本公开涉及空气质量监测技术领域，尤其涉及一种空气质量检测设备及方法。
背景技术：
近年来，随着工业发展和城市化进程的不断加快，大气污染情况不断加剧，雾霾天气成为了常态化，大气中的各种有毒气体和有机挥发物也经常出现超标情况。不管是粉尘颗粒物，还是各种污染气体，都对民众的身体健康存在巨大危害。因此，对大气污染情况进行监测迫在眉睫。
准确和精细的大气监测可以指导控制和治理方向，达到事半功倍的效果。当前，精细化大气监测的最可行方案是网格化监测。即在一个监测点内间隔设置多个空气质量监测设备，以测量粉尘颗粒浓度和污染气体浓度等。一个城市会设置数十到数百的监测点。这就要求，设备要能在尽可能小的体积下，实现较高的测量精度。
然而，在实现本公开的过程中，本申请人发现，在现有的技术方案中，粉尘颗粒测量和污染气体测量两部分的空气采样为相互独立，污染气体采样采用扩散式，响应慢，采样和测量非常不准确。另外，监测设备的后期校准非常不方便。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
基于上述问题，本公开提供一种空气质量检测设备及方法，以缓解现有技术中的空气质量检测设备，粉尘颗粒测量和污染气体测量两部分的空气采样为相互独立，污染气体采样采用扩散式，响应慢，采样和测量非常不准确的技术问题。
(二)技术方案
根据本公开的一个方面，提供一种空气质量检测设备，包括：粉尘颗粒浓度测量模块，用于对不同粒径的粉尘分别采样和测量浓度；污染气体浓度测量模块，与所述粉尘颗粒浓度测量模块串联设置，用于对污染气体的浓度进行采样和测量浓度；以及空气驱动模块，用于驱动空气采样气流流过所述粉尘颗粒浓度测量模块和所述污染气体浓度测量模块。
在本公开的一些实施例中，所述粉尘颗粒浓度测量模块包括：粉尘颗粒切割器，用于对不同粒径的粉尘进行切割采样；以及粉尘颗粒浓度检测装置，与所述粉尘颗粒切割器连通，对采样所得粉尘样品进行浓度检测。
在本公开的一些实施例中，所述污染气体浓度测量模块包括：污染气体反应气室；以及污染气体传感器，其探测端面朝向反应气室内，包括：电化学传感器、电离子传感器和/或红外线传感器。
在本公开的一些实施例中，所述污染气体反应气室上设置有至少一个标定气体入口。
在本公开的一些实施例中，所述空气驱动模块包括：空气驱动装置，用于对空气采样气流施加正压或负压；流量控制装置，用于调节空气采样气流的流量；以及流量均流装置，用于消除空气驱动装置带来的脉动。
在本公开的一些实施例中，其中，所述空气驱动装置为真空泵，沿空气采样气流流动方向，在所述真空泵前设置有粉尘过滤装置；所述流量均流装置包括：节流阀。
在本公开的一些实施例中，所述流量均流装置还包括：储气室，罩设在所述真空泵外侧，或者与所述真空泵相互分立，用管路进行串联。
在本公开的一些实施例中，还包括：数据传输模块，其分别与所述粉尘颗粒浓度测量模块、所述污染气体浓度测量模块以及所述空气驱动模块中的至少一个电连接，包括：数据传输板，分别与所述粉尘颗粒浓度测量模块、所述污染气体浓度测量模块以及所述空气驱动模块中的至少一个电连接；以及数据传输天线，与所述数据传输板电连接。
在本公开的一些实施例中还包括：百叶罩，罩设在所述数据传输天线以及所述粉尘颗粒切割器的外侧；以及安装架，设置在所述空气质量检测设备的底部。
根据本公开的另一个方面，提供一种空气质量检测方法，通过本公开提供的空气质量检测设备进行空气质量检测，包括：步骤a：通过空气驱动模块使空气流动；步骤b：在空气流动的过程中，通过粉尘颗粒浓度测量模块和污染气体浓度测量模块，对空气采样气流中多种组分浓度进行同步采样和检测；以及步骤c：对污染气体浓度测量模块的污染气体反应气室内沿空气采样气流相反的方向通入标气或零气，对污染气体传感器进行标定。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开提供的空气质量检测设备及方法具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
(1)通过设置粉尘颗粒浓度测量模块和污染气体浓度测量模块，实现了粉尘颗粒和污染气体的同步精确采样和准确测量；
(2)通过设置空气驱动模块，提高了污染气体的采样速度和测量响应速度；
(3)将粉尘颗粒浓度测量模块和污染气体浓度测量模块沿空气流动的方向串联设置，实现了同步采样，提高了设备的集成化，降低设备尺寸和加工难度；
