一种大气颗粒物采集便携设备

1.本发明涉及大气监测技术领域，特别是涉及一种大气颗粒物采集便携设备。


背景技术：

2.大气颗粒物(atmospheric particulate matters)是大气中存在的各种固态和液态颗粒状物质的总称。各种颗粒状物质均匀地分散在空气中构成一个相对稳定的庞大的悬浮体系，即气溶胶体系，因此大气颗粒物也称为大气气溶胶。为了对空气质量进行监测，一般在一个城市也会设立多个流动的空气监测点，通过自动监测的仪器做随机采样点的流通监测，用于提高大气颗粒物监测大数据的准确性，而此方式是需要尽可能地缩短采集时间的。但是现有技术的大气颗粒物采集装置，结构复杂，采集效率低下，严重影响了大气颗粒物采集的效率；而且现有的大气颗粒物采集装置不便于携带，采集装置整体机构偏大，不便于转移。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种大气颗粒物采集便携设备，以解决上述现有技术存在的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种大气颗粒物采集便携设备，包括底座，所述底座上方固定连接有箱体，所述箱体内部滑动连接有底板和顶板，所述箱体位于所述顶板和所述底板之间的区域为采集通道，所述箱体位于所述采集通道的一侧固定设置有进风通道，所述箱体位于所述采集通道的另一侧固定设置有吸收机构，所述顶板下方固定连接有第一收集机构，所述底板下方固定连接有第二收集机构，所述第一收集机构与第二收集机构滑动连接，所述第一收集机构与所述第二收集机构均与所述采集通道垂直布置；所述底板开设有若干个通槽，所述底板下方固定设置有若干个收集盒，每个所述收集盒与一个所述通槽相对应；每个所述通槽内部固定设置有固定条，每个所述固定条与所述第二收集机构固定连接；所述底座下方设置有升降支撑座和移动架。
5.优选的，所述第一收集机构包括若干个第一过滤板，若干所述第一过滤板等间距布置；若干个所述第一过滤板上的滤孔均不相同。
6.优选的，所述第二收集机构包括若干组第二过滤组件，每组所述第二过滤组件包括一块过滤刮板和一块过滤网，每块所述第一过滤板滑动连接在一块所述过滤刮板和一块所述过滤网之间；所述过滤刮板位于所述第一过滤板左侧，所述过滤网位于所述第一过滤板右侧。
7.优选的，所述底板下方固定设置有升降机构，所述升降机构包括与所述底板下方转动连接的两根第一连杆，两个所述第一连杆呈八字型布置；每组所述第一连杆远离所述底板一端转动连接有滑块，所述滑块中部开设有螺纹孔，所述滑块通过螺纹孔螺纹连接有双向丝杠。
8.优选的，所述箱体底部开设有滑道，所述双向丝杠转动连接在所述滑道内部，所述
滑块与所述滑道滑动连接；所述滑道外部一端固定设置有电机，所述电机的输出轴贯穿所述滑道的一端面并与所述双向丝杠固定连接。
9.优选的，所述箱体两侧壁上均开设有供所述底板滑动的第一滑槽，所述箱体两侧壁上均开设有供所述顶板滑动的第二滑槽，所述第二滑槽位于所述第一滑槽上方，所述第一滑槽与所述第二滑槽不连通。
10.优选的，所述吸收机构包括风机室，所述风机室的一端与所述箱体内部连通，所述风机室的另一端与所述箱体外部连通，所述风机室内部的固定设置有风机，所述风机与所述进风通道相对应；所述风机室位于所述箱体内部的一侧设置有扰流板，所述扰流板与所述箱体侧壁转动连接。
11.优选的，所述扰流板背侧开设有第三滑槽，所述第三滑槽内部滑动连接有电动推杆，所述电动推杆的另一端与所述箱体侧壁转动连接。
