12电性连接，以此控制电机9，所述压力控制箱10一侧固定设有连接管23，所述连接管23上固定设有阀门，所述连接管23一端与监测箱1相连接，使得监测箱1与压力控制箱10相连通，所述压力控制箱10内部底端设有丝杆22并与丝杆22一端通过轴承活动连接，所述丝杆22另一端延伸至压力控制箱10顶部并与电机9的输出轴固定连接，利用电机9驱动丝杆22转动，所述丝杆22外端设有螺母座26，所述螺母座26两端均固定设有密封圈27，所述密封圈27内侧与丝杆22外端相接触，提高了螺母座26的密封性，所述螺母座26外端固定设有密封块24，所述密封块24外端固定设有密封垫25，所述密封垫25外端与压力控制箱10内壁相接触，提高了密封块24的密封性。
37.所述监测箱1底端固定设有高压回收舱14，所述高压回收舱14底端固定设有平板车15，所述压力控制箱10、储水罐16均固定设在平板车15顶端，所述平板车15一侧固定设有牵引杆20，所述牵引杆20一端固定设有连接座21，以此可以通过车辆带动该装置整体移动，以便调整监测的位置，所述高压回收舱14后侧固定设有连通管19和排气管，所述排气管和连通管19上均固定设有阀门，所述连通管19上固定设有气泵18，所述连通管19一端与监测箱1后侧固定连接，将监测后的空气导入高压回收舱14中储存，避免将高空中一些污染较严重的空气导向地面，所述监测箱1内部底端设有回收箱29，所述回收箱29外端与监测箱1内壁相接触，所述回收箱29前侧延伸至监测箱1前侧并固定设有前面板13，利用回收箱29存放花洒喷头32和第一雾化喷头35中喷出的水。
38.实施场景具体为：当大气样本进入监测箱1中以后，空气质量检测仪31便可以对进入监测箱1中的大气样本进行检测，分析其中含有的有害物质的成分和含量，以此作为评价大气污染情况的标准，与此同时，在气泵18的作用下，监测箱1中的大气样本经过连通管19被导入至高压回收舱14中储存，以此对检测后的样本进行收集，避免将高空中一些污染较严重的空气导向地面而造成地面附近的空气污染，此外在大气样本进入监测箱1后，还可以关闭弯管4和连通管19上的阀门，将大气样本封闭在监测箱1中，随后打开加热灯34，提高监测箱1内部的温度，或将制冷片30通电，使得监测箱1内部降温，以此模拟外界的温度变化，还可以通过水泵3，将储水罐16中的水通过导水管17和u型管2导入监测箱1中并经过花洒喷头32或第一雾化喷头35喷出，当水通过花洒喷头32喷出时，可以对下雨进行模拟，当水通过第一雾化喷头35雾化后喷出，可以对下雾进行模拟，并在模拟的过程中通过空气质量检测仪31对大气样本进行检测，因此可以在监测箱1内部模拟各种天气条件，以便能够人为的在短时间内同时对不同天气条件下的大气污染情况进行监测，监测箱1内部通过连接管23与压力控制箱10相连通，因此当大气样本封闭在监测箱1内部后，可以打开电机9，通过电机9驱动丝杆22在压力控制箱10内部转动，丝杆22转动后带动螺母座26沿着丝杆22上下移动，进而使得螺母座26外端的密封块24在监测箱1内部上下移动，连接管23设在密封块24的顶部，当密封块24上移时，压力控制箱10内部空气受到挤压，气压因此而上升，监测箱1内部气压同步上升，当密封块24下移时，监测箱1内部空气进入压力控制箱10中，压力控制箱10和
监测箱1内部的气压随之下降，以此在不同的气压条件下对监测箱1内部的大气样本进行检测，使得检测的数据更加全面。
39.参照说明书附图1-9，该实施例的一种大气污染智能监测系统，还包括延伸机构，所述延伸机构包括两个弯管4，所述弯管4固定设在监测箱1顶端，所述弯管4上固定设有阀门，两个所述弯管4之间设有套管41，两个所述弯管4一端分别通过套管41的两端延伸至套管41内部并与套管41内壁通过密封轴承活动连接，以此将套管41与监测箱1内部连通，所述套管41外端固定设有两个挡板43，所述套管41外端固定设有延伸软管5，所述延伸软管5设在两个挡板43之间，通过挡板43限制延伸软管5的位置，所述延伸软管5绕设在套管41外端，所述延伸软管5一端延伸至套管41顶部，以此从高空中采样，所述套管41外端设有紧固螺栓42，所述紧固螺栓42一端延伸至套管41内部并与其中一个弯管4外端相接触，所述紧固螺栓42与套管41通过螺纹连接，利用紧固螺栓42对套管41进行固定，所述延伸软管5的壁中固定设有多个加固圈44，对延伸软管5进行加固。
40.所述延伸软管5一端固定设有安装管头45，所述安装管头45外端套设有连接舱8并与连接舱8通过螺纹连接，所述连接舱8两侧均开设有透气孔40，外部空气通过透气孔40进入连接舱8，所述安装管头45内部底端固定设有电子温度计46和电子气压表47，对空中的温度和气压进行监测，所述连接舱8内部底端固定设有天线48，所述天线48与控制面板12电性连接，所述连接舱8顶端固定设有存放管7，所述存放管7顶端固定设有氢气球6，利用氢气球6的浮力拉动延伸软管5上升至高空，所述氢气球6外端固定设有充气管，所述充气管上固定设有阀门，以此向氢气球6中充入氢气，所述连接舱8外端套设有安装圈36并与安装圈36通过电动转轴活动连接，所述安装圈36外端固定设有摄像头37，通过摄像头37进行拍摄，安装圈36调整拍摄角度，所述存放管7外端固定设有装填管和多个固定管39，所述装填管上固定设有阀门，所述固定管39上固定设有电磁阀，所述固定管39一端固定设有第二雾化喷头38，以此将水雾化后喷出，所述天线48与电子温度计46、电子气压表47、摄像头37、电磁阀以及安装圈36的电动转轴电性连接，对上述各部件进行无线控制。
41.实施场景具体为：将紧固螺栓42拧松后转动套管41，随着套管41被转动，将原本缠绕在套管41外端的延伸软管5松开，而延伸软管5一端连接有氢气球6，氢气球6中因填充有氢气而膨胀，因此氢气球6产生浮力并拉动延伸软管5向上移动，使得延伸软管5一端漂浮至高空中，以此对高空中的大气样本进行采集，延伸软管5通过套管41和弯管4与监测箱1相连通，随后打开气泵18，在气泵18的驱动下，空气开始流动，高空中的空气从透气孔40进入连接舱8中，而后沿着延伸软管5、套管41和弯管4进入到监测箱1的内部，以此对高空中的大气样本进行采样，在采集大气样本的过程中，位于连接舱8内部的电子温度计46、电子气压表47可以实时的对高空中的气压温度等参数进行实时检测，同时连接舱8顶端的存放管7中储存有适量的水和高压空气，可以通过天线48控制固定管39上的电磁阀打开，而后在存放管7中高压空气的作用下，存放管7中的水会通过固定管39一端的第二雾化喷头38喷出，在存放管7周围形成一圈水雾，此时通过摄像头37便可以对水雾进行拍摄，观察其在空中扩散的方向和速度，并且可以控制安装圈36转动并带动摄像头37，调整拍摄的角度，通过观察水雾在高空中的扩散速度和扩散方向，便可以直观的观察到高空中有害气体的扩散速度和扩散方向，以便对大气污染的影响范围进行更为准确的评估。
42.最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明
的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。