一种空气净化路灯及其净化方法与流程

本发明涉及路灯领域，尤其涉及一种空气净化路灯及其净化方法。

背景技术：

城市道路是空气污染集中产生的地方，污染源包括大量的汽车尾气、地面灰尘及pm2.5颗粒等，其对人类的生产生活造成了严重的影响。目前，道路两旁分布有很多路灯，现有路灯的结构简单，功能单一，无法实现对周围环境进行空气净化的功能。因此，有必要设计一种集成有净化功能的空气净化路灯，实现照明的同时完成对道路周围空气的净化。

技术实现要素：

鉴于上述情况，本发明提供了一种空气净化路灯及其净化方法，实现当车流量较大时开启净化装置，完成对周围空气的净化。

为实现上述目的，本发明公开了一种空气净化路灯，包括：

路灯主体结构，包括竖向设置的灯杆和固设于所述灯杆上的第一中央控制器，所述第一中央控制器包括第一控制模块、第一处理模块以及用于监测车流量的车流量监测模块，所述第一处理模块中预设有预定车流量，所述车流量监测模块联接于所述第一处理模块，所述第一处理模块联接于所述第一控制模块；

净化装置，安装于所述灯杆的顶部，所述净化装置包括壳体、可拆卸安装于所述壳体中的过滤层、用于测量所述过滤层重量的称重模块、联接于所述第一控制模块的风机、第二中央控制器以及声光报警器，所述壳体的顶端开设有吸风口，所述壳体的底端开设有排风口，所述吸风口固设有第一空气监测模块，所述排风口固设有第二空气监测模块，所述过滤层设于所述吸风口和所述排风口之间，所述风机安装于所述壳体的外壁上，所述风机的出风口连通于所述吸风口，所述第二中央控制器包括第二控制模块和第二处理模块，所述第二控制模块联接于所述声光报警器，所述第二处理模块联接于所述第一空气监测模块、所述第二空气监测模块和所述称重模块，所述第二处理模块中预设有预定净化率∈和预定重量，所述壳体中还固设有联接于所述第二控制模块的高压气枪，所述高压气枪的喷嘴对准于所述过滤层的面向所述吸风口的一侧；

收集装置，包括收集箱，所述收集箱的外壁上固设有引风机，所述引风机的进风口连通于所述收集箱，所述引风机的进风口设有过滤网，所述壳体的侧壁上形成有通孔，所述通孔位于所述过滤层的上方，所述收集箱通过单向电磁阀连通于所述通孔，所述单向电磁阀联接于所述第二控制模块；

其中，所述第二处理模块根据计算公式∈1＝(m-m1)/m计算出实际净化率，并将实际净化率∈1与预定净化率∈进行比较，所述m1为所述第二空气监测模块监测到的pm2.5浓度，m为所述第一空气监测模块监测到的pm2.5浓度，所述单向电磁阀的输入端连接于所述通孔，所述单向电磁阀的输出端连接于所述收集箱。

本发明的有益效果在于：

1.通过车流量监测模块对车流量进行实时监测，当实际车流量大于预定车流量时(此时pm2.5浓度较高)，第一控制模块控制风机启动，利用净化装置中的过滤层实现对空气中pm2.5的过滤，进而实现对周围空气的净化。

2.当实际净化率小于预定净化率时，通过第二控制模块控制声光报警器启动，提醒及时更换或清洗过滤层。

3.通过称重模块对过滤层的重量进行实时监测，当吸附有pm2.5颗粒的过滤层重量大于预定重量时，利用第二控制模块控制单向电磁阀导通和控制高压气枪开启，将过滤层表面上的吸附物经单向电磁阀吹至收集箱中，进而延长过滤层的使用寿命，避免频繁更换，降低了使用成本。

本发明一种空气净化路灯的进一步改进在于，所述路灯主体结构还包括设于所述灯杆上的光源，所述第一控制模块联接于所述光源且用于控制所述光源的启闭，所述第一中央控制器还包括联接于所述第一处理模块的亮度监测模块，所述第一处理模块中预设有预定亮度。当亮度模块监测到的实际亮度小于预定亮度时，提高第一控制模块控制光源开启。

