一种用于空气中五氧化二磷的检测装置

技术领域

本发明属于空气质量检测技术领域，尤其涉及一种用于空气中五氧化二磷的检测装置。

背景技术

五氧化二磷又称磷酸酐，通常为白色极易潮解的结晶性粉末，密度为2.39g/cm

对于环境空气中五氧化二磷的监测需满足最高浓度限值为0.5mg/m

现行的环境监测分析方法标准是《环境空气五氧化二磷的测定 抗坏血酸还原-钼蓝分光光度法》（HJ 546-2015），该方法目前只能通过手工采样，再送回实验室分析。从采样完成到实验室分析，加上样品运输时间往往需要花费较长的时间，不能满足突发环境事故应急监测需求。

发明内容

为解决现有技术不足，本发明提供一种用于空气中五氧化二磷的检测装置，可进行自动采样及检测，有利于突发环境污染事故的应急使用。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种用于空气中五氧化二磷的检测装置，包括：移动式的检测箱，检测箱内设有控制器、抽气泵、光谱仪及采样部件。

采样部件包括进气管、连接管及滤膜，进气管穿设于检测箱的侧壁，连接管设于抽气泵的进气端，且连接管与进气管同轴，连接管沿轴线移动设置，滤膜的两端分别卷绕于两个卷轮，两根卷轮采用电机同步驱动，用于带动滤膜沿长度方向移动，且滤膜的中段从连接管与进气管之间穿过，滤膜的过滤面朝向进气管，光谱仪的检测口朝向滤膜的过滤面，滤膜上同等间隔的位置开设有标识孔，检测箱内设有传感器，用于检测标识孔的位置。

进一步的，进气管与连接管之间设有导向块，导向块垂直开设有贯穿孔，连接管及进气管的端部均从贯穿孔穿过，导向块沿滤膜的移动方向开设有限位孔，滤膜从限位孔穿过。

进一步的，连接管朝向滤膜一端的内部设有网板，网板的端面与连接管的端面平齐。

进一步的，检测箱内对应光谱仪检测口的前端设有压板，压板沿滤膜的移动方向开设有导向孔，滤膜从导向孔穿过，压板朝向光谱仪的一侧垂直开设有通孔，光谱仪的检测口穿设于通孔，压板沿通孔的轴线方向移动设置。

进一步的，检测箱内设有伸缩装置，伸缩装置的伸缩杆与连接管平行，伸缩杆的前端设有推杆，推杆的一端与连接管相连，推杆的另一端与压板外壁上的斜块接触，压板设有弹簧，弹簧的伸缩方向与压板的移动方向一致，当推杆带动连接管向进气管移动时，推杆通过斜块将压板推向光谱仪，此时弹簧被拉伸或压缩。

进一步的，滤膜在检测箱内呈L型布置，其拐角处通过支撑轮引导，进气管与光谱仪分别设于滤膜的两直段范围内，更具体的，抽气泵位于L型的夹角内侧，而光谱仪设于L型一直段的外侧。

进一步的，进气管的进口端设有顶盖，顶盖的圆周内壁与进气管的端面之间具有间隔，顶盖的下边沿延伸至进气管的侧壁。

进一步的，滤膜包括膜带，膜带的两端分别卷绕于两个卷轮，膜带沿长度方向阵列开设有多个圆孔，膜带朝向进气管的一侧设有滤膜片，滤膜片与圆孔同轴。

进一步的，膜带的两侧对应圆孔的周侧设有胶圈，且胶圈的轮廓与进气管及连接管的端面契合，滤膜片为圆形结构，嵌设于胶圈内，且滤膜片采用粘接的方式设于膜带上。

进一步的，检测箱设于一无人飞行器上，进气管位于无人飞行器上方的中部，抽气泵的排气管设于无人飞行器的底部。

本发明的有益效果在于：

1、控制器用于控制抽气泵、光谱仪及采样部件工作，可进行自动采样及检测，并通过内部程序计算出空气中五氧化二磷的浓度，实现了自动采样和及时检测，有助于快速测定涉五氧化二磷空气污染事故中污染物浓度。

