一種空中不同高度粉塵顆粒物含量的同步檢測裝置的制作方法

本實用新型涉及檢測空氣中粉塵顆粒物含量技術領域，特別涉及一種空中不同高度粉塵顆粒物含量的同步檢測裝置。

背景技術：

大氣質量的精確監測及霧霾的防治是一個非常迫切的問題，嚴重關系到人們的身體健康以及日常生活和工作。

目前PM2.5等粉塵顆粒物含量的監測設備一般都安裝在地面，這些設備無法檢測到空中不同高度的空氣中PM2.5等粉塵顆粒物的含量，因而很難分析出PM2.5等粉塵顆粒物的形成及擴散機理。

技術實現要素：

本實用新型針對目前PM2.5等粉塵顆粒物的監測設備的不足，提出了一種空中不同高度粉塵顆粒物含量的同步檢測裝置。

本發明提出一種空中不同高度粉塵顆粒物含量的同步檢測裝置，包括：

升降部件、牽引索、多個檢測單元，其中所述牽引索的一端連接所述升降部件，另一端固定在地面，在所述牽引索上設置多個懸掛節點，所述檢測單元安裝在所述懸掛節點上。

還包括地面控制終端，所述地面控制終端通過無線或有限的方式與所述檢測單元相連。

所述檢測單元由微處理器、檢測傳感器、存儲器、通信接口構成。

所述升降部件為遙控升降器或氣球。

所述牽引索為輕質尼龍繩索。

將金屬環固定在所述牽引索某一部位形成所述懸掛節點。

所述檢測單元的一面設置有登山扣。

所述登山扣與所述金屬環相連，將所述檢測單元安裝在所述懸掛節點上。

由以上方案可知，本實用新型的優點在于：

本實用新型實現的粉塵顆粒物空中多層同步檢測裝置，有效地實現了對空中不同高度的粉塵顆粒物的分層同步檢測，檢測數據更全面準確，可以廣泛應用于大氣環境的監測，同時，本實用新型配置靈活，體積小移動性好，可以根據需要快速部署和檢測，使用方便，實現成本低，采用高集成度的模塊組成。

附圖說明

圖1為本實用新型裝置基本組成圖；

圖2為本實用新型檢測部件基本組成圖；

圖3為本實用新型工作流程圖；

圖4為本實用新型實施例的檢測單元組成圖；

圖5為本實用新型實施例的檢測裝置組成及連接關系圖。

具體實施方式

本實用新型提出了一種空中不同高度粉塵顆粒物含量的同步檢測裝置，可以同步檢測空中不同高度的空氣中PM2.5等粉塵顆粒物的含量。

該裝置由1個升降部件、1條牽引索、若干檢測單元以及1部地面控制終端構成，其中牽引索的一端連接升降部件，另一端固定在地面，其長度可以根據需要而定；牽引索上可以根據需要，在不同的高度設置若干個懸掛節點，用于安裝檢測單元。

其工作流程如下：

1.將各個檢測單元分別安裝在牽引索的各個懸掛節點上，然后將升降部件上升到需要的高度；

2.由地面控制終端向牽引索上的各個檢測單元發出同步檢測的指令，每個檢測單元開始檢測，并將檢測數據保存在各自的存儲器中；

3.由地面控制終端向牽引索上的每個檢測單元發出停止檢測的指令，每個檢測單元停止檢測；

4.通過地面控制終端將升降部件降落到地面，回收各個檢測單元；

5.將各個檢測單元的數據分別保存到地面控制終端。

基本組成見附圖1，該裝置由1個升降部件(A)、1條牽引索(B)、若干懸掛結點(C)、若干檢測單元(D)以及1部地面控制終端(E)構成。

該裝置中的升降部件(A)，用于將各個檢測單元(D)升降到需要的高度。升降部件(A)與牽引索(B)連接。

該裝置中的牽引索(B)，用于懸掛各個檢測單元(D)，并用于牽引升降部件(A)不被漂移，牽引索(B)的一端連接升降部件(A)，一端可以固定在地面的物體上；牽引索(B)上可以根據需要，在不同的高度設置若干懸掛結點(C)。