本发明一种空气净化路灯的进一步改进在于，还包括太阳能供电装置，所述太阳能供电装置包括太阳能电池板、蓄电池、安装于所述灯杆的顶端的支架以及第三中央控制器，所述蓄电池电联接于所述太阳能电池板，所述蓄电池电联接于所述风机和所述声光报警器，所述太阳能电池板的第一端通过万向转动头万向转动的连接于所述支架，所述太阳能电池板的第二端通过气缸组件连接于所述支架，所述气缸组件包括竖向设置的第一伸缩气缸以及水平设置且对称设于所述第一伸缩气缸两侧的第二伸缩气缸和第三伸缩气缸，所述第三中央控制器包括第三处理模块、第三控制模块和计时模块，所述第三处理模块电联接于所述计时模块，所述第三处理模块中预设有不同时间第一伸缩气缸、第二伸缩气缸和第三伸缩气缸的预定伸缩长度，所述第三控制模块联接于所述第一伸缩气缸、所述第二伸缩气缸和所述第三伸缩气缸且用于分别控制所述第一伸缩气缸和所述第二伸缩气缸和所述第三伸缩气缸的伸缩。通过太阳能供电装置实现发电功能，绿色环保，利用第三控制模块控制太阳能电池的布设角度，实现更好的太阳光照射角度，提高太阳能发电效率。

本发明一种空气净化路灯的进一步改进在于，所述过滤层包括依次堆叠设置的第一过滤层、活性炭过滤层和第二过滤层。提高净化效果，保证净化后的空气的质量。

本发明还公开了一种空气净化路灯的净化方法，包括以下步骤：

通过车流量监测模块对车流量进行实时监测，并将实时车流量发送给第一处理模块；

通过第一处理模块对实时车流量与预定车流量进行比较，当实时车流量大于预定车流量时，通过第一控制模块控制风机启动，将空气吸进壳体中；

通过过滤层过滤空气中的pm2.5颗粒；

通过称重模块对吸附有pm2.5颗粒的过滤层重量进行实时称重，并将实时重量发送给第二处理模块；

通过所述第二处理模块对实时重量与预定重量进行比较，当实时重量大于预定重量时，通过第二控制模块控制高压气枪和引风机启动，利用所述高压气枪吹散吸附于所述过滤层表面的pm2.5颗粒，同时利用引风机将吹散的pm2.5颗粒吸至收集箱中；

其中，通过第一空气监测模块对过滤前空气中pm2.5浓度m进行监测，通过第二空气监测模块对过滤后空气中pm2.5浓度m1进行监测，通过第二处理模块根据计算公式∈1＝(m-m1)/m计算出实际净化率，并利用第二处理模块对所述实际净化率与预定净化率进行比较，当所述实际净化率小于预定净化率时，通过第二控制模块控制声光报警器启动，提醒更换或清洗过滤层。

本发明一种空气净化路灯的净化方法的进一步改进在于，还包括设于灯杆上的光源，所述第一控制模块联接于所述光源且用于控制所述光源的启闭，第一中央控制器还包括联接于所述第一处理模块的亮度监测模块，所述第一处理模块中预设有预定亮度。通过第一控制模块控制光源的自动启闭，避免浪费电能，实现空气净化的同时达到节能的效果。

本发明一种空气净化路灯的净化方法的进一步改进在于，于通过所述第一控制模块控制所述光源启闭步骤中，通过所述亮度监测模块对亮度进行实时监测，当实时亮度小于预定亮度时，通过所述第一控制模块控制所述光源打开，当实时亮度大于或等于预定亮度时，通过所述第一控制模块控制所述光源关闭。

本发明一种空气净化路灯的净化方法的进一步改进在于，还包括太阳能供电装置，所述太阳能供电装置包括太阳能电池板、蓄电池、安装于所述灯杆的顶端的支架以及第三中央控制器，所述蓄电池电联接于所述太阳能电池板，所述蓄电池电联接于所述风机和所述声光报警器，所述太阳能电池板的第一端通过万向转动头万向转动的连接于所述支架，所述太阳能电池板的第二端通过气缸组件连接于所述支架，所述气缸组件包括竖向设置的第一伸缩气缸以及水平设置且对称设于所述第一伸缩气缸两侧的第二伸缩气缸和第三伸缩气缸，所述第三中央控制器包括第三处理模块、第三控制模块和计时模块，所述第三处理模块电联接于所述计时模块，所述第三处理模块中预设有不同时间第一伸缩气缸、第二伸缩气缸和第三伸缩气缸的预定伸缩长度，所述第三控制模块联接于所述第一伸缩气缸、所述第二伸缩气缸和所述第三伸缩气缸，用于分别控制所述第一伸缩气缸和所述第二伸缩气缸和所述第三伸缩气缸的伸缩。

