一种降尘监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及降尘监测领域，特别涉及一种降尘监测装置。


背景技术：

2.大气降尘是指在空气环境条件下，靠重力自然沉降在集尘缸中的颗粒物。是反映大气尘粒污染的主要指标之一。降尘监测是研究大气降尘不可或缺的手段。降尘监测是将环境空气中可沉降的颗粒物，沉降在装有乙二醇水溶液做收集液的集尘缸内，经蒸发、干燥、称重后，计算降尘量。
3.现有的降尘监测设备大部分包括采集单元、加热单元、称重单元及乙二醇水溶液供应单元；采集单元进行采样前通常需要将乙二醇水溶液注入集尘缸内，再将集尘缸的溶液转移至烧杯内并进行加热烘干后称重得出降尘重量，由于没有考虑空白样的重量值，这种方式导致称重得到的重量比实际值偏高；另外，现有降尘监测设备结构复杂，样品从采集单元转移至加热单元时会有部分附着在缸壁处，影响测量准确性；为此，提供一种测量准确性较高的降尘监测设备成为本领域技术人员的技术难题。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是现有降尘监测装置的测量准确性不高的问题，为此，本实用新型提出了一种提高测量准确性的降尘监测装置。
5.针对上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种降尘监测装置，包括：箱体，位于箱体外侧的采样单元以及位于箱体内侧的恒重加热单元、称重单元、供应单元；所述采样单元包括用于收集大气降尘的集尘缸，所述集尘缸的顶端位于所述箱体外侧并与所述箱体的顶壁具有设定距离；所述恒重加热单元包括至少一个烧杯、烧杯加热装置以及烧杯驱动装置，其中一个所述烧杯位于所述集尘缸的放样嘴下侧，所述烧杯加热装置用于加热所述烧杯，所述烧杯驱动装置用于驱动所述烧杯转移至所述烧杯加热装置上；所述称重单元包括称重盘，所述烧杯驱动装置还用于驱动所述烧杯转移至所述称重盘上；所述供应单元用于分别向所述集尘缸与所述烧杯供应乙二醇蒸馏水溶液。
7.本实用新型的部分实施方式中，所述箱体通过第一隔板分隔成位于上侧的第一腔室以及位于下侧的第一腔室；所述恒重加热单元还包括用于加热所述第一腔室的腔室加热装置。
8.本实用新型的部分实施方式中，所述烧杯驱动装置包括烧杯托架、第一支撑杆、第一旋转电机以及第一升降电机；其中，所述烧杯托架用于支撑所述烧杯，所述第一支撑杆用于支撑所述烧杯托架，所述第一旋转电机用于驱动所述第一支撑杆旋转使所述烧杯在加热工位与称重工位转换；所述第一升降电机用于驱动所述第一支撑杆升降以将所述烧杯置于所述称重盘或与所述称重盘分离。
9.本实用新型的部分实施方式中，所述称重单元还包括称重传感器，所述称重传感
器与所述称重盘通过称重杆连接。
10.本实用新型的部分实施方式中，所述第一支撑杆、所述称重杆穿设于所述第一隔板上并与所述第一隔板密封连接。
11.本实用新型的部分实施方式中，所述第一腔室通过排气管道与所述箱体外侧连通，所述排气管道内设有排风扇。
12.本实用新型的部分实施方式中，所述排气管道的上端密封连接于所述第一隔板上，所述排气管道的下端连接于所述第一腔室的侧壁上。
13.本实用新型的部分实施方式中，所述供应单元包括蒸馏水供应装置及乙二醇供应装置；
14.所述蒸馏水供应装置包括蒸馏水容器以及与之连通的第一蒸馏水供给泵与第二蒸馏水供给泵，所述第一蒸馏水供给泵用于向所述集尘缸供给蒸馏水，所述第二蒸馏水供给泵用于向所述烧杯供给蒸馏水；
15.所述乙二醇供应装置包括乙二醇容器以及与之连通的第一乙二醇供给泵与第二乙二醇供给泵，所述第一乙二醇供给泵用于向所述集尘缸供给乙二醇溶液，所述第二乙二醇供给泵用于向所述烧杯供给乙二醇溶液。
16.本实用新型的部分实施方式中，还包括遮雨装置，所述遮雨装置包括遮雨盖、第二支撑杆、第二升降电机以及第二旋转电机；其中，所述遮雨盖用于在雨雪天气遮挡所述集尘缸，所述第二支撑杆用于支撑所述遮雨盖，所述第二升降电机用于驱动所述第二支撑杆升降；所述第二旋转电机用于驱动所述第二支撑杆转动以使所述遮雨盖在遮挡工位和非遮挡工位转换。
