一種pm2.5監測儀的製作方法
2023-09-21 09:13:55
一種pm2.5監測儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種PM2.5監測儀，具體包含：空氣採集裝置、太赫茲監測裝置、數據輸出裝置；所述空氣採集裝置，用以獲取空氣中的PM2.5；所述太赫茲監測裝置與空氣採集裝置相連，用於檢測所述空氣採集裝置獲取的附著有PM2.5的濾膜，獲得當前空氣中PM2.5數據並輸出；所述數據輸出裝置與太赫茲監測裝置，用以將接收到的PM2.5輸出顯示。利用本實用新型測量大氣中PM2.5濃度值，結構簡單，測量結果精確度高、儀器穩定性好。並且能適用於不同環境。
【專利說明】—種PM2.5監測儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及環境監測領域，尤其是一種PM2.5監測儀。
【背景技術】
[0002]我國城市環境空氣已從煤煙型汙染轉變為複合型汙染，這種複合型汙染為機動車排放、燃煤排放和顆粒物汙染的複合。大氣中微粒動力學直徑小於等於2.5微米的顆粒物就是PM2.5，因其能夠進入人體肺泡，故又稱為可入肺顆粒物。PM2.5由直接排入空氣中的一次微粒物和空氣中的氣態汙染物通過化學轉化形成的二次微粒組成。PM2.5毒性較大，對空氣汙染、大氣能見度、人體健康以及大氣能量平衡都有很大的影響。2012年2月，國務院發布新修訂的《環境空氣品質標準》增加了 PM2.5的監測指標，因此，PM2.5已成為國內外城市大氣汙染的首要汙染物。
[0003]目前，檢測PM2.5重量主要分為兩個步驟，即把PM2.5與較大的顆粒物分離，以及測定分離出來的PM2.5重量。國內外分離PM2.5的方法基本一致，由具有特式結構的切割器以及其產生的特定空氣流速達到分離效果，對於PM2.5重量的測量，主要有重量法、β射線吸收法以及微量振蕩天平法。這兩種方法都需要對濾膜中的ΡΜ2.5進行重複測量，在每次從收集處轉移到測量處期間，該ΡΜ2.5樣品也更加容易出現誤差，同時，我們現階段採用的ΡΜ2.5監測器大部分是從國外進口，不僅價格高昂而且還有一定的技術壁壘，因此，我們迫切需要研發自主智慧財產權的ΡΜ2.5監測儀器。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於克服現有技術中存在的不足，提供一種ΡΜ2.5監測儀，該監測儀器結構緊湊合理，工藝操作簡單方便，對ΡΜ2.5檢測精度高、裝置穩定性好，適應範圍廣、安全可靠。
[0005]為達上訴目的，本實用新型提供一種ΡΜ2.5監測儀，所述監測儀包含:空氣採集裝置、太赫茲監測裝置、數據輸出裝置；所述空氣採集裝置，用以獲取空氣中的ΡΜ2.5 ;所述太赫茲監測裝置與空氣採集裝置相連，用於檢測所述空氣採集裝置獲取的空氣中的ΡΜ2.5，獲得當前空氣中ΡΜ2.5數據並輸出；所述數據輸出裝置與太赫茲監測裝置，用以將接收到的ΡΜ2.5輸出顯示。
[0006]在上述技術方案中，所述空氣採集裝置包括控制電路、抽氣泵、過濾器；所述控制電路，用以控制抽氣泵抽取空氣；所述抽氣泵與控制電路相連，用以抽取空氣；所述過濾器與抽氣泵相連，用以過濾抽氣泵所抽取空氣的ΡΜ2.5物質。
[0007]在上述技術方案中，所述過濾器還包含一濾膜，通過所述濾膜過濾空氣中的ΡΜ2.5，所述濾膜為石英纖維濾膜或聚四氟乙烯薄膜濾膜。
[0008]在上述技術方案中，所述濾膜直徑為47mm。
[0009]在上述技術方案中，所述太赫茲監測裝置包括探測器與接收器，所述探測器與接收器設置於所述濾膜兩側，用於檢測所述空氣採集裝置獲取的空氣中的PM2.5特徵標識峰。
[0010]在上述技術方案中，所述探測器與接收器為全光纖式連接。
[0011 ] 在上述技術方案中，所述空氣採集裝置還包含一溫度和溼度傳感器，所述溫度和溼度傳感器設置於所述抽氣泵上。
