一种清扫车垃圾回收系统灰尘检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及垃圾回收技术领域，具体涉及一种清扫车垃圾回收系统灰尘检测系统及检测方法。

背景技术

道路清扫车是集路面清扫、垃圾回收和运输为一体的新型高效清扫设备。主要应用于城市道路、住宅区、公园、广场等路面全方位清扫工作。扫路车极大地解放了环卫工人的工作强度，提高了工作效率，纯吸式清扫车依靠风机的吸力，将垃圾灰尘粉尘一起吸入垃圾箱内，它的吸力非常大，灰尘粉尘都能全部吸进去,减少了扬尘等二次污染。吸扫式清扫车是吸扫相结合,其工作过程是由两侧扫盘将垃圾扫到中间,由风机吸力将其吸入，生活中常见的树叶、果壳、瓜子皮、沙石、烟头、饮料瓶等都可以轻松清扫,达到一级道路,每平方米灰尘不能超过5克。二级道路,每平方米灰尘不超过8克的标准。但是其能耗相对较高,针对路面相对较清洁的路面，很难及时自动调整清扫功率；

传统的道路清扫车由驾驶员进行手动控制，在进行路面作业时，车辆以匀速前进，对路面进行清扫工作，由于清扫吸盘位于车辆下方，驾驶员在驾驶室主要精力专注于路面情交通情况，并进行车速控制，无法及时观察路面垃圾及清扫作业情况,或根据路面的垃圾分布情况进行清扫状态调整,一定程度上降低了工作效率，针对灰尘较多的路面清扫后无法及时对路面进行加湿控尘，使过往行人感觉不适，针对有些比较湿滑的路面进行清洗，因为不能及时检测，在清扫之后，对路面进行冲洗，反而浪费了水资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种清扫车垃圾回收系统灰尘检测系统及检测方法，解决以下技术问题：

1)驾驶员在驾驶室主要精力专注于路面情交通情况，并进行车速控制，无法及时观察路面垃圾及清扫作业情况；

2)针对有些比较湿滑的路面进行清洗，因为不能及时检测，在清扫之后，对路面进行冲洗，反而浪费了水资源。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种清扫车垃圾回收系统灰尘检测系统，包括：

