本发明涉及空气检测技术领域，更具体地涉及一种空气质量检测装置。
背景技术：
随着工业发展推进了社会的现代文明，也带来了相当程度的危害，世界范围的地区都遭到不同程度的污染，而中国的环境问题也不容乐观。随着我国在空气污染防治方面力度的加大，掌握各地环境污染程度显得尤为重要，空气污染指数过高会造成严重的危害，则空气质量检测是非常必要的，因空气中微小颗粒物污染和重金属元素含量是检测空气污染指数的重要因素，因此对环境颗粒物浓度和重金属元素的检测是十分迫切的。目前，国内外很多企业利用β射线法和x光谱分析法相结合在线检测空气中颗粒物浓度和元素含量。β射线法和x光谱分析相结合的方法能在快速检测大气颗粒物浓度的同时检测大气中重金属元素含量，为污染物溯源提供了科学依据。但此种在线检测装置由于体积的限制一般为柜式设备放于监测站中使用，体积较大，不便于携带，不可随时测试不同地区的空气质量，即空气中颗粒物浓度和重金属含量。
鉴于此，有必要提供一种可随时测试不同地区的空气中颗粒物浓度和重金属含量的空气质量检测装置以解决上述缺陷。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种可随时测试不同地区的空气中颗粒物浓度和重金属含量的空气质量检测装置。
为解决上述技术问题，本发明提供一种空气质量检测装置，其包括有：
主机，包括有一壳体，所述壳体上设有气路接口、油路接口以及与空气连通的用于收集空气样品的样品收集装置，所述壳体内设置有与样品收集装置连通的用于检测空气样品颗粒物浓度的浓度检测装置及用于检测空气中元素种类及含量的x荧光检测组件，且其内还设有一用于盛装散热油的油杯；
散热装置，通过油路接口连接至油杯及x荧光检测组件中的x射线管，所述散热装置包括有一外壳，所述外壳内设有一散热组件以及油泵，且所述散热组件、x射线管、油泵以及油杯通过管路依次连接形成回路。
其进一步技术方案为：所述空气质量检测装置还包括有减震装置，所述减震装置包括橡胶垫及设置于所述橡胶垫下表面的弹簧减震器，所述主机固定在所述橡胶垫上表面。
其进一步技术方案为：所述散热组件包括有一机壳，所述机壳内安装有至少一散热风扇。
其进一步技术方案为：所述浓度检测装置包括有第一腔室、β射线检测组件和传送组件，所述第一腔室与样品收集装置连通，并在其下端面设有一第一通孔，用于捕获空气样品中颗粒物的滤膜平铺在所述第一腔室下端面，所述β射线检测组件与所述第一腔室相邻，其包括分别设置于所述滤膜两侧的β射线放射源及β闪烁探测器，所述传送组件用于运送滤膜在所述第一腔室和β射线检测组件之间平移。
其进一步技术方案为：所述传送组件包括有一用于卷收放滤膜的第一纸带芯轴、一用于驱动所述第一纸带芯轴正反方向旋转的第一驱动机构、一用于卷收放滤膜的第二纸带芯轴、一用于驱动所述第二纸带芯轴正反方向旋转的第二驱动机构、一设置于所述第一纸带芯轴和第二纸带芯轴之间滤膜传送路径上的用于支撑滤膜的计数轮和倒带轮组、一对应设置于所述计数轮处用于检测所述计数轮旋转圈数的检测传感器及一控制装置，所述控制装置分别与所述检测传感器、第一驱动机构和第二驱动机构连接，根据所述检测传感器的检测信号控制所述第一驱动机构、第二驱动机构的运作，当滤膜卷绕在第一纸带芯轴上且第二驱动机构驱动第二纸带芯轴正转时，滤膜经计数轮和倒带轮组向第二纸带芯轴的方向移动，当检测传感器检测到计数轮旋转预设圈数时，第二驱动机构停止工作。
其进一步技术方案为：所述第二驱动机构与第一驱动机构结构相同，所述第一驱动机构包括电机、与电机啮合的齿轮、离合器以及阻尼器，所述阻尼器套设于离合器中的传动轴上，所述离合器通过所述齿轮与所述电机连接，且所述第一纸带芯轴与所述传动轴连接；所述倒带轮组包括第一倒带轮、第二倒带轮以及第三倒带轮，当滤膜卷绕在第一纸带芯轴上且第二驱动机构的电机工作时，所述第二驱动机构驱动的第二纸带芯轴作为主动齿轮，所述第一纸带芯轴作为从动齿轮，所述滤膜依次经所述第一倒带轮、计数轮、第二倒带轮以及第三倒带轮传送，向所述第二纸带芯轴的方向移动。