(4)污染气体反应室上采样气体出口还可以作为标定气体入口使用，提高了后期现场校准的便利性和准确性；
(5)通过针对性地设置不同的污染气体传感器，能够针对性的测量污染气体的浓度；
(6)在空气驱动模块中设置流量控制装置，能够对空气流量进行调节，满足不同的测量部件采样要求；
(7)通过设置流量均流装置，能够对真空泵的脉动进行消除，使气流更平稳，测量结果更准确；
(8)在真空泵前设置粉尘过滤装置，能够避免粉尘堆积在真空泵中，延长真空泵的使用寿命；
(9)数据传输模块能够将各个模块采集到的数据通过数据传输天线发送到观测者处，并且观测者也能够通过数据传输模块对各个模块进行远程操控，从而使设备操作更便捷；
(10)通过百叶罩对数据传输天线以及粉尘颗粒切割器起到保护作用，提高了设备的防护级别和可靠性。
附图说明
图1为本实施例提供的空气质量检测设备的结构示意图。
图2为本实施例提供的空气质量检测设备的另一种结构示意图。
【附图中本公开实施例主要元件符号说明】
10-粉尘颗粒浓度测量模块；
11-粉尘颗粒切割器；12-粉尘颗粒浓度检测装置；
20-污染气体浓度测量模块；
21-污染气体反应气室；22-污染气体传感器；
211-采样气体排气口(标定气体入口)；
30-空气驱动模块；
31-真空泵；32-粉尘过滤装置；
33-节流阀；34-储气室；
40-数据传输模块；
41-数据传输板；42-数据传输天线；
50-百叶罩；
60-安装架。
具体实施方式
本公开中，通过将粉尘颗粒浓度测量模块和污染气体浓度测量模块串联设置在空气流动方向上，实现对粉尘颗粒和污染气体的同步快速精确采样和准确测量，并且提高了设备的集成化，降低设备尺寸和加工难度。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种空气质量检测设备。
图1为本实施例提供的空气质量检测设备的结构示意图，如图1所示，本公开提供的空气质量检测设备，包括：
粉尘颗粒浓度测量模块10，用于对不同粒径的粉尘分别测量采样和测量浓度；
污染气体浓度测量模块20，与粉尘颗粒浓度测量模块10串联设置，用于对污染气体的浓度进行采样；以及
空气驱动模块30，用于驱动空气采样气流流过粉尘颗粒浓度测量模块10和污染气体浓度测量模块20。
通过设置粉尘颗粒浓度测量模块10和污染气体浓度测量模块20，实现了粉尘颗粒和污染气体的精确采样和准确测量；通过设置空气驱动模块，使气体流速增大，提高了污染气体的采样速度和测量响应速度，将粉尘颗粒浓度测量模块和污染气体浓度测量模块沿空气采样气流流动的方向串联设置，提高了设备的集成化，降低设备尺寸和加工难度。
本公开采样和测量时，外部气体在空气动力驱动部分产生的负压作用下，从外部进入切割器11，经过分级筛选后的气体进入粉尘颗粒测量模块10，测量得到粉尘浓度值。之后，采样气流到达空气动力驱动模块30。空气动力驱动模块不但产生空气动力，还对采样气体进行杂质过滤、流量调节和均流作用。经过空气动力驱动部分后，气流由负压驱动转变为正压驱动气流。同一股采样气流通过管路进入污染气体传感器反应气室21。污染气体传感器反应气室21是一个密闭的气室，采样得到的气体从管路进入，多余气体从采样气体排气口211排出。气体传感器对气室中储存的采样气体进行测量，并计算出气体浓度等参数。此处需要补充说明的是，以上所描述的工作过程，是将空气驱动模块30设置在污染气体浓度测量模块20和粉尘颗粒浓度测量模块10之间时所对应的工作过程，若粉尘颗粒浓度测量模块10、污染气体浓度测量模块20和空气驱动模块30之间的相对位置发生改变，本公开提供的空气质量检测设备的工作过程也会相应进行调整。
以下分别对本公开提供的空气质量检测设备的各个组成部分进行详细说明。
在本公开中，如图1所示，粉尘颗粒浓度测量模块包括：粉尘颗粒切割器11，用于对不同粒径的粉尘进行切割采样；以及粉尘颗粒浓度检测装置12，与粉尘颗粒切割器11连通，采样所得粉尘样品进行浓度检测。
在本公开中，如图1所示，污染气体浓度测量模块20包括：污染气体反应气室21；以及污染气体传感器22，其探测端面朝向反应气室内，通过空气驱动模块将空气送入污染气体反应气室21内，通过污染气体传感器22测量空气中污染气体的浓度，进而确定空气中污染气体的含量。
在本公开中，污染气体传感器22包括：电化学传感器、电离子传感器和/或红外线传感器，实际应用时，可根据需要检测的污染气体种类，选择合适的污染气体传感器22，提高空气质量检测设备的适用范围。
