一种基于微流控的便携式PM2.5检测装置及方法与流程

文档序号:12267373阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于微流控的便携式PM2.5检测装置,包括一个垂直向下的微型泵(1),其特征是:微型泵(1)正下方连接PM2.5切割器(11),PM2.5切割器(11)正下方连接自动更换滤膜装置(17);微型泵(1)由桶身、第一线圈(2)、推拉杆(3)、把手(4)和软质活塞(5)、硬质活塞(6)组成,最外部是铁质桶身,桶身的外壁表面上缠绕第一线圈(2),桶身外部上方是固定连接推拉杆(3)上端的永磁把手(4),推拉杆(3)下端向下伸入桶身内部且固定连接软质活塞(5)和硬质活塞(6),软质活塞(5)位于硬质活塞(6)的侧下方且两者有局部上下紧密贴合在一起;自动更换滤膜装置(17)的外部是铁质桶身,上半部分的外壁表面缠绕第二线圈(18),下半部分内部设置水平的圆盘形载膜转盘(19),载膜转盘(19)正中间通过十字型槽有间隙地套在垂直布置的十字架连接柱(28)上,载膜转盘(19)盘面上沿圆周方向均匀布置n个导电滤膜(24),n≥2,待测的第一个导电滤膜(24)能够接触导线(25)的两端,导线(25)通过铁片(26)与自动更换滤膜装置(17)的桶身固定连接,导线(25)从自动更换滤膜装置(17)的桶身内部向外伸出后连接阻抗测量电路(27);在自动更换滤膜装置(17)的桶身外部正下方设置步进电机(30),步进电机(30)输出轴向上伸入桶身内部固定连接所述十字架连接柱(28)的下端;所述第一线圈(2)、第二线圈(18)、阻抗测量电路(27)和步进电机(30)分别连接控制器(31)。

2.根据权利要求1所述一种基于微流控的便携式PM2.5检测装置,其特征是:自动更换滤膜装置(17)通过半球形橡胶通道(16)连接导电滤膜(24),半球形橡胶通道(16)的上端是管状通道,下端是半球形通道,半球形通道贴在待测量的第一个导电滤膜(24)的上表面但不固定。

3.根据权利要求1所述一种基于微流控的便携式PM2.5检测装置,其特征是:有两根推拉杆(3)的上端固定连接把手(4),一根推拉杆(3)的下端固定连接软质活塞(5),另一根推拉杆(3)的下端固定连接硬质活塞(6),软质活塞(5)和硬质活塞(6)的局部外壁与微型泵(1)的桶身内壁密封接触,微型泵(1)的桶身内壁上涂有光滑材料涂层。

4.根据权利要求1所述一种基于微流控的便携式PM2.5检测装置,其特征是: PM2.5切割器(11)的外部是壳体,壳体内部上段的内壁上固定有水平的切割板(14),切割板(14)的板面上开有一个偏向一侧的孔隙(12),孔隙(12)的下方是涂有硅胶的冲击板(13)。

5.根据权利要求1所述一种基于微流控的便携式PM2.5检测装置,其特征是:在导电滤膜(24)上设一层不锈钢丝网。

6.一种如权利要求1所述基于微流控的便携式PM2.5检测装置的检测方法,其特征是包含以下步骤:

1)建立PM2.5质量和导电滤膜(240阻抗值的关系模型,将关系模型以及导电滤膜(24)未吸附PM2.5颗粒时的阻抗值作为基准值预设于控制器(31)中;

2)控制器(31)控制第一线圈(2)通交流电,把手(4)进行周期性的上下运动,将空气泵入PM2.5切割器(11)中,第一线圈(2)断电;PM2.5从PM2.5切割器(11)中分离出来进入自动更换滤膜装置(17)中,控制器(31)给第二线圈(18)通电,载膜转盘(19)向上运动至十字架连接柱(28)的上端;

3)PM2.5被半球形橡胶通道(16)正下方的待测量的第一个导电滤膜(24)吸附,阻抗测量电路(27)测得导电滤膜(24)的阻抗值并输入控制器(31)中,控制器(31)将此阻抗值与基准值做比较,判断该导电滤膜(24)阻抗是否发生变化,若阻抗值发生改变,则根据所述PM2.5质量和导电滤膜(24)阻抗值的关系模型得出第一个导电滤膜(24)上吸附的PM2.5的质量,计算出PM2.5浓度。

7.根据权利要求6所述的检测方法,其特征是:步骤3)中,若导电滤膜(24)阻抗没有发生改变,控制器(31)控制第二线圈(18)断电并控制步进电机(30)启动,步进电机(30)旋转360°/n,进行下次测量。

8.根据权利要求6所述的检测方法,其特征是:步骤3)中,控制器(31)根据公式C=M/V和V=1/6πd³t计算出PM2.5浓度C,,V是一次泵入微型泵(1)的空气的体积,d是微型泵(1)的桶身内径,t是泵入空气的时长,M是泵入空气中PM2.5的质量。

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