移動式PM2.5的檢測系統技術方案

本發明專利技術公開了一種移動式PM2.5的檢測系統，該系統包括：空氣采集單元、定位單元、PM2.5檢測單元、視頻單元、氣象單元與信息處理單元。通過采用本發明專利技術公開的系統，一方面，使得監測本地區各區域的空氣污染層度更加機動靈活，自動繪制本地區空氣污染濃度分布圖，便于確定本區域內的重污染區，以及污染源；另一方面，可以根據需要方便快捷的添加所需要的相關設備，分析本地區各區域PM2.5中的主要成分構成；同時，綜合考慮本地區各區域的氣象因素、綠化因素、建筑物布局規劃等因素，分析本區域內空氣污染的原因，為制定本區域PM2.5治理措施提供科學合理的依據。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及環境檢測
，尤其涉及一種移動式PM2. 5的檢測系統。
技術介紹
從2013年以來，全國中東部地區陷入嚴重的霧霾和污染天中，中央氣象臺將大霧 藍色預警升級至黃色預警，從東北到西北，從華北到中部導致黃淮、江南地區，都出現大范 圍的重度和嚴重污染。霧霾是特定氣候條件與人類活動相互作用的結果，其主要構成成分 是PM2. 5 ;所謂的PM2. 5是指漂浮在空氣中直徑小于2. 5微米的固體懸浮物。由于其可以 被直接吸入肺部并且嚴重影響了人們身體健康進而引起人們的廣泛關注。此外，霧霾天氣 嚴重的影響了出行能見度，進而影響交通運輸安全，不利于社會經濟的發展。 PM2. 5的來源是多元化的，主要由工業生產、自然風化、建筑揚塵、機動車尾氣排 放、餐館油煙排放等途徑進入空氣中。對于PM2. 5影響因數眾多，例如氣象因數、城市建筑 規劃、城市綠化植物等。而目前空氣污染監測的方法是使用昂貴的固定設備監測或者是專 一的監測設備，在污染測量中是一種粗粒度系統，只能獲取少量的污染信息，以粗粒度系統 方式獲取的原始數據，通過擴散模型推斷空氣污染的濃度和范圍。大范圍部署這種系統又 受其昂貴的成本限制，不適于推廣。同時，固定式設備無法根據監測需求靈活地改變監測。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供移動式PM2. 5的檢測系統，可以靈活的對本地區不同區域的 PM2. 5進行監測，定位重污染區，分析本地區PM2. 5影響因數，幫助制定全面綜合的行之有 效的空氣污染治理措施。 本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的： 一種移動式PM2. 5的檢測系統，該系統包括：空氣采集單元、定位單元、PM2. 5檢測 單元、視頻單元、氣象單元與信息處理單元； 其中，所述空氣采集單元，用于采集監測區域的樣本氣體，并傳輸至PM2. 5檢測單 元； 所述定位單元，用于定位監測區域的位置信息，并傳輸給信息處理單元； 所述視頻單元，用于采集當檢測到的PM2. 5高于閾值時，采集車輛的外部環境數 據并傳輸給信息處理單元； 所述氣象單元，用于采集監測區域的溫濕度、車速數據、氣壓及風速數據，并傳輸 給信息處理單元； 所述PM2. 5檢測單元，用于對監測區域的空氣進行分析，并將分析結果傳輸給信 息處理單元； 信息處理單元，用于根據定位單元發送的數據確定監測區域的準確位置，以及根 據氣象單元與PM2. 5檢測單元所發送的數據確定該監測區域的PM2. 5濃度；還用于將定位 單元、視頻單元、氣象單元發送的數據以及監測區域的PM2. 5濃度數據發送至計算機； 計算機，用于對接收到的數據進行分析，確定空氣污染源以及繪制污染濃度分布 圖。 所述空氣采集單元包括：吸嘴、吸氣泵、空氣過濾器、消聲器、熱稀釋器； 其中，吸嘴位于車輛的尾部車窗兩側，吸嘴連接到車內的吸氣泵的進氣口，吸氣泵 的出氣口連接到熱稀釋器的進氣口端，熱稀釋器的出氣口接到過濾器的進氣口，空氣過濾 器出氣口接消聲器的一端，消聲器的另一端連接到PM2. 5檢測單元上。 所述熱稀釋器包括：加熱裝置和氣體稀釋裝置； 當監測區域的溫濕度超過閾值時，加熱裝置開始工作對通過的樣本氣體進行加 熱，再經由氣體稀釋裝置與標準稀釋氣體均勻混合。 所述PM2. 5檢測單元包括：激光發射器、斬波器、采樣腔體、鎖相器與激光接收器； 所述激光發射器產生的激光信號，依次經過斬波器與采樣腔體傳入激光接收器； 其中，激光信號經過斬波器調制頻率后，經由斬波器將一部分調頻后的激光信號 傳入鎖相器，另一部分傳入采樣腔體；鎖相器將接收到的激光信號傳送給信息處理單元； 所述采樣腔體兩端安裝有特定波長范圍內激光透過的透鏡，采樣腔體中心位置處 裝有微音器，微音器將接收到采樣腔體中的樣本氣體由于熱運動而產生的聲音信號傳送給 信息處理單元，經過采樣腔體后的激光信號被激光接收器接收，并傳送給信息處理單元。 