清扫装置，其安装于车辆的前部或侧部，以用于对地面进行清扫处理；

回收装置，其安装于清扫装置一侧，用于形成一个负压区以吸入所清扫的灰尘；

采样装置，其与回收装置连接，以用于定量采集所吸入的灰尘颗粒与空气中的细颗粒物；

检测装置，其用于对采样装置所采集的粉尘颗粒进行检测以得到粉尘细颗粒物的浓度值；

控制系统，其与检测装置通信连接，基于检测装置所检测的粉尘细颗粒物的浓度值控制车辆的运行速度以及清扫装置的清扫力度。

优选的，清扫装置包括扫盘底座以及安装在扫盘底座上的刷毛，扫盘底座与刷盘电机驱动端固定。

优选的，回收装置包括车载吸盘，其安装于清扫装置一侧，车载吸盘连接回收管道，回收管道末端与车载风机的进风口相连接。

优选的，采样装置包括与回收管道连接的取样管，取样管与预处理装置连接，预处理装置用于接通或关闭采样装置与回收管道之间的连接；

取样管另一端连接加热装置，以用于对灰尘颗粒与空气中的细颗粒物进行除湿处理。

优选的，加热装置另一侧依次与测量室、流量测量单元、射流泵以及回流管，取样灰尘经取样管、经过加热装置、测量室、流量测量单元、射流泵以及回流管排出。

优选的，采样装置还包括：

采样及回送单元，其用于将采集后的被测粉尘气体排出；

其中，采样及回送单元采用射流泵，利用射流泵将采用气体吸入测量室，经过检测后通过回流管排出。

优选的，采样装置还包括：

等速跟踪及控制单元，其用于取样流速和取样流量的测量，同时，控制射流泵的抽力以改变采样流量，以实现跟踪采样；

等速跟踪及控制单元包括：

一个一体化的皮托管，其用于测量被测离子两相流的流速；

一个孔板流量传感器，其用于测量采样气体的流速。

优选的，检测装置布设于测量室中，检测装置包括：

半导体激光器，其通过激光束发射及反射光光强变化，对用于采集到的粉尘颗粒污染物浓度实时连续测量功能；

光电探测器，其用于接收散射光并基于光电效应产生电信号，经由电路放大处理后，得到粉尘颗粒物的浓度值。

优选的，还包括反吹装置，其连接气源回路，用于定期将气源空气反吹至回路中，以对回路进行清洁。

一种清扫车垃圾回收系统灰尘检测系统的检测方法，包括如下步骤：

S1、系统工作时,车载风机首先工作,使回收装置内部形成负压空间；回收装置通过密封的回收管道、采样装置与车载吸盘相连接，在车载吸盘与地面之间形成一个负压区；

S2、扫地车的扫盘电机刷毛直接与地面接触，当扫盘电机工作时，带动扫盘的刷毛向内旋转，将地面的垃圾和灰尘扬起，当扬起的垃圾和灰尘被刷毛送入到车载吸盘的吸入负压区域内，垃圾和灰尘被车载吸盘吸入，通过回收管道、采样装置吸入到回收装置内，完成垃圾清扫回收；

S3、当清扫系统工作时，预处理装置接通采样装置与回收管道之间的连接，回收管道之间的灰尘颗粒与空气中的细颗粒物进入到取样管，并经过除湿处理之后，干燥后的灰尘混合气体按检测所需的流速及流量送入到检测装置；

S4、检测装置内的激光光束发生散射，通过放置光电探测器使其接收散射光，光电检测器的光电效应产生电信号，经电路放大处理后，即可得到粉尘细颗粒物的浓度值；

S5、基于检测装置流量检测结果，当道路情况比较良好时，由控制系统调整车辆运行速度，并降低清扫力度以实现节能效果，同时加速车辆前行，以提升清扫效率，反之，当道路的垃圾较多时，则控制系统降低车辆运行速度，并自动增加清扫力度。

本发明的有益效果：

(1)本发明中，该清扫车行驶在路面上时，首先通过清扫装置对路面进行清扫处理，所扬起的灰尘颗粒以及空气中的细颗粒物经由回收装置进行吸入，在吸入过程中，通过采样装置定量采集部分所吸入的灰尘颗粒以及空气中的细颗粒物，而后通过检测装置对所采集的粉尘颗粒进行检测以得到粉尘细颗粒物的浓度值，当道路情况比较良好且灰尘较少时，由控制系统调整车辆运行速度，并降低清扫力度以实现节能效果，同时加速车辆前行，以提升清扫效率，反之，当道路的垃圾较多时，则控制系统降低车辆运行速度，并自动增加清扫力度，以便更好的提升清扫效果；

(2)本发明中，皮托管由动压测量单元将动压转换成流速信号，通过取压管将变径管的压差送到流量测量单元转换成采样流量信号和采样流速，根据皮托管所测流速与采样流速的差值控制压缩气体的流量，实现对采样流速的控制，达到采样流速跟踪灰尘流速的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种清扫车垃圾回收系统灰尘检测系统的结构示意图；

图2是本发明一种清扫车垃圾回收系统灰尘检测系统中检测装置的结构示意图；

图3是本发明一种清扫车垃圾回收系统灰尘检测系统的流程示意图。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图2所示，本发明为一种清扫车垃圾回收系统灰尘检测系统，包括清扫装置，其安装于车辆的前部或侧部，以用于对地面进行清扫处理；

