一种pm2.5的检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于环境检测技术领域，设及一种PM2. 5的检测装置。
【背景技术】
[0002] 改革开放W来，随着我国经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高，人们对于环 境的问题越来越关注。大气污染问题一直W来都是社会关注的焦点，而近年来PM2. 5浓度 高低是评价大气污染程度的关键性指标之一。PM2. 5是指大气中空气动力学粒径小于2. 5 微米的气溶胶粒子，PM2. 5虽然粒径很小，但是含有大量的有害、有毒物质，该对人们的身 体健康和环境质量造成很大的影响。2012年2月，国务院同意发布新修订的《环境空气 质量标准》中新增加了PM2. 5浓度限值。2013年韦斯特和他的同事们在《环境研究通讯》 巧nvircmmentalResearchLetters)发表了他们的研究论文，研究指出全世界每年因室外 的有毒空气污染物细颗粒而死亡的人数达210万。2015年2月底，央视辞职记者柴静的报 道《寫顶之下》更是深刻揭示了雾霸对人类生活的危害。由此可见，改善空气质量，快速、灵 敏、准确的PM2. 5浓度检测方法和监测装置就显得尤为重要。
[000引 目前，国内外测定PM2. 5的浓度都需要分两步走，即把PM2. 5与较大的颗粒物分 离；然后测定分离出来的PM2. 5的重量。具体来说，PM2. 5的检测方法主要由称重法、微振 动天平法和0射线吸收法。称重法测量过程繁琐费时，不容易实现自动检测，测量灵敏度 低，对检测人员专业知识要求高。微振动天平法和0射线吸收法可W实现自动测量，但是 不能进行实时检测，仪器价格昂贵，体积比较大。0射线吸收法测量值往往高出微振动天平 法的测量值，而且随着颗粒物浓度高低、成分W及环境湿度变化有较大差异，准确性不高。
[0004] 由此可见，现有的PM2. 5检测方法和监测装置普遍具有体积大、价格高、检测灵敏 度低等缺点。为此，寻找一种简便、快捷、灵敏度适中的PM2. 5检测装置具有很强的实用性。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的是提供一种PM2. 5的检测装置，解决了现有PM2. 5检测装置体 积大、检测方法复杂、检测灵敏度低的问题。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案是，一种PM2. 5的检测装置，包括壳体，壳体顶部设 置有进风口，壳体内设置有检测部分，壳体外壁上设置有控制部分；
[0007] 检测部分包括扬尘筒，扬尘筒与进风口连通，扬尘筒内设置有扬尘装置，扬尘筒上 端设置有过滤装置，扬尘筒下端设置有检测箱，扬尘筒与检测箱之间设置有控制阀，壳体内 还设置有机械手，机械手与控制阀连接，检测箱内设置有激光束传感器和光电转换管，激光 束传感器与扬尘筒垂直设置，壳体内还设置有信号传输装置，激光束传感器和信号传输装 置分别与光电转换管连接，信号传输装置与计算机或其他记录设备相连接；
[000引控制部分包括控制面板，控制面板上设置有激光按钮、观察按钮、压气按钮、计数 按钮、打印按钮，控制面板与电源开关连接，激光按钮与激光束传感器连接，压气按钮分别 与扬尘装置和计数按钮连接。
[0009] 本实用新型的特点还在于，
[0010] 其中壳体上设置有活动观察窗，观察按钮控制活动观察窗开闭。
[0011] 其中过滤装置为聚四氣己締或者石英过滤膜。
[0012] 其中信号传输装置的型号为YT-301。
[0013] 其中扬尘装置为风扇或压缩机。
[0014] 本实用新型的有益效果是，本实用新型通过过滤装置，筛选出了所需检测的颗粒； 通过设置扬尘筒，使进入检测箱的颗粒混合均匀，同时检测时进行扬尘处理，使颗粒更为分 散，提高了激光检测的准确性；运用斯托克斯定律对检测到的信号进行处理，得到了不同粒 径粉尘的大小和数量，从而获取PM2. 5浓度的信息，具有检测灵敏度高，性能稳定的特点。
