一種檢測空氣中顆粒濃度的裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種檢測空氣中顆粒濃度的裝置，所述裝置包括發熱元件(4)、氣腔(5)和透明鏡面(6)，在發熱元件(4)和透明鏡面(6)之間存在熱泳效應，因此在熱泳力的作用下，氣腔(5)內的顆粒向透明鏡面(6)移動，并落于其上；所述裝置還包括發光元件(3)、數據接收單元(7)、數據處理單元(8)和顯示單元(9)，其中，發光元件(3)發出光線照射在透明鏡面(6)上，光線部分透過透明鏡面(6)在數據接收單元(7)上形成光斑，數據處理單元(8)對光斑進行處理得到空氣中顆粒濃度；本實用新型專利技術所述裝置結構新穎、簡單，易于大規模生產利用，并且其體積較小，便于攜帶，測量時不受地域限制，并且檢測結果準確。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及空氣質量檢測領域，尤其涉及空氣中顆粒濃度的檢測特別地，具體地，涉及一種檢測空氣中顆粒濃度的裝置。
技術介紹
近年來，我國許多城市出現灰霾天氣，使空氣混濁，能見度降低，形成灰霾天氣的主要原因是大氣中的顆粒污染物，這些顆粒污染物的主要來源是：汽車尾氣中排放的化合物、燃料燃燒釋放的大量粉塵、工業生產中排放的廢物、建材等行業制造的各種顆粒狀物質。大氣中的顆粒物主要包括：TSP、PM10和PM2.5，這些顆粒物被吸入人體后，會危害人類健康。目前，測量空氣中細顆粒濃度使用的方法一般為重量法、微量振蕩天平法、Beta射線法和光散射法。幾種方法各有優缺點，重量法較為直接，但是操作繁瑣，設備較為笨重；微量振蕩天平法比較可靠，但是不適合測量潮濕地區的顆粒濃度；Beta射線法不受顆粒粒徑、成分的影響，但是測量值一般偏高；光散射法設備體積小，方便攜帶，但是精度較低。
技術實現思路
為了克服上述問題，本專利技術人進行了銳意研究，設計出一種新型的檢測空氣中顆粒濃度的裝置，其中，所述裝置利于溫度梯度下的熱泳效應將空氣中的顆粒物沉積于透明鏡面上，然后對鏡面進行照射，由于鏡面上顆粒物的存在，使光線穿過鏡面后形成光斑，根據光斑面積與顆粒含量的關系即可求出空氣中顆粒濃度，從而完成本技術。本技術一方面提供了一種檢測空氣中顆粒濃度的裝置，具體體現在以下方面：(1)一種檢測空氣中顆粒濃度的裝置，其中，所述裝置包括殼體1，在殼體1內設置有發熱元件4和透明鏡面6，在發熱元件4和透明鏡面6之間為氣腔5，所述氣腔5用于放置待檢測顆粒濃度的空氣，所述發熱元件4用于在氣腔5內產生溫度梯度，進而賦予空氣中的顆粒熱泳力，所述透明鏡面6用于承載在熱泳力作用下沉積的顆粒；其中，所述殼體1呈直筒形，例如圓柱形直筒、方形直筒或多邊形直筒，優選為圓柱形直筒；和/或殼體1內部的發熱元件4和透明鏡面6分別與殼體1的內壁相抵；(2)根據上述(1)所述的裝置，其中，殼體1的長徑比為5:3；(3)根據上述(1)所述的裝置，其中，所述殼體呈圓形直筒狀；(4)根據上述(1)所述的裝置，其中，所述殼體1由絕熱材料制成，所述絕熱材料為玻璃纖維、石棉、巖棉、泡沫塑料或真空隔熱板，在所述絕緣材料的外側包裹有黑色鋁箔，用于屏蔽裝置外的雜光；(5)根據上述(1)所述的裝置，其中，在殼體1的外表面且位于發熱元件4的一側開設有發熱元件取放口閥門14，用于取出或放入發熱元件4；和/或在殼體1的外表面且位于氣腔5的一側開設有空氣進出口閥門15，用于空氣進出；(6)根據上述(1)所述的裝置，其中，所述發熱元件4為電阻平板；和/或所述透明鏡面6的表面為粗糙面，和/或，在透明鏡面6表面上涂抹透明的液體膠，其中，所述表面為對向發熱元件4的一面；(7)根據上述(1)至(6)之一所述的裝置，其中，在發熱元件4背向氣腔5的一側設置有發光元件3，任選地，還設置有電源2，其中，所述電源2用于為發光元件3提供電能；和/或所述發光元件3用于發射光線，并照射到沉積有顆粒的透明鏡面6上，光線穿過透明鏡面6后形成光斑；(8)根據上述(7)所述的裝置，其中，所述發光元件3的鏡面采用凹面鏡，用于使光線發散，以完全覆蓋透明鏡面6；(9)根據上述(1)至(6)之一所述的裝置，其中，在透明鏡面6背向氣腔5的一側沿光線方向依次設置有數據接收單元7、數據處理單元8和顯示單元9，其中，所述數據接收單元7用于感應光斑的面積，并將光信號轉換為電信號傳輸給數據處理單元8；所述數據處理單元8用于處理數據接收單元7傳輸的電信號，得到空氣中的顆粒濃度；(10)根據上述(9)所述的裝置，其中，所述數據接收單元7為感光器件，優選為光電二極管，更優選為雪崩光電二極管；和/或所述數據處理單元8為數據處理器，優選為高通驍龍600處理器；和/或所述顯示單元9為顯示器。附圖說明圖1示出本技術所述檢測空氣中顆粒濃度的裝置的結構示意圖。附圖標號說明：1-殼體14-發熱元件取放口閥門15-空氣進出口閥門2-電源3-發光元件4-發熱元件5-氣腔6-透明鏡面7-數據接收單元8-數據處理單元9-顯示單元具體實施方式下面通過附圖對本技術進一步詳細說明。通過這些說明，本技術的特點和優點將變得更為清楚明確。