[发明专利]一种自动采样的采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保监测装置，尤其涉及一种自动采样空气进行PM2.5采集系统。

背景技术

虽然肉眼看不见空气中的颗粒物，但是颗粒物却能降低空气的能见度，使蓝天消失，天空变成灰蒙蒙的一片，这种天气就是灰霾天。根据《2010年灰霾试点监测报告》，在灰霾天，PM2.5的浓度明显比平时高，PM2.5的浓度越高，能见度就越低。

PM2.5之所以会造成灰霾天能见度降低，其主要原因如下：

空气中不同大小的颗粒物均能降低能见度，不过相比于粗颗粒物，更为细小的PM2.5降低能见度的能力更强。能见度的降低其本质上是可见光的传播受到阻碍。当颗粒物的直径和可见光的波长接近的时候，颗粒对光的散射消光能力最强。可见光的波长在0.4-0.7微米之间，而粒径在这个尺寸附近的颗粒物正是PM2.5的主要组成部分。理论计算的数据也清楚地表明这一点：粗颗粒的消光系数约为0.6平方米/克，而PM2.5的消光系数则要大得多，在1.25-10平方米/克之间，其中PM2.5的主要成分硫酸铵、硝酸铵和有机颗粒物的消光系数都在3左右，是粗颗粒的5倍。所以，PM2.5是灰霾天能见度降低的主要原因。

目前国内外环保部门监测PM2.5普遍采用滤膜称重、β射线吸收和微量振荡天平等方法。这些方法的测试设备测试周期长，设备部署不灵活，造成了许多城市的环境监测中心站点较少，分布分散，环境监测的数据仅从宏观上反映城市的整体的空气质量，但是不能从微观上反映局部区域、特定区域的空气质量的好坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的PM2.5测试设备测试周期长，设备部署不灵活，造成了许多城市的环境监测中心站点较少，分布分散，环境监测的数据仅从宏观上反映城市的整体的空气质量，但是不能从微观上反映局部区域、特定区域的空气质量的好坏。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种自动采样的采集系统，包括监测中心，以及通过通讯网络与监测中心互联的至少一个的户外采样终端；所述户外采样终端包括壳体、至少一个光学传感器，壳体上设置一对以上的进风口，壳体的顶部设置出风口，光学传感器设置在壳体内，且位于进风口旁侧，所述光学传感器内设加热模块。

利用光散射的原理测定颗粒物浓度的方法，是PM2.5测试的方法。该测定方法的原理是：空气中的颗粒物浓度越高，对光的散射就越强。测定光的散射后，就可以算出颗粒物浓度。该测试方式测定速度快，自动化程度高，操作简单。这种测试PM2.5的方式是实时测试，完全达到秒级测试。因此，本发明采用光学传感器检测空气中所含颗粒物浓度的高低，其检测效果准确度高。从结构上来说，多个进风口的设计，可以确保空气的自然流入，同时，空气从多个进风口进入后，再从壳体上部出风口出风，可以保证空气进行正常的流通；光学传感器放置在结构内部的出风口旁边，可以采样到自然的真实的空气，达到真实有效的目标功能；光学传感器内部只有加热模块，使得在光学传感器内部的空气检测通道中，热引起上升气流使得外部的空气流进空气检测通道中。

为保证系统冗余采样的稳定进行，每一个户外采样终端的壳体内，每个进风口旁侧均设置一个光学传感器。在户外采样终端中，使用一个或者多个光学传感器进行采样，使得在长时间的户外终端的采样过程中，如果出现意外的情况，例如不可抗拒的自然问题，或者是人为问题，造成部分光学传感器的脱落、或者损毁，在这样的情况下，如果设备的光学传感器有一个是正常的，那么终端设备可以正常的工作；即一个或者多个光学传感器，不会影响到采样的结果，但是会增加设备的可靠性，使得光学传感器的采样有冗余测试的目标功能。

作为本发明的一种改进方案，户外采样终端安装高度在20-25cm。该种高度不仅有利于采集风样，由于高度适中，也便于安装维修，可以部署在电线杆等公共设施上，方便灵活。

本发明的优点是：通过光学自动检测PM2.5、利用各种方法使空气自动流动进行采样、光学传感器冗余等方法，整个的PM2.5的测试过程属于全自动无需人工值守的测试。

附图说明

图1是本发明户外采样终端的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明包括监测中心，以及通过通讯网络与监测中心互联的至少一个的户外采样终端。

所述户外采样终端包括壳体1、两个光学传感器2，壳体1上设置一对进风口3，壳体1的顶部设置出风口4，两个光学传感器2设置在壳体1内，且分别位于两个进风口3的旁侧，所述光学传感器2内设加热模块2-1。