[发明专利]移动式PM2.5的检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及环境检测技术领域，尤其涉及一种移动式PM2.5的检测系统。

背景技术

从2013年以来，全国中东部地区陷入严重的雾霾和污染天中，中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警，从东北到西北，从华北到中部导致黄淮、江南地区，都出现大范围的重度和严重污染。雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果，其主要构成成分是PM2.5；所谓的PM2.5是指漂浮在空气中直径小于2.5微米的固体悬浮物。由于其可以被直接吸入肺部并且严重影响了人们身体健康进而引起人们的广泛关注。此外，雾霾天气严重的影响了出行能见度，进而影响交通运输安全，不利于社会经济的发展。

PM2.5的来源是多元化的，主要由工业生产、自然风化、建筑扬尘、机动车尾气排放、餐馆油烟排放等途径进入空气中。对于PM2.5影响因数众多，例如气象因数、城市建筑规划、城市绿化植物等。而目前空气污染监测的方法是使用昂贵的固定设备监测或者是专一的监测设备，在污染测量中是一种粗粒度系统，只能获取少量的污染信息，以粗粒度系统方式获取的原始数据，通过扩散模型推断空气污染的浓度和范围。大范围部署这种系统又受其昂贵的成本限制，不适于推广。同时，固定式设备无法根据监测需求灵活地改变监测。

发明内容

本发明的目的是提供移动式PM2.5的检测系统，可以灵活的对本地区不同区域的PM2.5进行监测，定位重污染区，分析本地区PM2.5影响因数，帮助制定全面综合的行之有效的空气污染治理措施。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种移动式PM2.5的检测系统，该系统包括：空气采集单元、定位单元、PM2.5检测单元、视频单元、气象单元与信息处理单元；

其中，所述空气采集单元，用于采集监测区域的样本气体，并传输至PM2.5检测单元；

所述定位单元，用于定位监测区域的位置信息，并传输给信息处理单元；

所述视频单元，用于采集当检测到的PM2.5高于阈值时，采集车辆的外部环境数据并传输给信息处理单元；

所述气象单元，用于采集监测区域的温湿度、车速数据、气压及风速数据，并传输给信息处理单元；

所述PM2.5检测单元，用于对监测区域的空气进行分析，并将分析结果传输给信息处理单元；

信息处理单元，用于根据定位单元发送的数据确定监测区域的准确位置，以及根据气象单元与PM2.5检测单元所发送的数据确定该监测区域的PM2.5浓度；还用于将定位单元、视频单元、气象单元发送的数据以及监测区域的PM2.5浓度数据发送至计算机；

计算机，用于对接收到的数据进行分析，确定空气污染源以及绘制污染浓度分布图。

所述空气采集单元包括：吸嘴、吸气泵、空气过滤器、消声器、热稀释器；

其中，吸嘴位于车辆的尾部车窗两侧，吸嘴连接到车内的吸气泵的进气口，吸气泵的出气口连接到热稀释器的进气口端，热稀释器的出气口接到过滤器的进气口，空气过滤器出气口接消声器的一端，消声器的另一端连接到PM2.5检测单元上。

所述热稀释器包括：加热装置和气体稀释装置；

当监测区域的温湿度超过阈值时，加热装置开始工作对通过的样本气体进行加热，再经由气体稀释装置与标准稀释气体均匀混合。

所述PM2.5检测单元包括：激光发射器、斩波器、采样腔体、锁相器与激光接收器；

所述激光发射器产生的激光信号，依次经过斩波器与采样腔体传入激光接收器；

其中，激光信号经过斩波器调制频率后，经由斩波器将一部分调频后的激光信号传入锁相器，另一部分传入采样腔体；锁相器将接收到的激光信号传送给信息处理单元；

所述采样腔体两端安装有特定波长范围内激光透过的透镜，采样腔体中心位置处装有微音器，微音器将接收到采样腔体中的样本气体由于热运动而产生的声音信号传送给信息处理单元，经过采样腔体后的激光信号被激光接收器接收，并传送给信息处理单元。

所述斩波器包括：电机、转轴、扇叶盘与光敏管；

电机通过转轴带动扇叶以一定的恒定速度转动，当激光信号A传入斩波器时，激光信号A转化具为有一定占空比的激光信号B，并传入采样腔体；

扇叶盘为绝对对称的圆形结构，其转动时激光信号被挡的同时，光敏管上自有的光信号也被遮挡，产生具有一定频率的信号C，并传入锁相器；

其中，激光信号C与激光信号B同步且具有相同的占空比。

所述气象单元包括：温湿度传感器、车速传感器、气压传感器以及风速传感器，分别用于实时采集温湿度、车速、气压及风速。