其进一步技术方案为：所述第一驱动机构还包括有纸带压盖，所述纸带压盖固定安装在所述第一纸带芯轴上。
其进一步技术方案为：所述浓度检测装置还包括有密封组件，所述密封组件位于所述第一腔室下方，该密封组件包括有第二腔室，且其内设有第三驱动机构，以驱动密封组件上下移动，该第三驱动机构受控于所述控制装置，所述第二腔室上端面设有第二通孔，当所述密封组件在第三驱动机构的驱动下向上移动直至将滤膜夹紧在其与第一腔室下端面之间时，所述滤膜将第一通孔及第二通孔封住，此时进入第一腔室的空气穿过滤膜，进入第二腔室，空气中的颗粒物被滤膜捕获。
其进一步技术方案为：所述第二通孔贯通所述第二腔室，所述样品收集装置包括有空气颗粒物切割器、进气管、出气管以及吸气泵，所述空气颗粒物切割器进气口与空气连通，且通过进气管与所述第一腔室连通，所述出气管连接于所述第二腔室的第二通孔上，所述吸气泵通过所述气路接口与所述出气管连接。
其进一步技术方案为：所述空气颗粒物切割器为pm2.5切割器。
与现有技术相比，本发明的空气质量检测装置中的主机连接有散热装置以确保其正常工作，且其体积较小，便于携带，可作为车载仪器使用，其不受地点限制，可随时将设备进行移动以在线检测不同地区的空气中颗粒物浓度和重金属含量，即通过主机上设置的样品收集装置，与样品收集装置连通的浓度检测装置及x荧光检测组件，可检测空气样品颗粒物浓度和重金属含量，且所述主机通过油路接口与散热装置连接，即通过管路将散热组件、x射线管、油泵以及油杯依次连接形成回路，x射线管工作时，油杯中的散热油灌满整个回路，然后通过油泵使得回路中的散热油循环流动，并通过散热组件对散热油进行散热，再通过油泵将冷却的散热油泵入x射线管，以将x射线管工作所产生的热量带走，以保证空气质量检测装置的正常工作。
附图说明
图1是本申请空气质量检测装置中主机一具体实施例的立体结构示意图。
图2是图1所示主机的右视示意图。
图3是图1所示主机的a-a向的剖视图。
图4是图2所示主机的b-b向的剖视图。
图5是图1所示主机中浓度检测装置及x荧光检测组件的具体结构示意图。
图6是图5所示装置的c-c向的剖视图。
图7是本申请空气质量检测装置中散热装置一具体实施例的后视示意图。
图8是图7所示散热装置揭开顶盖的俯视示意图。
图9是图7所示散热装置的右视示意图。
图10是图9所示散热装置的d-d向的剖视图。
图11是本申请空气质量检测装置中减震装置一具体实施例的立体结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
图1至图11展示了本申请空气质量检测装置的一具体实施例。在本实施例中，所述空气质量检测装置包括有主机1以及通过管路44与所述主机1连接的散热装置4；所述主机1包括有一壳体30，所述壳体30上设有气路接口31、油路接口32以及与空气连通的用于收集空气样品的样品收集装置，所述壳体30内设置有与样品收集装置连通的用于检测空气样品颗粒物浓度的浓度检测装置10及用于检测空气中元素种类及含量的x荧光检测组件20，且其内还设有一用于盛装散热油的油杯33；所述散热装置4包括有一外壳41，所述外壳41内设有一散热组件42以及油泵43，所述外壳41上设置有与主机1壳体30上的油路接口32对应的接口，通过该油路接口32连接至油杯33及x荧光检测组件20中的x射线管201，且所述散热组件42、x射线管201、油泵43以及油杯33通过管路44依次连接形成回路。优选地，本实施例中，所述空气质量检测装置还包括有减震装置5，所述减震装置5包括橡胶垫51及设置于所述橡胶垫51下表面的弹簧减震器52，所述主机1固定在所述橡胶垫51上表面。基于上述设计，本申请的空气质量检测装置中的主机1连接有散热装置4以确保其正常工作，且其体积较小，便于携带，可作为车载仪器使用，其不受地点限制，可随时将设备进行移动以在线检测不同地区的空气中颗粒物浓度和重金属含量，且增加的减震装置5可降低车辆颠簸对主机1的影响。