12.优选的，所述升降支撑座包括四根升降支腿，所述底座内部开设有四个容纳所述升降支腿的容纳腔，每个所述容纳腔与一个所述升降支腿相对应。
13.优选的，所述移动架包括圆盘，所述圆盘下方转动连接有车轮架，所述车轮架下方转动连接有转轮。
14.本发明公开了以下技术效果：本发明通过设置多个平行布置的第一收集机构和第二收集机构，实现了分级过滤的效果，在单次采集中，可以得到不同粒径大小范围的大气颗粒物，进而为大气颗粒物采集、监测数据快速统计和分析，提供了基础；而且在单次采集完成后，顶板和底板可以分别带动第一过滤组件和第二过滤组件相对滑动，将单次采集到的大气颗粒物快速的收集到收集盒中；并且本装置在工作时通过升降支座对其进行支撑，提高了装置的稳定性，而且转移时只需收起支架即可，移动架可以带动采集装置整体快速移动。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明大气颗粒物采集便携设备内部结构示意图；
17.图2为本发明大气颗粒物采集便携设备打开后结构示意图；
18.图3为本发明底板俯视图。
19.其中：1、箱体；2、顶板；3、第二滑槽；4、箱盖；5、推杆；6、固定条；7、第一过滤板；8、扰流板；9、风机室；10、风机；11、采集通道；12、底板；13、第一滑槽；14、收集盒；15、电机；16、双向丝杠；17、滑块；18、滑道；19、圆盘；20、车轮架；21、底座；22、升降支腿；23、容纳腔；24、第一连杆；25、过滤网；26、过滤刮板；27、进风通道；28、通槽。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
22.参照图1-3，本发明提供一种大气颗粒物采集便携设备，包括底座21，底座21上方固定连接有箱体1，箱体1内部滑动连接有底板12和顶板2，箱体1位于顶板2和底板12之间的区域为采集通道11，箱体1位于采集通道11的一侧固定设置有进风通道27，箱体1位于采集通道11的另一侧固定设置有吸收机构，顶板2下方固定连接有第一收集机构，底板12下方固定连接有第二收集机构，第一收集机构与第二收集机构滑动连接，第一收集机构与第二收集机构均与采集通道11垂直布置；底板12开设有若干个通槽28，底板12下方固定设置有若干个收集盒14，每个收集盒14与一个通槽28相对应；每个通槽28内部固定设置有固定条6，每个固定条6与第二收集机构固定连接；底座21下方设置有升降支撑座和移动架。本发明通过设置多个平行布置的第一收集机构和第二收集机构，实现了分级过滤的效果，在单次采集中，可以得到不同粒径大小范围的大气颗粒物，进而为大气颗粒物采集、监测数据快速统计和分析，提供了基础；而且在单次采集完成后，顶板2和底板12可以分别带动第一过滤组件和第二过滤组件相对滑动，将单次采集到的大气颗粒物快速的收集到收集盒14中；并且本装置在工作时通过升降支座对其进行支撑，提高了装置的稳定性，而且转移时只需收起支架即可，移动架可以带动采集装置整体快速移动。
23.第一收集机构包括若干个第一过滤板7，若干第一过滤板7等间距布置；若干个第一过滤板7上的滤孔均不相同。从左侧的第一块第一过滤板7开始，之后的第一过滤板7上的过滤孔的孔径依次变小。由于本装置设置有若干个不同的过滤组件，若干个过滤板组件的孔径从左到右依次减小，因此本装置是可以实现同时对tsp，pm10，pm2.5，pm1进行采集的，不仅可以同步采集而且不会发生堵塞；每个不同的收集盒对应不同孔径的第一过滤板，例如，与最左侧的第一过滤板对应的收集盒可以收集直径大于最左侧过滤板的孔径的大气颗粒物；其余收集盒依次类推，实现对不同大小的大气颗粒物分类收集。