其中，盡管在附圖中示出了實施方式的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。本技術提供了一種檢測空氣中顆粒濃度的裝置，所述裝置包括殼體1，其中，在殼體1內設置有發熱元件4和透明鏡面6，并且，在發熱元件4和透明鏡面6之間為氣腔5；其中，所述氣腔5用于放置或盛放待檢測顆粒濃度的空氣；所述發熱元件4能夠發出熱量，用于產生熱泳力；所述透明鏡面6用于承載在熱泳力作用下沉積的顆粒。其中，發熱元件4發出熱量，使發熱元件4一側的溫度明顯高于透明鏡面6一側的溫度，因此，在氣腔5內形成溫度梯度，產生熱泳效應，賦予氣腔5內的顆粒熱泳力，即顆粒在熱泳效應(熱泳力)的作用從高溫區向低溫區移動，即從發熱元件4向透明鏡面5移動，并最終落在透明鏡面5上。在本技術中，所述熱泳力是指顆粒在熱泳效應下，由高溫區向低溫區運動的力。根據本技術一種優選的實施方式，所述發熱元件4為電阻平板。在進一步優選的實施方式中，所述電阻平板自帶電池，電池啟動，電阻開始發熱。其中，所述發熱元件4自帶電池而不是與電源相連的原因是方便后期(顆粒沉積結束后)將發熱元件4從裝置內拿出或取放。根據本技術一種優選的實施方式，所述透明鏡面6的表面為粗糙面，其中，所述表面是指對向發熱元件4的一面，即用于接收空氣中沉積顆粒的一側表面。其中，將表面設置成粗糙面的目的是為了使顆粒更好地附著在透明鏡面上。根據本技術另一種優選的實施方式，在透明鏡面6的表面涂抹有透明的液體膠。其中，液體膠的涂抹量不用太多，稍微覆蓋薄薄的一層即可，選用透明的液體膠的目的是為了防止后期光照時，其抵擋光線穿過透明鏡面，影響光斑面積。同時，涂抹液體膠的目的也是為了使顆粒更好地附著在透明鏡面上。在本技術中，對透明鏡面的處理也可以同時進行粗糙面加工，并在粗糙面上涂抹透明的液體膠。根據本技術一種優選的實施方式，在殼體1的外表面且位于發熱元件4的一側開設有發熱元件取放口閥門14。其中，所述發熱元件取放口閥門14用于在顆粒沉積結束后方便將發熱元件從裝置中取出，以進行后期光照實驗。根據本技術一種優選的實施方式，在殼體1的外表面且位于氣腔5的一側開設有空氣進出口閥門15。其中，所述空氣進出口閥門15用于待測環境中的空氣進入裝置內進行檢測。例如，預檢測某環境下的顆粒濃度，則將裝置的空氣進出口閥門15打開，將裝置置于該環境下，使該環境下的空氣進入裝置內，以進行檢測。優選地，先將發熱元件4放入裝置內后再將空氣放入裝置內。根據本技術一種優選的實施方式，在發熱元件4背向氣腔5的一側設置有發光元件3，任選地還設置有電源2；其中，所述發光元件3用于發射光線，并照射到沉積有顆粒的透明鏡面6上；所述電源2用于為發光元件3提供電能。其中，所述電源可有可無，若發光元件3采用電池供電時，則不需要設置電源3，若發光元件3沒有電池設置，則需要采用外界電源，即需要設置電源2。在本技術中，先將發熱元件4放入裝置內，啟動，產生熱泳效應，使顆本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種檢測空氣中顆粒濃度的裝置，其特征在于，所述裝置包括殼體(1)，在殼體(1)內設置有發熱元件(4)和透明鏡面(6)，在發熱元件(4)和透明鏡面(6)之間為氣腔(5)，其中，所述殼體(1)呈直筒形；殼體(1)內部的發熱元件(4)和透明鏡面(6)分別與殼體(1)的內壁相抵。

【技術特征摘要】
1.一種檢測空氣中顆粒濃度的裝置，其特征在于，所述裝置包括殼體(1)，在殼體(1)內設置有發熱元件(4)和透明鏡面(6)，在發熱元件(4)和透明鏡面(6)之間為氣腔(5)，其中，所述殼體(1)呈直筒形；殼體(1)內部的發熱元件(4)和透明鏡面(6)分別與殼體(1)的內壁相抵。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述殼體(1)的長徑比為5:3。3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述殼體呈圓形直筒狀。4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述殼體(1)由絕熱材料制成，所述絕熱材料為玻璃纖維、石棉、巖棉、泡沫塑料或真空隔熱板，在所述絕緣材料的外側包裹有黑色鋁箔，用于屏蔽裝置外的雜光。5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，在殼體(1)的外表面且位于發熱元件(4)的一側開設有發熱元件取放口閥門(14)，用于取出或放入發熱元件(4)；和/或在殼體(1)的外表面且位于氣腔(5)的一側開設有空氣進出口閥門(15)，用于空氣進出。6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述發熱元件(4)為電阻平板；和/或所述透明鏡面(6)的表面為粗糙面，和/或，在透明鏡面(6)表面上...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周濤，王堯新，方曉璐，
申請(專利權)人：華北電力大學，
類型：新型
國別省市：北京;11