在某些实施例中，所述x荧光检测组件20与浓度检测装置10中的β射线检测组件15相邻，位于滤膜13上端，以检测空气中元素种类及含量。所述x荧光检测组件20包括有x射线管201、分光元件202以及探测器203，所述x射线管201产生入射x射线，激发被测样品以产生x荧光，所述分光元件202对x荧光进行分光，以将待测元素的谱线分离出来，所述探测器203对分离出来的待测元素的谱线进行检测，以检测样品元素组成。
因x射线管201在工作中会产生很大的热量，热量过大会将x射线管201烧毁，则需要给x射线管201散热，所以主机1外接散热装置4以为x射线管201散热，所述散热装置4中的散热组件42包括有一机壳421，所述机壳421内安装有至少一散热风扇422。本实施例中，通过管路44将散热组件42、x射线管201、油泵43以及油杯33依次连接形成回路，x射线管201工作时，油杯33中的散热油灌满整个回路，然后通过油泵43使得回路中的散热油循环流动，并通过散热组件42中的散热风扇422对散热油进行散热，再通过油泵43将冷却的散热油泵43入x射线管201，以将x射线管201工作所产生的热量带走，以保证空气质量检测装置的正常工作。可理解地，所述散热装置4外壳41内还可设置多个风扇411，用于对位于外壳41内的器件(例如油泵43)散热。
继续参照图1至图6，在附图所示的实施例中，所述主机1中的浓度检测装置10包括有第一腔室14、β射线检测组件15、传送组件16和密封组件17，所述传送组件16包括有控制装置19，其中，所述样品收集装置与空气连通，所述第一腔室14与样品收集装置连通，并在其下端面设有一第一通孔，而所述密封组件17位于所述第一腔室14下方，该密封组件17包括有第二腔室171，且其内设有第三驱动机构，以驱动密封组件17上下移动，所述第三驱动机构受控于控制装置19，优选地，所述第二腔室171设有一贯通该第二腔室171的第二通孔，用于捕获空气样品中颗粒物的滤膜13平铺在所述第一腔室14下端面和所述密封组件17上端面之间，所述β射线检测组件15与所述第一腔室14相邻，其包括分别设置于所述滤膜13两侧的β射线放射源151及β闪烁探测器152，所述传送组件16用于运送滤膜13在所述第一腔室14和β射线检测组件15之间平移。当所述密封组件17在第三驱动机构的驱动下向上移动直至将滤膜13夹紧在其与第一腔室14下端面之间时，所述滤膜13将第一通孔及第二通孔同时封住，此时进入第一腔室14的空气穿过滤膜13，进入第二腔室171，空气中的颗粒物被滤膜13捕获。
在某些实施例中，所述样品收集装置包括空气颗粒物切割器120、进气管121、出气管122以及吸气泵，所述空气颗粒物切割器120进气口与空气连通，且通过进气管121与所述第一腔室14连通，所述出气管122连接于所述第二腔室171的第二通孔上，所述吸气泵通过气路接口31与所述出气管122连接。优选地，所述空气颗粒物切割器120为pm2.5切割器，所述pm2.5切割器能够将大于2.5微米的颗粒物从空气中分离出来，小于等于2.5微米的颗粒物随空气经pm2.5切割器流入第一腔室14，可知，采集空气样品时，打开吸气泵，吸气泵抽气，空气从pm2.5切割器进入，通过进气管121依次穿过第一腔室14、滤膜13以及第二腔室171，最后通过出气管122排出。优选地，本实施例中，所述样品收集装置还可包括一流量计123，所述流量计123通过一抽气管路124与所述出气管122连接，用于控制样品收集装置中气体的流速。