24.第二收集机构包括若干组第二过滤组件，每组第二过滤组件包括一块过滤刮板26和一块过滤网25，每块第一过滤板7滑动连接在一块过滤刮板26和一块过滤网25之间；过滤刮板26位于第一过滤板7左侧，过滤网25位于第一过滤板7右侧。过滤网25的网孔的孔径大于左侧第一块第一过滤板7的孔径，且若干个过滤网25的孔径均相同。过滤刮板26和过滤网25用于对第一过滤板上的大气颗粒物进行刮除；由于过滤刮板26和过滤网25在对第一过滤板进行刮除时，三者之间的摩擦会产生振动的效果，所以大气颗粒物也很容易掉落到第一过滤板下方的收集盒中；由于过滤板和过滤网在上下移动的同时会对第一过滤板的网孔出现短暂的阻挡，此时大气颗粒物不会受到风机的影响，同时在刮板的带动下沿着第一过滤板实现下落，从而进行收集；因此本装置的收集效果是间歇性的。
25.底板12下方固定设置有升降机构，升降机构包括与底板12下方转动连接的两根第一连杆24，两个第一连杆24呈八字型布置；每组第一连杆24远离底板12一端转动连接有滑块17，滑块17中部开设有螺纹孔，滑块17通过螺纹孔螺纹连接有双向丝杠16。升降机构用于带动过滤网25和过滤刮板26上下移动，实现对第一过滤板7的刮取。
26.箱体1底部开设有滑道18，双向丝杠16转动连接在滑道18内部，滑块17与滑道18滑
动连接；滑道18外部一端固定设置有电机15，电机15的输出轴贯穿滑道18的一端面并与双向丝杠16固定连接。箱体1顶部设置有箱盖4，箱盖4中部开设有圆孔，圆孔内部滑动连接有推杆5，推杆5贯穿箱盖4，推杆5位于箱盖4内部的一端刻设有螺纹，推杆5位于箱盖4内部的一端与所述顶板2螺纹连接；在需要快速的清理收集到的大气颗粒物时，可以手动抽拉推杆5，由推杆5带动顶板2上下移动。
27.箱体1两侧壁上均开设有供底板12滑动的第一滑槽13，箱体1两侧壁上均开设有供顶板2滑动的第二滑槽3，第二滑槽3位于第一滑槽13上方，第一滑槽13与第二滑槽3不连通。
28.吸收机构包括风机室9，风机室9的一端与箱体1内部连通，风机室9的另一端与箱体1外部连通，风机室9内部的固定设置有风机10，风机10与进风通道27相对应；风机室9位于箱体1内部的一侧设置有扰流板8，扰流板8与箱体1侧壁转动连接。扰流板通过开合等动作实现风向的改变；当两个扰流板之间的间距缩小时，风速会加快，进而提高了吸力，当两个扰流板张大时，情况相反，但是此时增大了风机的工作面积；由于本装置的风机是固定不动的，通过两块或者多块扰流板的相互作用，可以提高采集工作的灵活性。
29.扰流板8背侧开设有第三滑槽，第三滑槽内部滑动连接有电动推杆5，电动推杆5的另一端与箱体1侧壁转动连接。电动推杆可以采用遥控器控制也可以采用定时控制器实现自动的控制，通过打动推杆的伸缩可以带动扰流板实现开合。
30.升降支撑座包括四根升降支腿22，底座21内部开设有四个容纳升降支腿22的容纳腔23，每个容纳腔23与一个升降支腿22相对应。
31.移动架包括圆盘，圆盘下方转动连接有车轮架20，车轮架20下方转动连接有转轮。由于现有的装置大多是大型的采集设备，虽然也有较小型的采集设备，但是较小型的采集设备稳定性不佳。因此本装置从便携、稳固的角度出发，采用车轮和底座相结合的方式对采集设备进行设计，本装置整体的外形与现有的行李箱相同，当需要移动时，只需要拉动拉杆即可，当需要进行采集工作时，只需要将升降支腿放下，此时车轮架收起，装置整体便成为一个稳定的工作平台，经过两者有机的结合，使得本装置不仅便于移动，而且稳定性好，也有利于采集工作正常进行，即使在恶劣环境中，本装置的稳定性仍很高。
