专利名称：具有实时监测功能的采集器的制作方法
技术领域：
本发明涉及大气中的颗粒采样的设备领域技术，尤其是指一种具有实时监测功能的采集器。
背景技术：
随着工业的发展，大气中的颗粒污染物程度不断增加，这些颗粒污染物会吸附空气中能损害神经系统和致癌等各种有害物质，给环境和人类健康带来很多负面影响。而如何对大气中的颗粒物进行粒度分级与标定，是研究和解决大气颗粒物污染的首要问题。人们采用粒子采样系统来获取空气中相应级别的颗粒物，以对大气质量或污染指数等进行有效检测和分析。通常，采用撞击式采样器来进行粒度分级采样，目前的分级冲撞器的结构主要包括有壳体和设置于壳体中的采样通道，沿该采样通道中气流方向依次设置有多级冲撞采集组，气体进入采样通道后依次流经多级冲撞采集组，各种不同粒径的颗粒物(例如PM10、PM2. 5,PMl及ΡΜ0. I等纳米颗粒物)被分离开来，将这些在分级的微粒称量、分析，就可获得反映空气质量或污染指数的数据。上述将采集到的颗粒物进行称量、分析、计算的过程复杂、繁琐，因此，需研究出一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种具有实时监测功能的采集器，其能实时、精确监测出第二采集单元上所捕集细颗粒物的浓度。为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案
一种具有实时监测功能的采集器，包括有激光发射装置、细颗粒物采集装置及激光接收装置；
其中，该细颗粒物采集装置包括壳体、彼此相隔设置于壳体中的采样通道和分级通
道;
该壳体顶端开设有总进气口，该分级通道两端分别形成有第一进气口、第一出气口，该第一进气口间距设置于总进气口下方且与总进气口相正对，该总进气口于竖直方向投影于第一进气口所在平面的投影区域完全位于第一进气口内；该分级通道内于第一进气口和第一出气口之间设置有用于捕集粗颗粒物的第一采集单元；该第一出气口开设于壳体侧面，并第一出气口处连接有第一抽吸泵；
该采样通道两端分别形成有第二进气口、第二出气口 ；该第二进气口通过第一进气口与总进气口间的间距与总进气口斜向相通，该第二出气口开设于壳体上且该第二出气口处连接有第二抽吸泵；该采样通道内于第二进气口和第二出气口之间设置有阻挡板，该阻挡板上开设有导流孔，于该导流孔内设置有用于捕集细颗粒物的第二采集单元；
该激光发射装置位于前述采样通道内且位于导流孔正上方位置，该激光发射装置发射出正对导流孔并穿过第二采集单元的激光束；前述第二采集单元与第二出气口之间的气流方向相对激光束方向斜向设置；
该激光接收装置包括接收单元和计算单元，该接收单元位于导流孔正下方，该激光发射装置发射的激光束经第二采集单元后进入激光接收装置的接收单元，该计算单元根据接收单元所测光强信号计算出第二采集单元上所捕集细颗粒物的浓度。 作为一种优选方案，所述第二采集单元系金属网。作为一种优选方案，还设置有固定板，前述金属网置于固定板上。作为一种优选方案，所述金属网设置于固定板的中心位置。作为一种优选方案，所述固定板上于中心金属网外围均布式环设有多个金属网。作为一种优选方案，所述第二采集单元系若干相互缠绕式填充于导流孔内的金属纤维丝。作为一种优选方案，所述导流孔开设于阻挡板的中心位置。作为一种优选方案，所述阻挡板上于中心导流孔外围均布式环设有多个导流孔。作为一种优选方案，所述阻挡板上自导流孔内壁面上端斜向上形成有引流斜面。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要系利用分级通道对进入壳体内的气体进行首次颗粒分级，较大颗粒经由分级通道排出，所需监测的较细颗粒进入采样通道内，并较细颗粒物被捕集于第二采集单元上，通过激光发射装置发射激光束经过第二采集单元然后打到激光接收装置的接收器上，以激光束经过第二采集单元上的颗粒物后激光的衰减和光的散射为依据，计算单元根据接收单元所测光强信号计算出第二采集单元上所捕集细颗粒物的浓度，其能够进行实时监测且监测结果精确，省去了传统技术中将采集到的颗粒物进行称量、分析、计算的复杂过程，给人们带来了便利。为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
图I是本发明之较佳实施例的整体结构截面示意图2是本发明之另一实施例的整体结构截面示意图3是图2中所示金属网的具体结构示意图4是单个金属网于固定板上的分布结构示意图5是多个金属网于固定板上的分布结构示意图6是本发明之较佳实施例中阻挡板上导流孔的分布位置示意图；图7是本发明之较佳实施例中阻挡板上导流孔的分布位置示意图；图8是图7中M-M处的截面放大示意图。附图标识说明
10、激光发射装置20、细颗粒物采集装置
21、壳体211、总进气口
212、第一进气口213、分级通道
214、第一出气口215、第一抽吸泵