【附图说明】
[001引图1是本实用新型一种PM2. 5的检测装置的结构示意图；
[0016] 图2是采用本实用新型进行PM2. 5检测的原理图；
[0017] 图3是本实用新型检测过程中电信号传入计算机后形成的粒度分布曲线。
[001引图中，1.壳体，2.进风口，3.过滤装置，4.电源开关，5.控制面板，6.激光按钮， 7. 观察按钮，8.压气按钮，9.计数按钮，10.打印按钮，11.信号输出端，12.扬尘筒，13.检 测箱，14.控制阀，15.激光束传感器。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0020] 本实用新型一种PM2. 5的检测方法所采用的检测装置其结构如图1所示，包括壳 体1，壳体1顶部设置有进风口 2,壳体1内设置有检测部分，壳体1外壁上设置有控制部 分；
[0021] 检测部分包括扬尘筒12,扬尘筒12与进风口 2连通，扬尘筒12内设置有扬尘装 置，扬尘筒12上端设置有过滤装置3,如图2所示，扬尘筒12下端设置有检测箱13,扬尘筒 12与检测箱13之间设置有控制阀14,壳体1内还设置有机械手，机械手与控制阀14连接， 检测箱13内设置有激光束传感器15和光电转换管，激光束传感器15与扬尘筒12垂直设 置，壳体1内还设置有信号传输装置11，激光束传感器和信号传输装置11分别与光电转换 管连接，信号传输装置11与计算机或其他记录设备相连接。
[0022] 控制部分包括控制面板5,控制面板5上设置有激光按钮6、观察按钮7、压气按钮 8、 计数按钮9、打印按钮10,控制面板5与电源开关4连接，激光按钮6与激光束传感器15 连接，压气按钮8分别与扬尘装置和计数按钮9连接。
[0023] 其中过滤装置3为聚四氣己締或者石英过滤膜；壳体1上设置有活动观察窗，观 察按钮7控制活动观察窗开闭；信号传输装置11的型号为YT-301 ;扬尘装置为风扇或压缩 机。
[0024] 采用本实用新型进行PM2. 5检测过程如下：
[002引步骤1，气体采集；
[0026] 待测空气经通过进风口 2,经过滤装置3过滤滤除大于1mm的颗粒，分离出用于检 测的PM2. 5颗粒，PM2. 5颗粒进入扬尘筒12。
[0027] 将监测装置置于采集点，采集空气时，进风口 2应保持离地面高度大于Im，且采集 点周围30cm之内没有障碍物影响空气流通，W减少空气中影响检测的物质吸入，保障检测 的质量和精度。
[00測步骤2,扬尘；
[0029] 开启检测装置电源开关4,打开计算机系统，分别按下激光按钮6和观察按钮7,使 激光束传感器运行发出激光束，同时观测激光束传感器是否运行正常；按下压气按钮8,启 动扬尘装置，使扬尘筒12中的颗粒充分飘起。
[0030] 步骤3,检测；
[0031] 按下计数按钮9,与计数按钮9联动的压气按钮8自动关闭，同时机械手打开扬尘 筒12与检测箱13之间设置有控制阀，扬尘筒12内的颗粒在重力作用下依次穿过检测箱13 中的激光束，光电转换管将光信号转换成电信号，同时通过信号输出装置11把电信号输出 到计算机或者其他记录设备。
[003引步骤5,将传输到计算机的信进行处理，获得PM2. 5浓度：
[003引扬尘筒12的容积V-定，因此PM2. 5沉降高度K沉降时间t也都是一定的，根据Stokes(斯托克斯）沉降定律；
[0034]
(1)
[003引式中；h为粉尘的沉降高度cm ;t为粉尘沉降时间S ; P 1为粉尘的密度g/cm3; P 2为空气介质密度g/cm3; n为测试环境温度下空气粘度pa?S，具体数值见表1;g为重力加 速度980cm/s2;D为粉尘颗粒大小2. 5 ym。
[0036] 表1标准大气压下空气的物理性质
[0037]