回收装置，其安装于清扫装置一侧，用于形成一个负压区以吸入所清扫的灰尘；

采样装置，其与回收装置连接，以用于定量采集所吸入的灰尘颗粒与空气中的细颗粒物；

检测装置，其用于对采样装置所采集的粉尘颗粒进行检测以得到粉尘细颗粒物的浓度值；

控制系统，其与检测装置通信连接，基于检测装置所检测的粉尘细颗粒物的浓度值控制车辆的运行速度以及清扫装置的清扫力度；

可以说明的是，该清扫车行驶在路面上时，首先通过清扫装置对路面进行清扫处理，所扬起的灰尘颗粒以及空气中的细颗粒物经由回收装置进行吸入，在吸入过程中，通过采样装置定量采集部分所吸入的灰尘颗粒以及空气中的细颗粒物，而后通过检测装置对所采集的粉尘颗粒进行检测以得到粉尘细颗粒物的浓度值，当道路情况比较良好且灰尘较少时，由控制系统调整车辆运行速度，并降低清扫力度以实现节能效果，同时加速车辆前行，以提升清扫效率，反之，当道路的垃圾较多时，则控制系统降低车辆运行速度，并自动增加清扫力度，以便更好的提升清扫效果。

实施例2

在实施例1的基础上，请参阅图3，清扫装置包括扫盘底座以及安装在扫盘底座上的刷毛，扫盘底座与刷盘电机驱动端固定；具体的，在扫地时，通过扫地车上的扫盘电机驱动扫盘边刷边匀速旋转，刷毛与地面接触，在旋转的过程中将道路上的垃圾以及灰尘扫起，该扫盘底座可设置朝向车底方向倾斜，进而可以将灰尘朝向车底方向扫起；

回收装置包括车载吸盘，其安装于清扫装置一侧，车载吸盘连接回收管道，回收管道末端与车载风机的进风口相连接；具体的，当车载风机工作时，于回收管道以及车载吸盘处形成一个负压空间，以将清扫装置扬起的垃圾以及灰尘通过车载吸盘吸入回收装置；

采样装置与回收管道相连，以用于采集回收管道中所吸入的灰尘颗粒以及空气中的细颗粒物；

采样装置包括与回收管道连接的取样管，取样管与预处理装置连接，预处理装置用于接通或关闭采样装置与回收管道之间的连接；预处理装置可以采用电磁阀控制取样管与回收管道的接通或关闭；

取样管另一端连接加热装置，以用于对灰尘颗粒与空气中的细颗粒物进行除湿处理；具体的，该加热装置可以采用电阻式加热器；

采样装置还包括：

采样及回送单元，其用于将采集后的被测粉尘气体排出；具体的，采样及回送单元采用射流泵，利用射流泵将采用气体吸入测量室，经过检测后通过回流管排出；

其中，加热装置另一侧依次与测量室、流量测量单元、射流泵以及回流管连接，取样灰尘经取样管、经过加热装置、测量室、流量测量单元、射流泵以及回流管排出；

等速跟踪及控制单元，其用于取样流速和取样流量的测量，同时，控制射流泵的抽力以改变采样流量，以实现跟踪采样的目的；

等速跟踪及控制单元包括：

一个一体化的皮托管，其用于测量被测离子两相流的流速；

一个孔板流量传感器，其用于测量采样气体的流速；

以及相应的压差传感器与处理电路；

具体的，通过压缩气体控制射流泵的抽力以对采样的流速进行控制，达到采样流速跟踪灰尘流速的目的；采样量基于流量控制阀调节压缩空气的气量实现；

在本实施方式中，皮托管由动压测量单元将动压转换成流速信号，通过取压管将变径管的压差送到流量测量单元转换成采样流量信号和采样流速，根据皮托管所测流速与采样流速的差值控制压缩气体的流量，实现对采样流速的控制，达到采样流速跟踪灰尘流速的目的；

检测装置布设于测量室中，检测装置包括：

半导体激光器，其通过激光束发射及反射光光强变化，对用于采集到的粉尘颗粒污染物浓度实时连续测量功能；具体的，该半导体激光器采用3mW，650nm激光器；

光电探测器，其用于接收散射光并基于光电效应产生电信号，经由电路放大处理后，得到粉尘颗粒物的浓度值；

可以说明的是，当道路清扫车工作时，道路路面的灰尘颗粒与空气中的细颗粒物进入到回收管道，并经过处理之后，进入检测装置内时，检测装置内的激光光束发生散射，通过放置光电探测器使其接收散射光，光电检测器的光电效应产生电信号，经电路放大处理后，即可得到粉尘细颗粒物的浓度值；

