[发明专利]一种自动化大气颗粒物监测设备

说明书

一种自动化大气颗粒物监测设备，属于环境监测技术领域，所述底板上端安装有绕绳辊，所述绕绳辊与减速箱连接，所述减速箱与大电动机连接，所述绕绳辊上绕有拉绳，所述拉绳的另一端与气球固定连接，所述气球下端安装有颗粒物浓度监测传感器，所述颗粒物浓度监测传感器下端安装有第一电机，所述第一电机驱动下方的旋转支架转动，所述旋转支座上安装有激光发射器，所述激光发射器通过第二电机驱动转动，所述激光发射器下方设有光学成像传感器，所述第一电机和第二电机通过电线与控制器电性连接。该装置无人值守的，三维空间大气颗粒物浓度测量设备，可以测量出较大范围不同高度，不同位置的三维浓度分布场。

技术领域

本发明涉及一种自动化大气颗粒物监测设备，属于环境监测技术领域。

背景技术

随着工业的不断发展，人类生存环境遭到破坏，其中大气污染形势严峻，大气颗粒物能够造成雾霾大气。大气颗粒物指的是分散在大气中的固态或液态颗粒状物质的总称，其粒径范围约为0.1μm-100μm，对它的监测、分析和研究是当前环境保护工作的重点。大气颗粒物的监测范围主要包括空气动力学直径小于或等于100μm的总悬浮颗粒物TSP(TotalSuspendedParticulate)、空气动力学直径小于或等于10μm的可吸入颗粒物PM 10(ParticleswithDiametersof10μmorless)和空气动力学直径小于或等于2.5μm的细颗粒物PM 2.5三种。气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的雾霾大气对人体健康的危害甚至大于沙尘暴。粒径大于10μm的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5μm-10μm的颗粒物，能够进入上呼吸道，部分可通过痰液等排出体外，部分会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；粒径小于2.5μm的细颗粒物，不易被阻挡，被吸入人体后直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发哮喘、支气管炎和心血管病等疾病。

但现有的大气颗粒物监测设备存在如下问题：

①目前有些机构利用无人机等进行测量研究，人力成本较高，适合次数较少的测量，无人机的气流，对于测量误差也有影响；

②利用热气球、氢气球、氦气球放飞的方式进行测量，适合单次，不适合多次测量；

③利用激光雷达监测车可以完成不同高度、不同距离的大气颗粒物浓度测量，但是其成本较高，接近1千万元人民币，不利于大面积推广。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种自动化大气颗粒物监测设备。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种自动化大气颗粒物监测设备，包括拉绳、颗粒物浓度监测传感器、第一电机、旋转支架、气球、激光发射器、控制器、底板、绕绳辊、大电动机、减速箱、电线、第二电机和光学成像传感器，所述底板上端安装有绕绳辊，所述绕绳辊与减速箱连接，所述减速箱与大电动机连接，所述绕绳辊上绕有拉绳，所述拉绳的另一端与气球固定连接，所述气球下端安装有颗粒物浓度监测传感器，所述颗粒物浓度监测传感器下端安装有第一电机，所述第一电机驱动下方的旋转支架转动，所述旋转支座上安装有激光发射器，所述激光发射器通过第二电机驱动转动，所述激光发射器下方设有光学成像传感器，所述第一电机和第二电机通过电线与控制器电性连接。

进一步，所述拉绳内部为中空结构，所述拉绳中间的中空结构内设有电线。

进一步，所述绕绳辊旁边安装有绕线轮，所述绕线轮与小电动机固定连接。

进一步，所述底板上端安装有箱体，所述箱体上设有开口，所述控制器安装在箱体上，所述绕线轮通过支撑座安装在箱体内部。

进一步，所述绕线辊通过绕线辊支架固定在底板上，所述大电动机通过电机支架固定在底板上。

进一步，所述颗粒物浓度监测传感器上安装有高度传感器。

进一步，所述颗粒物浓度监测传感器上安装有风速风向传感器。

进一步，所述气球内部气体为氢气或氦气。