[0039] 得到PM2. 5密度P1为；
[0040]
(2)
[0041] 当扬尘筒中飘起的颗粒在重力作用下穿过检测箱中的激光束时，激光照射到下落 的粒子时，激光束会被下落的粒子遮挡，同时通过光电转换器将接受到的光能量转化为电 信号，由于挡光多少与颗粒的尺寸有关，电信号在计算机中形成不同粒度粒子的粒度分布 曲线，如图3所示，利用得到的PM2. 5密度P1对粒度分布曲线进行积分计算，可得到粒径 是2. 5微米的颗粒质量百分数X，由于颗粒是球形的，据此就可计算得到一定体积范围内 PM2. 5颗粒数。
[004引PM2. 5颗粒数N可由下式计算得到：
[0043]
^3)
[0044] 式中；X为粒径是2. 5ym的颗粒质量百分数。
[0045] 步骤5,计算机显示检测结果，按下打印按钮10,打印相关数据。
[0046] 本实用新型通过过滤装置，筛选出了所需检测的颗粒；通过设置扬尘筒，使进入检 测箱的颗粒混合均匀，同时检测时进行扬尘处理，使颗粒更为分散，提高了激光检测的准确 性；运用斯托克斯定律对检测到的信号进行处理，得到了不同粒径粉尘的大小和数量，从而 获取PM2. 5浓度的信息，具有检测灵敏度高，性能稳定的特点。
【主权项】
1. 一种PM2. 5的检测装置，其特征在于，包括壳体（I)，所述壳体（1)顶部设置有进风 口（2)，壳体（1)内设置有检测部分，壳体（1)外壁上设置有控制部分； 所述检测部分包括扬尘筒（12)，扬尘筒（12)与进风口（2)连通，扬尘筒（12)内设置有 扬尘装置，扬尘筒（12)上端设置有过滤装置（3)，扬尘筒（12)下端设置有检测箱（13)，扬 尘筒（12)与检测箱（13)之间设置有控制阀（14)，壳体（1)内设置有机械手，机械手与控制 阀（14)连接，检测箱（13)内设置有激光束传感器（15)和光电转换管，激光束传感器（15) 与扬尘筒（12)垂直设置，壳体（1)内还设置有信号传输装置（11)，激光束传感器（15)和信 号传输装置（11)分别与光电转换管连接，信号传输装置（11)与计算机或其他记录设备相 连接； 所述控制部分包括控制面板（5)，控制面板（5)上设置有激光按钮（6)、观察按钮（7)、 压气按钮（8)、计数按钮（9)、打印按钮（10)，控制面板（5)与电源开关⑷连接，激光按钮 (6)与激光束传感器（15)连接，压气按钮（8)分别与扬尘装置和计数按钮（9)连接。2. 根据权利要求1所述的一种PM2. 5的检测装置，其特征在于，所述过滤装置（3)为聚 四氟乙烯或者石英过滤膜。3. 根据权利要求1所述的一种PM2. 5的检测装置，其特征在于，所述壳体（1)上设置有 活动观察窗，观察按钮（7)控制活动观察窗开闭。4. 根据权利要求1所述的一种PM2. 5的检测装置，其特征在于，所述信号传输装置 (11)的型号为YT-301。5. 根据权利要求1所述的一种PM2. 5的检测装置，其特征在于，所述扬尘装置为风扇或 压缩机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种PM2.5的检测装置，包括检测部分和控制部分：检测部分包括扬尘筒，扬尘筒与进风口连通，扬尘筒上端设置有过滤装置，扬尘筒下端设置有检测箱，检测箱内设置有激光束传感器和光电转换管，激光束传感器和信号传输装置分别与光电转换管连接；控制部分包括控制面板，控制面板上设置有检测所需功能按钮。本实用新型通过过滤装置，筛选出了所需检测的颗粒；通过设置扬尘筒，提高了激光检测的准确性；运用斯托克斯定律，获取PM2.5浓度的信息，具有检测灵敏度高，性能稳定的特点。
【IPC分类】G01N15/06
【公开号】CN204694598
【申请号】CN201520311931
【发明人】陈文革, 董龙龙
【申请人】西安理工大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月14日