2、通过无人飞行器可对更高位置的气体样品进行采集，增强采集样品的代表性，可有效反映五氧化二磷在空气中迁移变化趋势。

附图说明

本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。

图1示出了本申请检测箱的内部结构示意图。

图2示出了图1中A处的局部放大图。

图3示出了本申请检测箱内部结构的剖视图。

图4示出了图3中B处的局部放大图。

图5示出了导向块的结构示意图。

图6示出了压板的结构示意图。

图7示出了滤膜的一种优选结构示意图。

图8示出了检测箱设于无人飞行器时的结构示意图。

图中标记：检测箱-1、卷轮-11、传感器-12、支撑轮-13、抽气泵-2、光谱仪-3、进气管-4、顶盖-41、连接管-5、网板-51、滤膜-6、标识孔-61、膜带-62、圆孔-63、滤膜片-64、胶圈-65、导向块-7、贯穿孔-71、限位孔-72、压板-8、导向孔-81、通孔-82、斜块-83、弹簧-84、伸缩装置-9、推杆-91、滚子-92。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1、图3所示，一种用于空气中五氧化二磷的检测装置，包括：移动式的检测箱1，检测箱1内设有控制器、抽气泵2、光谱仪3及采样部件，控制器用于控制抽气泵2、光谱仪3及采样部件工作，以及处理和发射数据，光谱仪3为X荧光光谱仪。

具体的，如图1、图3所示，采样部件包括进气管4、连接管5及滤膜6，进气管4穿设于检测箱1的侧壁，连接管5设于抽气泵2的进气端，且连接管5与进气管4同轴，连接管5沿轴线移动设置，滤膜6的两端分别卷绕于两个卷轮11，两根卷轮11采用电机同步驱动，卷轮11用于带动滤膜6沿长度方向移动，且滤膜6的中段从连接管5与进气管4之间穿过。采样时，移动连接管5，以利用连接管5及进气管4的端面将滤膜6的采样部位固定，防止滤膜6移动，并减小滤膜6在气流作用下的振动，同时还可防止样本气体从连接管5及进气管4与滤膜6表面间的缝隙泄漏，从而保证抽气泵2通过工作时间与流量换算得出的进气量与实际的进气量一致，继而保证检测计算结果的准确。滤膜6的过滤面朝向进气管4，光谱仪3的检测口朝向滤膜6的过滤面，滤膜6上同等间隔的位置开设有标识孔61，检测箱1内设有传感器12，用于检测标识孔61的位置，以确定滤膜6的采样部位，通过卷轮11的转动带动滤膜6移动，以使采样部位准确移动至光谱仪3的检测口，通过光谱仪3对滤膜6采样部位进行分析，并将检测结果上传控制器，以便于控制器通过计算得出环境空气中五氧化二磷的浓度。滤膜6可采用聚丙烯制成。使用时检测箱1可设于三角支撑架上使用。

优选的，如图1及图3及图5所示，进气管4与连接管5之间设有导向块7，导向块7垂直开设有贯穿孔71，连接管5及进气管4的端部均从贯穿孔71穿过，导向块7沿滤膜6的移动方向开设有限位孔72，滤膜6从限位孔72穿过，以此来保证滤膜6悬空部位的位置稳定，从而确保标识孔61与采样部位相对位置的一致性，并且还能防止因滤膜6的晃动影响连接管5的压紧位置，防止将滤膜6压出褶皱或压紧位置偏移；同时利用贯穿孔71对连接管5进行导向，以提高连接管5与进气管4压紧时的相对位置精度，防止连接管5与进气管4之间位置偏移，而影响密封性。

进一步优选的，限位孔72的两端均设有倒角结构，以便于穿设滤膜6。

更具体的，如图1所示，传感器12穿设于导向块7的角落，标识孔61形成于两个圆形的采样部位之间的空白区域。

优选的，如图3、图4所示，连接管5朝向滤膜6一端的内部设有网板51，网板51的端面与连接管5的端面平齐，采样时，利用网板51对滤膜6进行支撑，使滤膜6更加平整，使样本更加均匀，同时进一步防止滤膜6振动。