在某些实施例中，所述传送组件16包括有一用于卷收放滤膜13的第一纸带芯轴167、一用于驱动所述第一纸带芯轴167正反方向旋转的第一驱动机构162、一用于卷收放滤膜的第二纸带芯轴168、一用于驱动所述第二纸带芯轴168正反方向旋转的第二驱动机构161、一设置于所述第一纸带芯轴167和第二纸带芯轴168之间滤膜13传送路径上的用于支撑滤膜13的计数轮1613和倒带轮组、一对应设置于所述计数轮1613处用于检测所述计数轮1613旋转圈数的检测传感器160及一控制装置19，所述控制装置19分别与所述检测传感器160、第一驱动机构162和第二驱动机构161连接，根据所述检测传感器160的检测信号控制所述第一驱动机构162、第二驱动机构161的运作，当滤膜13卷绕在第一纸带芯轴167上且第二驱动机构161驱动第二纸带芯轴168正转时，滤膜13经计数轮1613和倒带轮组向第二纸带芯轴168的方向移动，当检测传感器160检测到计数轮1613旋转预设圈数时，第二驱动机构161停止工作。本实施例中，所述预设圈数为一圈，即所述计数轮1613旋转一周则滤膜13移动的距离为样品收集位置到β射线检测位置的距离；优选地，所述检测传感器160选用光电传感器，且所述控制装置19基于单片机实现，在某些其他实施例中，所述控制装置19还可基于arm、dsp等控制芯片实现。可理解地，在某些其他实施例中，所述预设圈数可根据样品收集位置到β射线检测位置的距离以及计数轮的直径大小等设定。
本实施例中，所述第二驱动机构161与第一驱动机构162分别设于壳体30内第一腔室14以及β射线检测组件15的两端，所述第一驱动机构162包括有电机163、齿轮164、离合器165、阻尼器166以及纸带压盖169，所述电机163安装在电机支架18上，该电机支架18安装在所述壳体30上，所述阻尼器166套设于离合器165中的传动轴1653上，所述齿轮164与所述电机163上的齿轮相啮合，所述离合器165通过所述齿轮164与所述电机163连接，所述电机163受控于所述控制装置19，所述第一纸带芯轴168与离合器165中的传动轴1653连接，所述纸带压盖169固定安装在所述纸带芯轴168上，以将滤膜13固定在所述第一纸带芯轴168上。所述第二驱动机构161与第一驱动机构162结构相同，所述阻尼器166的摩擦力将滤膜13拉紧在第二驱动机构161与第一驱动机构162之间；所述倒带轮组包括第一倒带轮1610、第二倒带轮1611以及第三倒带轮1612，本实施例中，当滤膜13卷绕在第一纸带芯轴167上且第二驱动机构161的电机163工作时，滤膜13在第二纸带芯轴168的带动下正转，计数轮1613和倒带轮组在纸带摩擦力的带动下正转，此时第二驱动机构161的离合器165通电，传动轴1653与齿轮164结合在电机163带动下同时转动，而第一驱动机构162中的离合器165不通电，传动轴1653与齿轮164各自自由转动，则第二驱动机构161驱动的第二纸带芯轴168作为主动齿轮，所述第一驱动机构162驱动的第一纸带芯轴167作为从动齿轮，所述滤膜13依次经靠近所述第一驱动机构162的所述第一倒带轮1610和计数轮1613、以及靠近所述第二驱动机构161的第二倒带轮1611和第三倒带轮1612传送，以向所述第二纸带芯轴168的方向移动，当检测传感器160检测到计数轮1613旋转一圈，即空白滤膜13传送至β射线检测组件15处时，第二驱动机构161停止工作。当第一驱动机构162工作时，所述第一纸带芯轴167作为主动齿轮，第二纸带芯轴168作为从动齿轮，该第一纸带芯轴167带动所述滤膜13反转，当检测传感器160检测到计数轮1613旋转一圈，即滤膜13被β射线放射源151穿透处被传送至第一通孔下方时，第一驱动机构162停止工作，此时所述滤膜13捕获空气样品中的颗粒物。基于上述设计，所述阻尼器166对传动轴1653起阻尼作用，且由于滤膜13为软质材料，两侧靠传送轮支撑，中间部分因为测试需要无法支撑，而阻尼轮的摩擦力可以使纸带完全绷紧。
本实施例中浓度检测装置10的工作过程如下：