該裝置中的懸掛結點(C)，用于懸掛檢測單元(D)。懸掛結點(C)固定在牽引索(B)上的。

該裝置中的檢測單元(D)，用于檢測空氣中的粉塵含量。檢測單元(D)使用時懸掛在牽引索的懸掛結點(C)上。

檢測單元(D)由微處理器(D1)、檢測傳感器(D2)、存儲器(D3)以及通信接口(D4)組成(見附圖2)。

該裝置中的地面控制終端(E)，用于控制各個檢測單元(D)的工作，地面控制終端(E)對各個檢測單元(D)的控制，可以通過無線通信方式或有線通信方式來實現。

以下為本實用新型詳細的工作流程，如附圖3：

1)根據對不同高度的檢測要求，將各個檢測單元(D)分別安裝在牽引索(B)相應的懸掛節點(C)上；

2)將升降部件(A)上升到需要的高度；

3)由地面控制終端(E)向牽引索(B)上的各個檢測單元(D)發出開始檢測的指令；

4)每個檢測單元(D)接到開始檢測的命令后開始循環檢測，并將每次的檢測數據保存在各自的存儲器(D3)中；

5)當需要停止檢測時，由地面控制終端(E)向牽引索(B)上的各個檢測單元(D)發出停止檢測的指令；

6)每個檢測單元(D)停止檢測；

7)將升降部件(A)降落到地面，并回收各個檢測單元(D)；

8)將各個檢測單元(D)所保存的檢測數據分別轉存到地面控制終端(E)中。

下面通過實施例來說明本實用新型，如下所示：

升降部件(A)可以采用具有升降功能的遙控升降器或氣球，考慮到空氣的擾動對檢測結果的影響，本實施例中的升降部件(A)采用充填惰性氣體的升空氣球。

本實施例中的牽引索(B)采用市場上普通的輕質尼龍繩索。牽引索上的懸掛結點(C)，采用打結的方式，將金屬圓環固定在牽引索的懸掛結點位置上。

本實施例中的檢測單元(D)的一面設置有登山扣，用于與所述金屬圓環相連，將檢測單元(D)安裝在所述懸掛節點上。由一體化傳感器控制模塊(Ds)及數據記錄模塊(Dm)組成(見圖4)，其中：

一體化傳感器控制模塊(Ds)采用六度HLPM025K3傳感器控制模塊，該模塊集成了傳感器、處理器及通信接口，可以檢測PM2.5，并可通過其通信接口與外部連接。其主要指標如下：

原理：激光散射法

供電：DC5V

電流：<120mA

最小測量值：0.1ug/m3

分辨率：0.1ug/m3

測量范圍：0.1ug/m3～1000.0ug/m3

響應時間：<3S(秒)

工作溫度：0～60℃

工作濕度范圍：0～90％

通信接口：串口3.3～5VTTL(UART)

尺寸：63×38×17mm

通信接口引腳定義如表1所示：

表1

數據記錄模塊(Dm)采用Mini版串口記錄儀，該款產品是一個智能存儲模塊，集成了FAT32文件系統，實現高速可靠的文件管理和數據采集，外部采用TTL接口，數據可以實時通過該接口輸入該模塊，該模塊會將收到的數據以TXT文件格式自動寫入SD存儲卡中。其主要指標如下：

工作電壓：5V。

接口：TTL電路(支持RS232)。

波特率選擇采用短接背面焊點方式選擇。支持1200、2400、4800、9600、38400、115200總共6種標準波特率。出廠時若未焊接波特率選擇，默認為9600。

最大支持文件數：999個文件數，每個文件不限定大小上限。

板載MicroSD卡卡座。

接口引腳腳定義：

本實施例中的地面控制終端(E)，采用具有USB接口的普通筆記本電腦。

本實施例的檢測裝置中各部分的連接關系見圖5，本實施例中，采用有線(總線)的方式，給各個檢測單元供電并進行通信控制。

該總線共有三根線組成，其中一根是電源正極線，分別連接供電電源的正極及每個檢測單元的電源接口(Vcc)；另一根是地信號線，分別連接供電電源的負極及每個檢測單元的電源地(GND),并和地面控制終端的USB接口的GND端連接；還有一根是控制信號線，分別連接筆記本電腦USB接口的D+端及各檢測單元的控制端(SET)。

該總線與牽引索組合在一起，在各個懸掛節點有接口與檢測單元連接。當需要開始檢測時，地面控制終端(筆記本電腦)向USB接口的D+信號端發出高電平，各檢測單元通過控制接口端(SET)，開始執行檢測任務，并將檢測數據存入存儲模塊中。當需要結束檢測時，地面控制終端(筆記本電腦)向USB接口的D+信號端發出低電平，各檢測單元通過控制接口端(SET)，停止檢測任務。

地面通過回收這些檢測單元后，依次通過各個檢測單元的接口與地面控制終端(筆記本電腦)的USB接口連接，并讀取其中存儲的檢測數據。