32.工作过程：本装置的电源可以采用蓄电池供电，也可以采用外接电源的方式，以实际应用情况确定。在实际使用时，首先将大气颗粒物采集设备推到指定的位置，然后将升降支腿22伸出，对其进行固定，然后启动风机10，此时风机10会将外界的空气吸入到采集通道11中，空气中的颗粒物会依次附着在第一过滤板7上，然后启动电机15，在电机15的带动下，双向丝杠16转动，然后由滑块17带动第一连杆24偏转，进而由第一连杆24带动底板12上下移动，进而实现第二过滤组件和第一过滤板7相对滑动，由于顶板2固定不动，因此与之相连的第一过滤板7也是固定不动的，通过双向丝杠16带动底板12上下移动，进而由底板12带动过滤网25和过滤刮板26在第一过滤板的两侧滑动，当第一过滤板7上附着有大气颗粒物时，过滤刮板26上下移动会将附着在第一过滤板7上的大气刮下，由于此时风机10仍在工作，因此大气颗粒物并不能直接掉落到收集盒14中，需要重复上述的步骤，直至大气颗粒物进入到收集盒中；在大气颗粒物下移时，由于个第一过滤网可以对其阻挡，因此大气颗粒物不会在过滤刮板的刮除下四处飞散，会实时的吸附在第一过滤板上，然后由对第一过滤板7上的大气颗粒物进行清理收集，收集后的颗粒会进入到收集盒14中储存，不同大小的大气颗粒物由于不同孔径的第一过滤板的阻拦可以实现分类收集，在装置收集完毕后，只需将收集
盒全部取出即可。而且在用作时，传统的过滤网会发生堵塞，影响后续的采集工作，从而出现采集效率低的情况；而且现有装置体积大，结构复杂，操作难；本装置结构简单，只有采集机构、收集机构和升降机构，在采集时装置可以自动清理过滤板上收集的大气颗粒物，不需要人工操作；而且本装置重量轻，底部设置有车轮便于移动，在工作过时还可以与地面稳定固定在一起，提高了工作时装置稳定性，装置整体结构小巧，可以认为本装置只有一个小型行李箱的体积。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种大气颗粒物采集便携设备，其特征在于：包括底座，所述底座上方固定连接有箱体(1)，所述箱体(1)内部滑动连接有底板(12)和顶板(2)，所述箱体(1)位于所述顶板(2)和所述底板(12)之间的区域为采集通道(11)，所述箱体(1)位于所述采集通道(11)的一侧固定设置有进风通道(27)，所述箱体(1)位于所述采集通道(11)的另一侧固定设置有吸收机构，所述顶板(2)下方固定连接有第一收集机构，所述底板(12)下方固定连接有第二收集机构，所述第一收集机构与第二收集机构滑动连接，所述第一收集机构与所述第二收集机构均与所述采集通道(11)垂直布置；所述底板(12)开设有若干个通槽(28)，所述底板(12)下方固定设置有若干个收集盒(14)，每个所述收集盒(14)与一个所述通槽(28)相对应；每个所述通槽(28)内部固定设置有固定条(6)，每个所述固定条(6)与所述第二收集机构固定连接；所述底座下方设置有升降支撑座和移动架。2.根据权利要求1所述的一种大气颗粒物采集便携设备，其特征在于：所述第一收集机构包括若干个第一过滤板(7)，若干所述第一过滤板(7)等间距布置；若干个所述第一过滤板(7)上的滤孔均不相同。3.