17.本实用新型的部分实施方式中，所述遮雨盖的下侧设有冲水喷头，所述蒸馏水供应装置还包括与所述蒸馏水容器连通的第三蒸馏水供给泵，第三蒸馏水供给泵用于向所述冲水喷头供给蒸馏水。
18.本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
19.本实用新型提供的降尘监测装置中，集尘缸与箱体顶壁间隔设置以避免箱体顶壁的灰尘落入所述集尘缸内，能够提高采样单元的采样准确性；同时，供应单元分别向集尘缸及烧杯供应乙二醇水溶液，实现自动进样。
附图说明
20.下面将通过附图详细描述本实用新型中优选实施例，将有助于理解本实用新型的目的和优点，其中:
21.图1为本实用新型降尘监测装置的一种具体实施方式的结构示意图；
22.图2为本实用新型降尘监测装置的一种具体实施方式的另一结构示意图；
23.图3为本实用新型降尘监测装置的采样单元的一种具体实施方式的结构示意图；
24.图4为本实用新型降尘监测装置的一种具体实施方式的另一结构示意图；
25.图5为本实用新型降尘监测装置的遮雨装置的一种具体实施方式的结构示意图；
26.图6为本实用新型降尘监测装置的烧杯及烧杯驱动装置的一种具体实施方式的结构示意图；
27.图7为本实用新型降尘监测装置的称重单元的一种具体实施方式的结构示意图；
28.图8为本实用新型降尘监测装置的一种具体实施方式的另一结构示意图。
具体实施方式
29.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
33.如图1-8为本实用新型的降尘监测装置的一种具体实施方式，如图1所示，该降尘监测装置包括：箱体10、位于箱体10外侧用于采集大气降尘的采样单元20、位于箱体10内部用于加热降尘溶液的恒重加热单元30、用于对烘干后的降尘进行称重的称重单元40以及用于供应蒸馏水及乙二醇的供应单元50。
34.其中，所述采样单元20包括集尘缸201，所述集尘缸201的顶端位于所述箱体10外侧并与所述箱体10的顶壁具有设定距离；所述恒重加热单元30包括至少一个烧杯301、烧杯加热装置302以及烧杯驱动装置304，所述烧杯301位于集尘缸201的放样嘴2011下侧并与所述集尘缸201通过移液管80连通；所述称重单元40包括称重盘401，所述烧杯驱动装置304驱动所述烧杯301转移至所述称重盘401上。所述供应单元50用于分别向所述集尘缸201与所述烧杯301供应乙二醇蒸馏水溶液。
35.上述降尘监测装置中，一方面通过集尘缸201与箱体10顶壁间隔设置以避免箱体10顶壁的灰尘落入所述集尘缸201内，提高采样单元20的采样准确性；另一方面，采样时，供应单元50分别向集尘缸201及烧杯301供应同样量的乙二醇水溶液，首先对没有降尘的乙二醇溶液蒸发后称重得到的第一重量值；再对具有降尘的乙二醇溶液蒸发后称重得到的第二重量值；第二重量值与第一重量值相减得出实际降尘量；因此，本降尘监测装置从采样到称重环节均提高了降尘监测装置的准确性。
36.以下具体介绍所述降尘监测装置的各部分具体组成结构、安装方式以及工作原理。
37.《采样单元20》
38.如图3所示为采样单元20的一种具体实施方式，其中，所述集尘缸201的下侧与所述箱体10顶壁连接，所述箱体10顶壁开设采样孔，所述集尘缸201的下端设置放样嘴2011，
所述放样嘴2011与所述采样孔密封连接。
39.所述集尘缸201的缸壁上还设置第一蒸馏水进口2012和第一乙二醇进口2013，分别与蒸馏水供给装置及乙二醇供给装置连通。
40.所述集尘缸201上设置上液位检测开关2014及下液位检测开关2015，用于检测集尘缸201内的液位。
41.为了避免冬季集尘缸201内液体冰冻，所述集尘缸201的缸壁上设置加热装置202，所述加热装置202的结构不唯一，例如可以为缠绕于缸壁上的加热膜或加热丝。