还包括反吹装置，其连接气源回路，用于定期将气源空气反吹至回路中，以对回路进行清洁；具体的，控制系统控制气源回路工作时，通过压缩将洁净的空气进行压缩及过滤之后储存于气罐中，用于给反吹装置提供洁净的气源，以实现检测回路的清洁；

具体的，当系统长时工作之后，由于灰尘的吸入作用，会造成光学检测系统受到干扰，使检测结果误差增大，为了避免此类问题，系统在使用过程中,需要经常进行校准动作,校准动作包括校零和校满,零点校准状态时：系统进行反吹动作，采用反吹气作为零点气体对仪器进行清洗,系统打开反吹阀后，干净的反吹空气由反吹口进入测量室，检测室残留的样气被吹扫干净，参考光被斩光电磁铁遮挡，气室中没有烟尘粒子，透镜接收的极少量背景光通过调零被自动冲销掉，实现仪器的自动校零。

满量程的校准时，系统同样采用反吹气作为零点气体对仪器进行清洗,系统打开反吹阀后，干净的反吹空气由反吹口进入测量室，检测室残留的样气被吹扫干净，参考光被斩光电磁铁遮挡，气室中没有烟尘粒子，同时采用标准信号源作为跨度校准源进行跨度校准。透镜接收的标准信号源信号为该系统的满量程信号。

系统采用了两种方案来降低这种影响，当灰尘较多时，关闭采样装置的通道入口，使灰尘不再进入预处理装置和检测装置；在检测过程中，不定期的对检测通道进行反吹除尘，当反吹系统工作时，控制器将气源中的压缩空气通过检测装置进行反向流通，以清洁光学检测装置表面上附着的灰尘颗粒，以达到清洁效果；

控制系统包括控制器，其为一个气流控制单元，分别与车载风机、气源、反吹装置，预处理装置以及检测装置相连接，并控制各装置的工作与停止；

控制系统还包括喷淋系统，以用于对道路路面进行喷淋降尘。

实施例3

一种清扫车垃圾回收系统灰尘检测系统的检测方法，包括如下步骤：

S1、系统工作时,车载风机首先工作,使回收装置内部形成负压空间；回收装置通过密封的回收管道、采样装置与车载吸盘相连接，在车载吸盘与地面之间形成一个负压区；

S2、扫地车的扫盘电机刷毛直接与地面接触，当扫盘电机工作时，带动扫盘的刷毛向内旋转，将地面的垃圾和灰尘扬起，当扬起的垃圾和灰尘被刷毛送入到车载吸盘的吸入负压区域内，垃圾和灰尘被车载吸盘吸入，通过回收管道、采样装置吸入到回收装置内，完成垃圾清扫回收的过程；

S3、当清扫系统工作时，通过预处理装置接通采样装置与回收管道之间的连接，当采样装置与回收管道之间的通道打开之后，回收管道之间的灰尘颗粒与空气中的细颗粒物进入到取样管，并经过除湿处理之后，将干燥后的灰尘混合气体按检测所需的流速及流量送入到检测装置，并进行流量和流速控制；

S4、检测装置内的激光光束发生散射，通过放置光电探测器使其接收散射光，光电检测器的光电效应产生电信号，经电路放大处理后，即可得到粉尘细颗粒物的浓度值；

S5、基于检测装置流量检测结果，当道路情况比较良好时，由控制系统调整车辆运行速度，并降低清扫力度以实现节能效果，同时加速车辆前行，以提升清扫效率，反之，当道路的垃圾较多时，则控制系统降低车辆运行速度，并自动增加清扫力度，以便更好的提升清扫效果。

具体的，流量和流速控制包括如下步骤：

采样量通过流量控制阀调节压缩空气的气量实现；

通过皮托管由动压测量单元将动压转换成流速信号，通过取压管将变径管的压差送到流量测量单元转换成采样流量信号和采样流速；

根据皮托管所测流速与采样流速的差值控制压缩气的流量，实现对采样流速的控制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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和简化描述，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、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。