当需要检测空气的颗粒物浓度且滤膜13卷绕在第一纸带芯轴167上时，控制装置19发送控制指令至第二驱动机构161的电机163，以驱动第二驱动机构161的电机163工作，滤膜13在第二纸带芯轴168的带动下正转，计数轮1613和倒带轮组在纸带摩擦力的带动下正转，此时因第二驱动机构161的离合器165通电，传动轴1653与齿轮164结合在电机163带动下同时转动，而第一驱动机构162中的离合器165不通电，传动轴1653与齿轮164各自自由转动，则第二纸带芯轴168作为主动齿轮，所述第一纸带芯轴167作为从动齿轮，所述滤膜13依次经所第一倒带轮1610、计数轮1613、第二倒带轮1611以及第三倒带轮1612传送，当检测传感器160检测到计数轮1613旋转一圈，即空白滤膜13传送至β射线检测组件15处时，检测传感器160发送信号至控制装置19，以使得第二驱动机构161停止工作，打开分设于滤膜13两侧的β射线放射源151和β闪烁探测器152，并记录β闪烁探测器152检测的β射线放射源151穿过空白的滤膜13的β射线强度n1，记录完毕后发送信号至控制装置19，所述控制装置19驱动第一驱动机构162的电机163工作，所述滤膜13在第一纸带芯轴167的带动下反转，此时第一纸带芯轴167作为主动齿轮，所述第二纸带芯轴168作为从动齿轮，当检测传感器160检测到所述计数轮1613旋转一周，发送指令给控制装置19，则电机163停止工作，此时空白检测后滤膜13被β射线放射源151穿透处传送到第一腔室14的第一通孔的下方，控制装置19发送控制指令至第三驱动机构，所述第三驱动机构根据来自所述控制装置19的控制指令驱动密封组件17向上移动，直至将滤膜13夹紧在其与第一腔室14下端面之间，此时打开吸气泵，吸气泵抽气，开始采样，空气从空气颗粒物切割器120进入，通过进气管121依次穿过第一腔室14、滤膜13以及第二腔室171，并从出气管122排出，滤膜13捕获空气中的颗粒物，采样结束后控制装置19控制第三驱动机构以带动密封组件17向下移动，使滤膜13与密封组件17分离，且驱动所述第二驱动机构161的电机163工作以带动滤膜13正转，当检测传感器160检测到所述计数轮1613旋转一周，则发送指令给控制装置19，以使得第二驱动机构161的电机163停止工作，此时滤膜13捕获有颗粒物处传送至β射线检测组件15处，打开分设于滤膜13两侧的β射线放射源151和β闪烁探测器152，以检测并记录β射线放射源151穿过捕获有颗粒物的滤膜13的β射线强度n2，根据两次检测的β射线的通过率可计算出空气的颗粒物浓度。
本申请的空气质量检测装置中的主机1体积较小，便于携带，可作为车载仪器使用，其置于减震装置5上以降低车辆颠簸对主机1的影响，且外接有散热装置4，当主机1内的浓度检测装置10及x荧光检测组件20工作时，散热装置4中的油泵43同时循环，回路中的散热油将x射线管201产生的热量带走，并通过散热组件42中的散热风扇422散热，再通过油泵43将冷却后的散热油泵43入x射线管201，以保证空气质量检测装置的正常工作。可理解地，所述主机1和散热装置4也可放置于监测站使用，或者是两者一起置于机柜中，再放置于监测站使用，
综上所述，本发明的空气质量检测装置中的主机连接有散热装置以确保其正常工作，且其体积较小，便于携带，可作为车载仪器使用，其不受地点限制，可随时将设备进行移动以在线检测不同地区的空气中颗粒物浓度和重金属含量，即通过主机上设置的样品收集装置，与样品收集装置连通的浓度检测装置及x荧光检测组件，可检测空气样品颗粒物浓度和重金属含量，且所述主机通过油路接口与散热装置连接，即通过管路将散热组件、x射线管、油泵以及油杯依次连接形成回路，x射线管工作时，油杯中的散热油灌满整个回路，然后通过油泵使得回路中的散热油循环流动，并通过散热组件对散热油进行散热，再通过油泵将冷却的散热油泵入x射线管，以将x射线管工作所产生的热量带走，以保证空气质量检测装置的正常工作。
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。