42.所述集尘缸201外侧还设置保护罩203，所述保护罩203一方面可以避免集尘缸201上的第一蒸馏水进口2012和第一乙二醇进口2013进入灰尘导致检测结果不准确的问题，另一方面具有一定的保温效果，使集尘缸201快速被加热。
43.为了避免雨雪天气情况下对采集单元的影响，所述降尘监测装置还包括用于在雨雪天气遮挡所述集尘缸201的遮雨装置60，如图5所示，所述遮雨装置60包括遮雨盖601、第二支撑杆602、第二升降电机603以及第二旋转电机604；其中，所述遮雨盖601用于在雨雪天气遮挡所述集尘缸201，所述第二支撑杆602用于支撑所述遮雨盖601，所述第二升降电机603用于驱动所述第二支撑杆602升降；所述第二旋转电机604用于驱动所述第二支撑杆602转动以使所述遮雨盖601在遮挡工位和非遮挡工位转换。所述第二升降电机603通过第二直线导轨605与所述第二支撑杆602连接，所述第二直线导轨605可使所述第二支撑杆602的直线运动更加平稳。
44.所述箱体10的顶壁上设置雨雪传感器70，当雨雪传感器70检测到降雨或降雪时，所述第二升降电机603驱动所述第二支撑杆602上升，使所述遮雨盖601升至所述集尘缸201上侧，所述第二旋转电机604则驱动所述第二支撑杆602转动使所述遮雨盖601遮挡所述集尘缸201。当雨雪传感器70检测到降雨或降雪结束后，则驱动所述遮雨盖601转动及下降，使其落入箱体10上表面的安装腔内。
45.《恒重加热单元30》
46.如图2所示，所述箱体10内设有第一腔室101，所述恒重加热单元30中的所述烧杯301、所述烧杯加热装置302位于所述第一腔室101内；所述恒重加热单元还包括腔室加热装置303，所述腔室加热装置用于加热所述第一腔室101。通过腔室加热装置303加热所述第一腔室101以避免烧杯加热装置302加热烧杯301时由于腔室温度较低使第一腔室101形成冷凝水，最终导致烧杯301内粉尘湿度较高影响称重准确性。
47.具体地，所述烧杯301位于所述集尘缸201的放样嘴2011下侧，所述放样嘴2011上套设移液管80，所述移液管80上设有开关阀801，当所述集尘缸201采集周期结束后，控制所述开关阀801打开，集尘缸201内收集的含尘溶液则沿所述移液管80进入所述烧杯301内。所述第一腔室101的侧壁还设有第二蒸馏水进口106和第二乙二醇进口107，所述第二蒸馏水进口106和第二乙二醇进口107位于所述烧杯301上侧，用于向所述烧杯301供应乙二醇水溶液，以实现空白样品的测量。
48.为了实现装置的自动监测及测量，所述烧杯301通过所述烧杯驱动装置304驱动及支撑，如图6所示，所述烧杯驱动装置304包括烧杯托架3041、第一支撑杆3042、第一旋转电机3043以及第一升降电机3044；所述烧杯托架3041用于支撑所述烧杯301，具体地，为了实现多个采集周期的自动采集测量，所述烧杯托架3041包括多个托架工位，例如4个托架工
位，每个托架工位用于支撑一个烧杯301；所述托架工位为半圆环结构，所述烧杯301的杯口具有外沿，所述烧杯301通过位于杯口的外沿挂接于所述托架工位上；所述第一支撑杆3042用于支撑所述烧杯托架3041，所述第一旋转电机3043用于驱动所述第一支撑杆3042旋转使所述烧杯301在取样工位和加热工位转换；所述第一升降电机3044用于驱动所述第一支撑杆3042升降以将所述烧杯301置于所述称重盘401或与所述称重盘401分离。
49.位于烧杯加热装置302上的烧杯301加热结束后，所述第一旋转电机3043驱动所述第一支撑杆3042旋转使所述烧杯301转移至位于所述称重盘401上侧的位置处，此时所述第一升降电机3044则驱动所述第一支撑杆3042下降以使烧杯301落入所述称重盘401上，所述第一支撑杆3042继续下降使烧杯301与所述烧杯托架3041分离，完成烧杯301的称重工作。
50.更具体地，所述第一旋转电机3043位于所述第一支撑杆3042的下端；所述第一升降电机3044通过第一直线导轨3045与所述第一支撑杆3042连接，所述第一直线导轨3045可使所述第一支撑杆3042的直线运动更加平稳。