优选的，如图1至图3及图6所示，检测箱1内对应光谱仪3检测口的前端设有压板8，压板8沿滤膜6的移动方向开设有导向孔81，滤膜6从导向孔81穿过，压板8朝向光谱仪3的一侧垂直开设有通孔82，光谱仪3的检测口穿设于通孔82，压板8沿通孔82的轴线方向移动设置，用于将滤膜6压紧于光谱仪3的检测口，以防止漏光而影响检测结构的准确性。

更具体的，如图1至图3及图6所示，检测箱1内设有伸缩装置9，伸缩装置9的伸缩杆与连接管5平行，伸缩杆的前端设有推杆91，推杆91的一端与连接管5相连，推杆91的另一端与压板8外壁上的斜块83接触，压板8设有弹簧84，弹簧84的伸缩方向与压板8的移动方向一致，当推杆91带动连接管5向进气管4移动时，推杆91通过斜块83将压板8推向光谱仪3，用于将滤膜6压紧于光谱仪3的检测口，此时弹簧84被拉伸或压缩，当推杆91带动连接管5远离进气管4时，在弹簧84恢复弹力的作用下压板8朝背离光谱仪3的方向移动，以松开滤膜6，此结构利用同一伸缩装置9驱动连接管5及压板8，使检测与采样同时进行，并且能减少机构设置，简化检测箱1的内部结构。

如图2所示，进一步优选的，推杆91与斜块83接触的一端设有滚子92，利用滚动接触替代滑动接触，从而减小磨损，使推杆91移动更加顺畅。

优选的，如图3所示，滤膜6在检测箱1内呈L型布置，其拐角处通过支撑轮13引导，进气管4与光谱仪3分别设于滤膜6的两处直段范围内，更具体的，抽气泵2位于L型的夹角内侧，而光谱仪3设于L型一直段的外侧，以避免拥挤在滤膜6的同一侧，同时光谱仪3也正好处于滤膜6的过滤面一侧，以此来减小抽气泵2与光谱仪3的布置范围，从而缩小检测箱1的整体尺寸。

优选的，如图1、图3所示，进气管4的进口端设有顶盖41，顶盖41的圆周内壁与进气管4的端面之间具有间隔，以便于通入空气，并且可均匀采集进气管4四周的空气，使空气样本更具代表性，顶盖41的下边沿延伸至进气管4的侧壁，以形成遮挡结构，防止杂质进入。

优选的，如图7所示，滤膜6包括膜带62，膜带62的两端分别卷绕于两个卷轮11，膜带62沿长度方向阵列开设有多个圆孔63，膜带62朝向进气管4的一侧设有滤膜片64，滤膜片64与圆孔63同轴，圆孔63的内径小于滤膜片64的外径，此结构将膜带62与滤膜片64设为分体式结构，由于滤膜片64的价格较贵，此种分体式设计可采用较为便宜的材料制作膜带62，以节约成本，如果采用粘接的方式设置滤膜片64，还可将膜带62作为载体反复使用。

进一步优选的，如图7所示，膜带62的两侧对应圆孔63的周侧设有胶圈65，且胶圈65的轮廓与进气管4及连接管5的端面契合，当连接管5与进气管4压紧时，胶圈65正好处于连接管5与进气管4的端面之间，以增加密封性，以防止空气泄露，胶圈65通过粘接或是热熔的方式形设于膜带62的表面，滤膜片64为圆形结构，嵌设于胶圈65内，且滤膜片64采用粘接的方式设于膜带62上，以便于拆除更换，从而将膜带62作为载体反复使用，以进一步节约使用成本。

优选的，如图8所示，检测箱1设于一无人飞行器上，进气管4位于无人飞行器上方的中部，抽气泵2的排气管设于无人飞行器的底部，以避免排气再次进入进气管。

采样前，通过卷轮11转动，使滤膜6预定的采样部位，即滤膜片64移动至光谱仪3的检测口处，测定空白的滤膜片64上总磷含量

采样时，伸缩装置9推动连接管5将膜带62及滤膜片64向进气管4压紧，启动抽气泵2，控制器记录采样时间及抽气泵的采样流量，样品采集完成后，通过卷轮11转动，将负载有五氧化二磷的滤膜片64再次移动至光谱仪3的检测口以测定样品滤膜片64中总磷含量（

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式中：

ρ

ρ

V

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。