216、第一采集单元22、第二进气口
23、第二出气口241、导流孔
24、阻挡板242、引流斜面
251、金属网
252、固定板
25、第二采集单元2511、细孔
26、采样通道
27、第二抽吸泵31、接收单元
30、激光接收装置32、计算单元 。
具体实施例方式请参照图I所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有激光发射装置10、细颗粒物采集装置20及激光接收装置30。其中，该细颗粒物采集装置20包括壳体21、彼此相隔设置于壳体21中的分级通道213和采样通道26 ；
该壳体21顶端开设有总进气口 211，该分级通道213两端分别形成有第一进气口 212、第一出气口 214，该第一进气口 212间距设置于总进气口 211下方且与总进气口 211相正对，该总进气口 211于竖直方向投影于第一进气口 212所在平面的投影区域完全位于第一进气口 212内；该分级通道内于第一进气口和第一出气口之间设置有用于捕集粗颗粒物的第一采集单元，人们可以对相应级别的粗颗粒物进行采样分析；该第一出气口 212开设于壳体21侧面，并第一出气口 214处连接有第一抽吸泵215 ;需要说明的是，前述第一采集单元可以采用常规设计的用于捕集颗粒物的滤膜结构，或者，采用下述第二采集单元所实施的具体结构设计亦可，在此不作限制。该采样通道26两端分别形成有第二进气口 22、第二出气口 23 ;该第二进气口 22通过第一进气口 212与总进气口 211间的间距与总进气口 211斜向相通，该第二出气口 22开设于壳体21上且该第二出气口 23处连接有第二抽吸泵27;该采样通道26内于第二进气口 22和第二出气口 23之间设置有阻挡板24，该阻挡板24上开设有导流孔241，阻挡板
24上自导流孔241内壁面上端斜向上形成有引流斜面242，于该导流孔241内设置有用于捕集细颗粒物的第二采集单元25。如图I所示，该第二采集单元25系填充于导流孔241内的若干相互缠绕的金属纤维丝。当然，前述第二采集单元25也可设计为金属网或者其它合适结构，如图2至图3所示，前述第二采集单元25系金属网结构，该若干层金属金属网251上下叠置于一起(如图2所不)，相邻的两层金属金属网251上的细孔2511错开设置,且相邻两层金属网251之间形成有间隙。金属网251可以安装于固定板252上，并至少固定板252的上端凸出于金属网251的上表面,如此,直接将多层金属网251叠加即可；金属网251于固定板252上的设置位置可以有多种，例如，如图4所示，金属网251布置位置为一个，其设置于固定板252的中心位置；如图5所示，每层金属网包括有水平间距设置的多个金属网251，其中一个金属网251位于固定板252中心位置，其余金属网251均布式环设于中心金属网251外围，如此结构设计，使得气流更为均匀，更利于采集颗粒物。如图6至图8所示，前述阻挡板24上的导流孔241分布位置也可以有多种，例如，如图2所示，该导流孔241为一个，其位于阻挡板24的中心位置；如图3和图4所示，导流孔241为多个，其阻挡板24的中心位置开设有一个导流孔，其余导流孔均布式环设于中心导流孔外围，具体导流孔大小及数量在此并不作任何限定。该激光发射装置10位于前述采样通道26内且位于导流孔241正上方位置，该激光发射装置10发射出正对导流孔241并穿过第二采集单元25的激光束；前述第二采集单元25与第二出气口 23之间的气流方向相对激光束方向斜向设置；如图I和图2所示，该第二出气口 23开设于壳体21侧面，其连通壳体21侧壁内外，并利用第二抽吸泵27对其进行抽吸以形成定向的气流，如此结构设计，将气体经由下述第二采集单元25后于壳体21侧面的出气口 23流走；当然，第二出气口 23的设计位置及结构并非局限于此，其可以设计于壳体21下方等，只要第二出气口 23不对着激光接收装置30，以避免了气流进入激光接收装置30内即可。该激光接收装置30包括接收单元和计算单元，该接收单元位于导流孔241正下方，该激光发射装置10发射的激光束经第二采集单元25后进入激光接收装置30的接收单元，该计算单元根据接收单元所测光强计算出第二采集单元24上所捕集细颗粒物的浓度。简述本发明的工作原理如下
一、气体经由总进气口进入壳体内后，由于前述第一抽吸泵、第二抽吸泵的不同设置，利用分级通道对进入壳体内的气体进行首次颗粒分级，较大颗粒被捕集于第一采集单元上，滤过的颗粒随同气体经由分级通道排出，所需监测的较细颗粒(例如PM2.5)随同气体进入采样通道内；
二、在前述PM2.5气流进入采样通道之前，激光发射装置10正对导流孔241发射激光束，激光束经过第二采集单元25 (此时第二采集单元25上未捕集颗粒物)然后打到激光接收装置30的接收单元31上，该接收单元31所测得初始光强信号并传输至计算单元32 ；