51.所述烧杯加热装置302具体为安装于所述第一腔室101底壁上的加热板；所述腔室加热装置303的结构不唯一；一种具体实施方式中，所述腔室加热装置303为安装于所述第一腔室101内的加热器或加热风扇；这种方式占用空间较大，为此，另一种具体实施方式中，所述腔室加热装置303为贴敷于所述第一腔室101侧壁上的加热板或加热膜，更具体地，该加热板可以安装于所述第一腔室101的其中一侧壁或多个侧壁。
52.《称重单元40》
53.如图2及图7所示，所述称重单元40包括称重传感器402，所述称重传感器402与所述称重盘401通过称重杆405连接。
54.所述称重单元40的下侧设置用于调平所述称重单元40的调平装置，所述调平装置包括固定底座403、固定连接于所述固定底座403上的调平底座404，所述称重传感器402支撑于所述调平底座404上表面。所述固定底座403穿设于所述箱体10的底壁与所述箱体10不接触设置，以避免箱体10的振动传递至所述称重单元40上，使称重准确性更高。
55.所述固定底座403包括连接于水平地面上的底板4031以及垂直于所述底板4031上的第一立柱4032以及位于所述第一立柱4032上端部的第一连接板4033。
56.所述调平底座404包括用于与所述第一连接板4033连接的第二连接板4041，位于所述第二连接板4041上侧的第二立柱4042以及位于所述第二立柱4042上侧的第一调平板4043与第二调平板4044；所述第一调平板4043与所述第二立柱4042连接，所述第二调平板4044上设置所述称重传感器402。所述第一调平板4043与所述第二调平板4044平行设置，所述第一调平板4043与第二调平板4044之间通过弹性隔离柱4045隔离，所述第一调平板4043上穿设有调平螺栓4046，通过调整所述调平螺栓4046实现所述第二调平板4044的水平设置，进一步获得称重传感器402的水平设置。
57.为了防止恒重加热过程中第一腔室101的热量向称重传感器402传递，所述称重杆405的下侧设置隔热柱406，所述隔热柱406可以隔离称重杆405的热量传递，以保证称重传感器402的工作温度不受影响。
58.《供应单元50》
59.所述供应单元50包括蒸馏水供应装置及乙二醇供应装置；如图2及图8所示，所述蒸馏水供应装置包括蒸馏水容器501以及与之连通的第一蒸馏水供给泵503与第二蒸馏水
供给泵504，所述第一蒸馏水供给泵503用于向所述集尘缸201供给蒸馏水，所述第二蒸馏水供给泵504用于向所述烧杯301供给蒸馏水；所述乙二醇供应装置包括乙二醇容器502以及与之连通的第一乙二醇供给泵505与第二乙二醇供给泵506，所述第一乙二醇供给泵505用于向所述集尘缸201供给乙二醇溶液，所述第二乙二醇供给泵506用于向所述烧杯301供给乙二醇溶液。
60.所述遮雨盖601的下侧设有冲水喷头90，所述冲水喷头90用于冲洗所述集尘缸201的侧壁，附着在集尘缸201侧壁的灰尘落入乙二醇蒸馏水溶液内。所述蒸馏水供应装置还包括与所述蒸馏水容器501连通的第三蒸馏水供给泵507，第三蒸馏水供给泵507用于向所述冲水喷头90供给蒸馏水。其中，所述第三蒸馏水供给泵507为高压水泵，所述冲水喷头90为锥形喷头，沿锥形喷头喷射的高压水可以快速冲刷集尘缸201壁上的灰尘。降尘检测精度进一步提高。
61.《腔室加热装置303、称重单元40及供应单元50在箱体10内的布置方式》
62.如图2所示，所述箱体10通过第一隔板104分隔成位于上侧的第一腔室101以及位于下侧的第二腔室102；所述箱体10内还包括第三腔室103，所述第三腔室103与所述第一腔室101及所述第二腔室102通过纵向设置的第二隔板105隔离。