根据权利要求2所述的一种大气颗粒物采集便携设备，其特征在于：所述第二收集机构包括若干组第二过滤组件，每组所述第二过滤组件包括一块过滤刮板(26)和一块过滤网(25)，每块所述第一过滤板(7)滑动连接在一块所述过滤刮板(26)和一块所述过滤网(25)之间；所述过滤刮板(26)位于所述第一过滤板(7)左侧，所述过滤网(25)位于所述第一过滤板(7)右侧。4.根据权利要求1所述的一种大气颗粒物采集便携设备，其特征在于：所述底板(12)下方固定设置有升降机构，所述升降机构包括与所述底板(12)下方转动连接的两根第一连杆(24)，两个所述第一连杆(24)呈八字型布置；每根所述第一连杆(24)远离所述底板(12)一端转动连接有滑块(17)，所述滑块(17)中部开设有螺纹孔，所述滑块(17)通过螺纹孔螺纹连接有双向丝杠(16)。5.根据权利要求4所述的一种大气颗粒物采集便携设备，其特征在于：所述箱体(1)底部开设有滑道(18)，所述双向丝杠(16)转动连接在所述滑道(18)内部，所述滑块(17)与所述滑道(18)滑动连接；所述滑道(18)外部一端固定设置有电机(15)，所述电机(15)的输出轴贯穿所述滑道(18)的一端面并与所述双向丝杠(16)固定连接。6.根据权利要求1所述的一种大气颗粒物采集便携设备，其特征在于：所述箱体(1)两侧壁上均开设有供所述底板(12)滑动的第一滑槽(13)，所述箱体(1)两侧壁上均开设有供所述顶板(2)滑动的第二滑槽(3)，所述第二滑槽(3)位于所述第一滑槽(13)上方，所述第一滑槽(13)与所述第二滑槽(3)不连通。7.根据权利要求1所述的一种大气颗粒物采集便携设备，其特征在于：所述吸收机构包括风机室(9)，所述风机室(9)的一端与所述箱体(1)内部连通，所述风机室(9)的另一端与所述箱体(1)外部连通，所述风机室(9)内部的固定设置有风机(10)，所述风机(10)与所述进风通道(27)相对应；所述风机室(9)位于所述箱体(1)内部的一侧设置有扰流板(8)，所述扰流板(8)与所述箱体(1)侧壁转动连接。8.根据权利要求7所述的一种大气颗粒物采集便携设备，其特征在于：所述扰流板(8)背侧开设有第三滑槽，所述第三滑槽内部滑动连接有电动推杆(5)，所述电动推杆(5)的另一端与所述箱体(1)侧壁转动连接。
9.根据权利要求1所述的一种大气颗粒物采集便携设备，其特征在于：所述升降支撑座包括四根升降支腿(22)，所述底座内部开设有四个容纳所述升降支腿(22)的容纳腔(23)，每个所述容纳腔(23)与一个所述升降支腿(22)相对应。10.根据权利要求1所述的一种大气颗粒物采集便携设备，其特征在于：所述移动架包括圆盘(19)，所述圆盘(19)下方转动连接有车轮架(20)，所述车轮架(20)下方转动连接有转轮。

技术总结
本发明公开一种大气颗粒物采集便携设备，箱体内部滑动连接有底板和顶板，箱体位于顶板和底板之间的区域为采集通道，顶板下方固定连接有第一收集机构，底板下方固定连接有第二收集机构，底板下方固定设置有若干个收集盒；底座下方设置有升降支撑座和移动架。本发明通过设置多个平行布置的第一收集机构和第二收集机构，实现了分级过滤的效果，在单次采集中，可以得到不同粒径大小范围的大气颗粒物，进而为大气颗粒物采集、监测数据快速统计和分析，提供了基础；而且在单次采集完成后，顶板和底板可以分别带动第一过滤组件和第二过滤组件相对滑动，将单次采集到的大气颗粒物快速的收集到收集盒中。到收集盒中。到收集盒中。


技术研发人员：王茜 杨文琦 郑国颖 孟春燕 张艳丽 曹向可 李卫红 徐厚君
受保护的技术使用者：华北理工大学
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/20