[0012]在上述技術方案中，所述空氣採集裝置還包含一雨水分離器，所述雨水分離器設置於所述抽氣泵上。
[0013]本實用新型的有益技術效果在於:本實用新型利用太赫茲時域光譜技術測量大氣中PM2.5濃度值，結構簡單，測量結果精確度高、儀器穩定性好。並且此PM2.5檢測器與國外同性能檢測器相比價格低廉，能適用於不同環境，是我國具有自主智慧財產權的PM2.5監測器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型PM2.5監測裝置的整體結構示意圖；
[0015]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0016]1-溫度和溼度傳感器；
[0017]2-雨水分離器；
[0018]3_ 濾膜；
[0019]4-太赫茲雷射器；
[0020]5-太赫茲探測器；
[0021]6-太赫茲接收器；
[0022]7-空氣採集裝置；
[0023]8-數據輸出裝置。
【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0025]如圖1所示，本實用新型提供一種PM2.5監測儀，所述監測儀包含:空氣採集裝置、太赫茲監測裝置、數據輸出裝置三部分；
[0026]其中空氣採集裝置7，主要是用以收集空氣中PM2.5 ;具體包括利用空氣採集器進行採集，製備附著不同重量PM2.5的濾膜樣品。採集時，採集器進氣口距離地面高度大於lm，且採集點周圍30cm內沒有障礙物影響空氣流通。用以減少空氣內影響監測的物質攝入，保障監測的質量。
[0027]其中太赫茲監測裝置與空氣採集裝置相連，用於檢測所述空氣採集裝置獲取的空氣中的PM2.5，獲得當前空氣中PM2.5數據並輸出；本實用新型中的太赫茲檢測裝置7為高度集成裝置，太赫茲探測器和接收器為全光纖式連接，能很好的與空氣採集裝置7和數據輸出裝置8集成到一起。檢測時，為了提高精度，每個樣品均重複測量三次，取其平均值作為最終的樣品信號。
[0028]其中數據輸出裝置8與太赫茲監測裝置7，用以將接收到的PM2.5輸出顯示。
[0029]在上述技術方案中，採集時，空氣採集裝置進氣口距離地面高度不小於1.0m，進氣口空氣速度為0-16.7L/min，且採集點周圍30cm內沒有障礙物影響空氣流通。採集器中的濾膜一般為Teflon薄膜濾膜或者石英纖維濾膜等合適的材質；濾膜尺寸有37mm、47mm、81mm、90mm等尺寸,本實用新型中使用的採集濾膜是直徑為47mm的石英纖維濾膜,石英在太赫茲波段吸收較弱，能夠很好地避免濾膜對實驗結果的影響。
[0030]本實用新型一優選的實施例中，空氣採集裝置還可包括探測器和採集網管，探測器由抽氣泵、過濾器、雷射探測腔、控制電路和顯示電路等組成。此採集裝置中還包括溫度和溼度傳感器和與雨水分離器，以避免雨天或者大霧天空氣中水分、溫度等對檢測結果的影響；其中所述控制電路控制抽氣泵抽取空氣；所述抽氣泵與控制電路相連，用以抽取空氣；所述過濾器與抽氣泵相連，用以過濾抽氣泵所抽取空氣的PM2.5物質。
[0031]本實用新型通過上述方案，利用太赫茲時域光譜技術測量大氣中PM2.5濃度值，結構簡單，測量結果精確度高、儀器穩定性好。並且此PM2.5檢測器與國外同性能檢測器相比價格低廉，能適用於不同環境，是我國具有自主智慧財產權的PM2.5監測器。
[0032]再請參開圖1所示，圖中太赫茲檢測裝置7包括探測器與接收器，所述探測器5與接收器6設置於所述濾膜兩側，用於測量濾膜上PM2.5樣品，並將該樣品信息輸出。
[0033]本實用新型一優選的實施例中，太赫茲檢測裝置可以是高度集成的太赫茲時域光譜檢測裝置也可以是手工搭建的開放式太赫茲檢測裝置，太赫茲探測器和接收器為全光纖探測器和接收器。