在本公开中，空气驱动模块包括：空气驱动装置，用于对空气采样气流施加正压或负压；流量控制装置，用于调节空气采样气流的流量；以及流量均流装置，用于消除空气驱动装置带来的脉动，在空气驱动模块中设置流量控制装置，能够对空气流量进行调节，满足不同的测量部件采样要求；并且通过设置流量均流装置，能够对空气驱动装置的脉动进行消除，使气流更平稳，测量结果更准确。
在本公开中，如图1所示，其中，空气驱动装置为真空泵31。
在本公开中，如图1所示，其中，沿空气采样气流的流动方向，在真空泵31前设置有粉尘过滤装置32，采用此种设置，能够避免较大颗粒的粉尘堆积在真空泵中，延长真空泵的使用寿命。
在本公开中，如图1所示，其中，流量均流装置包括：节流阀33。
在本公开中，如图2所示，流量均流装置还包括：储气室34，罩设在真空泵31外侧，储气室34为整体密封结构，仅有一个进气口和一个出气口。节流阀33出口通过管路连接到储气室34的进气口。真空泵进气口暴露在在气室内，真空泵出气口通过管路连接到储气室34的出气口上。真空泵31将储气室34内气体抽出气室外，使之形成负压。节流阀33和储气室34相配合，可实现更好的均流效果。
实际应用中，储气室34还可以与真空泵31相互分立，用管路进行串联连接，空气采样气流先进入储气室34再经过真空泵31，同样能够起到均流的作用。
在本公开中，空气质量检测设备还包括：数据传输模块，其分别与粉尘颗粒浓度测量模块10、污染气体浓度测量模块20以及空气驱动模块30中的至少一个电连接，通过数据传输模块40能够实现对空气驱动模块30的控制(例如：调节空气流量)，以及将粉尘颗粒浓度和污染气体浓度的采样结果及时发送到观测人员处，实现采样过程的自动化。
在本公开中，其中，如图1-图2所示所示，数据传输模块40包括：数据传输板41，分别与粉尘颗粒浓度测量模块10、污染气体浓度测量模块20以及空气驱动模块30中的至少一个电连接；以及数据传输天线42，与数据传输板41电连接。
数据传输模板41能够将各个模块采集到的数据通过数据传输天线42发送到观测者处，并且观测者也能够通过数据传输板41对各个模块进行远程操控，从而使设备操作更便捷。
在本公开中，如图1-图2所示，空气质量检测设备还包括：百叶罩50，用于防雨，并设置有过滤网，用于过滤较大粉尘和杂物，罩设在数据传输天线42以及粉尘颗粒切割器11的外侧，通过百叶罩50对数据传输天线42以及粉尘颗粒切割器11起到保护作用，提高了设备的防护级别和可靠性。
在本公开中，如图1-图2所示，空气质量检测设备还包括：安装架，设置在空气质量检测设备的底部。通过安装架能够将设备固定在墙体外侧等空气流动通畅的位置，便于采样的顺利进行。
此处需要补充说明的是，实际应用中，粉尘颗粒浓度测量模块10和污染气体浓度测量模块20沿采样气流流动方向的先后顺序不做限定，其中任意模块在先或在后均可。
在本公开中还提供一种空气质量检测方法，通过本公开提供的空气质量检测设备进行空气质量检测，包括：
步骤a：通过空气驱动模块使空气流动；
步骤b：在空气流动的过程中，通过粉尘颗粒浓度测量模块10和污染气体浓度测量模块20对空气采样气流中多种组分浓度进行同步采样和检测。
在本公开中，使用同一股采样气流给不同的检测模块提供气体样品，实现了粉尘颗粒和污染气体的同时精确采样，并且通过空气驱动模块30主动给气，极大提高了污染气体的采样速度、测量响应速度和测量准确性。
在本公开中，空气质量检测方法还包括：步骤c：对污染气体浓度测量模块的污染气体反应气室内沿空气采样气流相反的方向通入标气或零气，对污染气体传感器进行标定，提高了后期现场校准的便利性和准确性。
至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：
(1)粉尘颗粒切割器可以为多个粉尘颗粒探头；
(2)真空泵可以为鼓风机；
依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开空气质量检测设备及方法。有了清楚的认识。
综上所述，本公开提供的空气质量检测设备及方法通过同一股采样气流给不同的检测模块提供气体样品，实现对粉尘颗粒和污染气体的精确采样和准确测量，并且提高了设备的集成化，降低设备尺寸和加工难度。
还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。