三、前述PM2.5气流经第二进气口 22进入采样通道内，部分细颗粒物受第二采集单元
25阻挡而停留于第二采集单元25上；
激光发射装置10正对导流孔241发射激光束，激光束经过第二采集单元25 (此时第二采集单元25上捕集有颗粒物)然后打到激光接收装置30的接收单元31上，该接收单元31所测得实时光强信号并传输至计算单元32 ;随着第二采集单元25上所捕集的颗粒物增多时，激光束经过第二采集单元25后的光强会逐渐衰减，如此依据激光束的光强变化通过计算单元25可实时运算出第二采集单元25上所捕集细颗粒物的浓度。本发明的设计重点在于，主要系利用分级通道对进入壳体内的气体进行首次颗粒分级，较大颗粒经由分级通道排出，所需监测的较细颗粒进入采样通道内，并较细颗粒物被捕集于第二采集单元上，通过激光发射装置发射激光束经过第二采集单元然后打到激光接收装置的接收器上，以激光束经过第二采集单元上的颗粒物后激光的衰减和光的散射为依据，计算单元根据接收单元所测光强信号计算出第二采集单元上所捕集细颗粒物的浓度，其能够进行实时监测且监测结果精确，省去了传统技术中将采集到的颗粒物进行称量、分析、计算的复杂过程，给人们带来了便利。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种具有实时监测功能的采集器，其特征在于包括有激光发射装置、细颗粒物采集装置及激光接收装置；其中，该细颗粒物采集装置包括壳体、彼此相隔设置于壳体中的采样通道和分级通道;该壳体顶端开设有总进气口，该分级通道两端分别形成有第一进气口、第一出气口，该第一进气口间距设置于总进气口下方且与总进气口相正对，该总进气口于竖直方向投影于第一进气口所在平面的投影区域完全位于第一进气口内；该分级通道内于第一进气口和第一出气口之间设置有用于捕集粗颗粒物的第一采集单元；该第一出气口开设于壳体侧面，并第一出气口处连接有第一抽吸泵；该采样通道两端分别形成有第二进气口、第二出气口 ；该第二进气口通过第一进气口与总进气口间的间距与总进气口斜向相通，该第二出气口开设于壳体上且该第二出气口处连接有第二抽吸泵；该采样通道内于第二进气口和第二出气口之间设置有阻挡板，该阻挡板上开设有导流孔，于该导流孔内设置有用于捕集细颗粒物的第二采集单元；该激光发射装置位于前述采样通道内且位于导流孔正上方位置，该激光发射装置发射出正对导流孔并穿过第二采集单元的激光束；前述第二采集单元与第二出气口之间的气流方向相对激光束方向斜向设置；该激光接收装置包括接收单元和计算单元，该接收单元位于导流孔正下方，该激光发射装置发射的激光束经第二采集单元后进入激光接收装置的接收单元，该计算单元根据接收单元所测光强信号计算出第二采集单元上所捕集细颗粒物的浓度。
2.根据权利要求I所述的具有实时监测功能的采集器，其特征在于所述第二采集单兀系金属网。
3.根据权利要求2所述的具有实时监测功能的采集器，其特征在于还设置有固定板，前述金属网置于固定板上。
4.根据权利要求3所述的具有实时监测功能的采集器，其特征在于所述金属网设置于固定板的中心位置。
5.根据权利要求4所述的具有实时监测功能的采集器，其特征在于所述固定板上于中心金属网外围均布式环设有多个金属网。
6.根据权利要求I所述的具有实时监测功能的采集器，其特征在于所述第二采集单元系若干相互缠绕式填充于导流孔内的金属纤维丝。
7.根据权利要求I所述的具有实时监测功能的采集器，其特征在于所述导流孔开设于阻挡板的中心位置。
8.根据权利要求7所述的具有实时监测功能的采集器，其特征在于所述阻挡板上于中心导流孔外围均布式环设有多个导流孔。
9.根据权利要求I所述的具有实时监测功能的采集器，其特征在于所述阻挡板上自导流孔内壁面上端斜向上形成有引流斜面。
全文摘要
本发明公开一种具有实时监测功能的采集器，包括激光发射装置、细颗粒物采集装置及激光接收装置；该细颗粒物采集装置包括壳体、彼此相隔设置于壳体中的采样通道和分级通道；分级通道对进入壳体内的气体进行首次颗粒分级，较大颗粒经由分级通道排出，所需监测的较细颗粒进入采样通道内；采样通道内设置有阻挡板，该阻挡板上开设有导流孔，于该导流孔内设置有用于捕集细颗粒物的第二采集单元；该激光发射装置位于导流孔正上方位置，该激光接收装置的接收单元位于导流孔正下方，激光发射装置发射的激光束经第二采集单元后进入激光接收装置的接收单元，该激光接收装置的计算单元根据接收单元所测光强信号计算出第二采集单元上所捕集细颗粒物的浓度。
文档编号G01N15/06GK102914491SQ201210399690
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者白云鹤, 范洪波, 段广亮, 肖丽莎, 王莘 申请人:东莞市汇海环�？萍加邢薰�
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