[0034]在實際工作中，PM2.5監測儀監測PM2.5濃度，具體可如下操作:
[0035]首先，通過透射式太赫茲監測裝置上測量透過空白濾膜，作為參考值；
[0036]然後，利用空氣採集器進行採集，採集時，採集器進氣口距離地面高度為1.5m,進氣口空氣速度為9.0L/min，且採集點周圍30cm內沒有障礙物影響空氣流通。鑑於，太赫茲監測裝置發射的太赫茲輻射頻率對分子結構和構象的微小差別非常敏感，能夠快速辨別和分析不同組成、不同成分的樣品，在此處將太赫茲時域光譜技術應用到PM2.5濃度的檢測中，可得到明顯的頻譜特徵；因此，本實用新型中，在空氣採集器採集的同時；太赫茲監測裝置對採集器口連接的過濾器中的濾膜進行監測並持續輸出該監測目標的對應頻譜圖。以此，得到較為穩定的即時PM2.5信息數據。
[0037]最後，數據輸出裝置接收到該對應頻譜圖，輸出至顯示模塊顯示輸出，此時，工作人員可直觀了解到當時的PM2.5信息及監測期間PM2.5的變化情況。
[0038]通過上述方案，工作人員可即時了解到當時的PM2.5濃度信息，且中途不用頻繁測驗，移動濾膜；以此，不但減少濾膜樣品誤差的問題，同時本實用新型提供的裝置更為簡便，利用太赫茲時域光譜技術測量大氣中PM2.5濃度值，結構簡單，測量結果精確度高、儀器穩定性好。並且此PM2.5檢測器與國外同性能檢測器相比價格低廉，能適用於不同環境，是我國具有自主智慧財產權的PM2.5監測器。利用太赫茲時域光譜技術測量大氣中PM2.5濃度值，結構簡單，測量結果精確度高、儀器穩定性好。並且此PM2.5檢測器與國外同性能檢測器相比價格低廉，能適用於不同環境，是我國具有自主智慧財產權的PM2.5監測器。
[0039]以上通過具體的和優選的實施例詳細的描述了本實用新型，但本領域技術人員應該明白，本實用新型並不局限於以上所述實施例，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種PM2.5監測儀，其特徵在於，所述監測儀包含:空氣採集裝置、太赫茲監測裝置、數據輸出裝置； 所述空氣採集裝置包括控制電路、抽氣泵、過濾器； 所述控制電路，用以控制抽氣泵抽取空氣；所述抽氣泵與控制電路相連，用以抽取空氣；所述過濾器與抽氣泵相連，用以過濾抽氣泵所抽取空氣的PM2.5物質； 所述太赫茲監測裝置與空氣採集裝置相連，用於檢測所述空氣採集裝置獲取的空氣中的PM2.5，獲得當前空氣中PM2.5數據並輸出； 所述數據輸出裝置與太赫茲監測裝置相連，用以將接收到的PM2.5輸出顯示。
2.根據權利要求1所述的PM2.5監測儀，其特徵在於，所述過濾器還包含一濾膜，通過所述濾膜過濾空氣中的PM2.5，所述濾膜為石英纖維濾膜或聚四氟乙烯薄膜濾膜。
3.根據權利要求2所述的PM2.5監測儀，其特徵在於，所述濾膜直徑為47mm。
4.根據權利要求2所述的PM2.5監測儀，其特徵在於，所述太赫茲監測裝置包括探測器與接收器，所述探測器與接收器設置於所述濾膜兩側，用於檢測所述空氣採集裝置獲取的空氣中的PM2.5特徵標識峰。
5.根據權利要求4所述的PM2.5監測儀，其特徵在於，所述探測器與接收器為全光纖式連接。
6.根據權利要求1所述的PM2.5監測儀，其特徵在於，所述空氣採集裝置還包含一溫度和溼度傳感器，所述溫度和溼度傳感器設置於所述抽氣泵上。
7.根據權利要求1所述的PM2.5監測儀，其特徵在於，所述空氣採集裝置還包含一雨水分離器，所述雨水分離器設置於所述抽氣泵上。
【文檔編號】G01N15/06GK203981545SQ201420247514
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月14日 優先權日:2014年5月14日
【發明者】趙昆, 李倩, 張振偉, 張存林 申請人:中國石油大學(北京), 首都師範大學