所述斬波器包括：電機、轉軸、扇葉盤與光敏管； 電機通過轉軸帶動扇葉以一定的恒定速度轉動，當激光信號A傳入斬波器時，激 光信號A轉化具為有一定占空比的激光信號B，并傳入采樣腔體；扇葉盤為絕對對稱的圓形結構，其轉動時激光信號被擋的同時，光敏管上自有的 光信號也被遮擋，產生具有一定頻率的信號C，并傳入鎖相器； 其中，激光信號C與激光信號B同步且具有相同的占空比。 所述氣象單元包括：溫濕度傳感器、車速傳感器、氣壓傳感器以及風速傳感器，分 別用于實時采集溫濕度、車速、氣壓及風速。 由上述本專利技術提供的技術方案可以看出，一方面，使得監測本地區各區域的空氣 污染濃度更加機動靈活，自動繪制本地區空氣污染濃度分布圖，便于確定本區域內的重污 染區，以及污染源；另一方面，可以根據需要方便快捷的添加所需要的相關設備，分析本地 區各區域PM2. 5中的主要成分構成；同時，綜合考慮本地區各區域的氣象因素、綠化因素、 建筑物布局規劃等因素，分析本區域內空氣污染的原因，為制定本區域PM2. 5治理措施提 供科學合理的依據。【附圖說明】 為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本 領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他 附圖。 圖1為本專利技術實施例提供的一種移動式PM2. 5的檢測系統的結構示意圖；圖2為本專利技術實施例提供的空氣采集單元的示意圖； 圖3為本專利技術實施例提供的PM2. 5檢測單元的示意圖； 圖4為本專利技術實施例提供的斬波器的示意圖；圖5為本專利技術實施例提供的采樣腔體的示意圖。【具體實施方式】 下面結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本 專利技術的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施 例，都屬于本專利技術的保護范圍。本專利技術實施例提供的移動式PM2. 5的檢測系統是一種細粒度系統，這種細粒度的 檢測系統可以更為頻繁和密集的監測空氣污染。同時，該系統可以精確的繪制出本地區空 氣污染濃度分布圖，確定重污染區域以及該污染區域的主要成分，分析污染源，輔助后期制 定行之有效的治理措施。下面針對該系統做進一步說明。 圖1為本專利技術實施例提供的一種移動式PM2. 5的檢測系統的結構示意圖。如圖1 所示，該系統主要包括：空氣采集單元、定位單元、PM2. 5檢測單元、視頻單元、氣象單元與 信息處理單元。 1、空氣采集單元，用于采集監測區域的樣本氣體，并傳輸至PM2. 5檢測單元； 如圖2所示，所述空氣采集單元主要包括：吸嘴、吸氣泵、空氣過濾器、消聲器、熱 稀釋器。 其中，吸嘴位于車輛的尾部車窗兩側，吸嘴連接到車內的吸氣泵的進氣口，吸氣泵 的出氣口連接到熱稀釋器的進氣口端，熱稀釋器的出氣口接到過濾器的進氣口，空氣過濾 器出氣口接消聲器的一端，消聲器的另一端連接到PM2.當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種移動式PM2.5的檢測系統，其特征在于，該系統包括：空氣采集單元、定位單元、PM2.5檢測單元、視頻單元、氣象單元與信息處理單元；其中，所述空氣采集單元，用于采集監測區域的樣本氣體，并傳輸至PM2.5檢測單元；所述定位單元，用于定位監測區域的位置信息，并傳輸給信息處理單元；所述視頻單元，用于采集當檢測到的PM2.5高于閾值時，采集車輛的外部環境數據并傳輸給信息處理單元；所述氣象單元，用于采集監測區域的溫濕度、車速數據、氣壓及風速數據，并傳輸給信息處理單元；所述PM2.5檢測單元，用于對監測區域的空氣進行分析，并將分析結果傳輸給信息處理單元；信息處理單元，用于根據定位單元發送的數據確定監測區域的準確位置，以及根據氣象單元與PM2.5檢測單元所發送的數據確定該監測區域的PM2.5濃度；還用于將定位單元、視頻單元、氣象單元發送的數據以及監測區域的PM2.5濃度數據發送至計算機；計算機，用于對接收到的數據進行分析，確定空氣污染源以及繪制污染濃度分布圖。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：康宇，陳守勝，崔凌云，
申請(專利權)人：中國科學技術大學，
類型：發明
國別省市：安徽;34