63.其中，所述第一支撑杆3042、所述称重杆405穿设于所述第一隔板104上。这样，恒重加热单元30及称重单元40中，所述烧杯301、烧杯加热装置302、腔室加热装置303、烧杯托架3041以及称重盘401位于所述第一腔室101内，称重传感器402及所述烧杯驱动装置304的第一旋转电机3043、第一升降电机3044及第一直线导轨3045位于所述第二腔室102内；通过将箱体10的部分空间设置成第一腔室101，并控制在烧杯加热装置302加热的过程中通过腔室加热装置303对第一腔室101进行加热，使烧杯内的水分快速蒸发，以避免仅通过烧杯加热装置302加热烧杯301时由于腔室温度较低使第一腔室101形成冷凝水，最终导致烧杯内粉尘湿度较高影响称重准确性；烧杯301内的水分蒸发后，烧杯驱动装置304驱动所述烧杯301转移至同样位于第一腔室101内的称重盘401上进行称重，实现了降尘的高温称重，避免烧杯301在不同间室转移过程中烧杯内降尘吸收水分导致称重不准确的问题。
64.所述第一腔室101通过排气管道108与所述箱体10外侧连通，所述排气管道108内设有排风扇（图中未示出）；当加热烧杯301时产生的水蒸气能够通过排气管道108快速排至箱体10外侧，使第一腔室101处于较为干燥的环境内。
65.具体地，所述排气管道108位于所述第二腔室102内；所述排气管道108设置成l形结构，其上端密封连接于所述第一隔板104上，所述排气管道108的下端连接于所述第二腔室102的侧壁上。
66.所述供应装置中蒸馏水容器501及乙二醇容器502设置于所述第二腔室102内，所述第一蒸馏水供给泵503、第二蒸馏水供给泵504、第一乙二醇供给泵505、第二乙二醇供给泵506及第三蒸馏水供给泵507均设置于第三腔室103内。
67.第二腔室102内设置第一加热装置1021，所述第一加热装置1021用于加热所述第二腔室102以使腔室的温度与所述称重传感器402的工作温度匹配；同时，避免蒸馏水容器501、乙二醇容器502冰冻；所述第三腔室103内设置第二加热装置1031及散热装置1032；第二加热装置1031用于加热所述第三腔室103避免各个泵体冰冻，所述散热装置1032则用于在第三腔室内温度过高时散热。上述降尘监测装置的工作过程及工作原理如下：
68.采样前，所述第一蒸馏水供给泵503及第一乙二醇供给泵505将定量的乙二醇和蒸馏水加入集尘缸201内，遮雨装置60中的第二升降电机603以及第二旋转电机604开启，遮雨盖601移动至箱体10顶部的凹槽内，采样开始。
69.采样过程中，所述移液管80上的开关阀801为关闭状态。采样过程中雨雪传感器70会检测降雨或降雪情况，若检测到有降雨或降雪情况下，遮雨装置60控制遮雨盖601遮挡所述集尘缸201。降雨结束后遮雨盖601打开。
70.空白样的测定：采样过程中，通过控制所述第二蒸馏水供给泵504及第二乙二醇供给泵506向烧杯301中加入与集尘缸201中等量的乙二醇水溶液，经过浓缩恒重称量得到空白值的重量。上述浓缩恒重过程具体为，烧杯驱动装置304将烧杯301落至烧杯加热装置302上进行加热浓缩。同时腔室加热装置303开启，使第一腔室101内保持105℃恒温。控制排气管道108内的排气扇开启，将浓缩时产生的蒸汽通过排气管道108排至箱体10外。待烧杯301中的样品水分蒸干后，烧杯驱动装置304将烧杯301转移至称重盘401上方，待恒重一定时间后，烧杯301落至托盘上进行称重得到第一重量值。
71.降尘样品的测定：采样周期结束后，控制遮雨盖601关闭集尘缸201，第三蒸馏水供应泵开启，冲水喷头90对集尘缸201内壁进行冲洗。冲洗完成后，开关阀801开启，样品则沿着移液管80转移到烧杯301中。烧杯驱动装置304将烧杯301落至烧杯加热装置302上进行加热浓缩。同时腔室加热装置303开启，使第一腔室101内保持105℃恒温。控制排气管道108内的排气扇开启，将浓缩时产生的蒸汽通过排气管道108排至箱体10外。待烧杯301中的样品水分蒸干后，烧杯驱动装置304将烧杯301转移至称重盘401上方，待恒重一定时间后，烧杯301落至托盘上进行称重得到第二重量值。
72.通过第二重量值与第一重量值相减即可获得采样周期内的大气降尘重量值。
73.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。