附图说明

图1是本发明一种空气净化路灯的结构示意图。

图2是本发明一种空气净化路灯的净化方法的流程图。

具体实施方式

为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

参阅图1可知，本发明公开了一种空气净化路灯，包括路灯主体结构1、净化装置2和收集装置(图中未显示)。其中：路灯主体结构1包括竖向设置的灯杆11和固设于灯杆11上的第一中央控制器，第一中央控制器包括第一控制模块、第一处理模块以及用于监测车流量的车流量监测模块，第一处理模块中预设有预定车流量，车流量监测模块联接于第一处理模块，第一处理模块联接于第一控制模块，净化装置2安装于灯杆11的顶部，净化装置2包括壳体、可拆卸安装于壳体中的过滤层、用于测量过滤层重量的称重模块、联接于第一控制模块的风机、第二中央控制器以及声光报警器，壳体的顶端开设有吸风口，壳体的底端开设有排风口，吸风口固设有第一空气监测模块，排风口固设有第二空气监测模块，过滤层设于吸风口和排风口之间，风机安装于壳体的外壁上，风机的出风口连通于吸风口，第二中央控制器包括第二控制模块和第二处理模块，第二控制模块联接于声光报警器，第二处理模块联接于第一空气监测模块、第二空气监测模块和称重模块，第二处理模块中预设有预定净化率∈和预定重量，壳体中还固设有联接于第二控制模块的高压气枪，高压气枪的喷嘴对准于过滤层的面向吸风口的一侧，收集装置包括收集箱，收集箱的外壁上固设有引风机，引风机的进风口连通于收集箱，引风机的进风口设有过滤网，壳体的侧壁上形成有通孔，通孔位于过滤层的上方，收集箱通过单向电磁阀连通于通孔，单向电磁阀联接于第二控制模块；其中，第二处理模块根据计算公式∈1＝(m-m1)/m计算出实际净化率，并将实际净化率∈1与预定净化率∈进行比较，m1为第二空气监测模块监测到的pm2.5浓度，m为第一空气监测模块监测到的pm2.5浓度，单向电磁阀的输入端连接于通孔，单向电磁阀的输出端连接于收集箱。本实施例中：(1)通过车流量监测模块对车流量进行实时监测，当实际车流量大于预定车流量时，第一控制模块控制风机启动，利用净化装置2中的过滤层实现对空气中pm2.5的过滤，进而实现对周围环境的净化；(2)利用风机将空气吸进壳体进行净化处理，然后将净化后的空气经排风口排出，实现空气的净化处理；利用第一空气监测模块对净化前空气中pm2.5的浓度进行监测，利用第二空气监测模块对净化后空气中pm2.5的浓度进行监测，并将浓度信号传输给第二处理模块，第二处理模块根据运算公式∈1＝m1/m计算出实际净化率，并将实际净化率∈1与预定净化率∈进行比较，当实际净化率∈1小于预定净化率∈时，通过第二控制模块启动声光报警器，提醒及时更换或清洗过滤层(m1为实际净化率，m为预定净化率)。(3)通过称重模块对吸附有吸附物(pm2.5颗粒)的过滤层重量进行实时监测，利用第二处理模块对实际重量和预定重量进行比较，当实际重量大于预定重量时，第二处理模块向第二控制模块发出信号，通过第二控制模块控制高压气枪启动和单向电磁阀(常闭型)导通，利用高压气枪将过滤层表面的吸附物吹进收集箱中，减少过滤层表面吸附物的厚度和重量，提高过滤层的过滤净化效果，进而延长过滤层的使用寿命或清洗的时间间隔，降低净化成本、提高单位时间内空气净化的体积，同时便于实现pm2.5颗粒的回收和再利用。

进一步的，路灯主体结构1还包括设于灯杆11上的光源12，第一控制模块联接于光源12且用于控制光源12的启闭，第一中央控制器还包括联接于第一处理模块的亮度监测模块，第一处理模块中预设有预定亮度。本实施例中，通过亮度监测模块对周围环境的亮度进行监测，利用第一控制模块控制光源12的启闭；其中，当监测亮度小于预设亮度时，打开光源12，实现路灯的照明功能，当监测的亮度大于或等于预设亮度时，关闭光源12，避免浪费电能，实现路灯的节能功能。

进一步的，还包括太阳能供电装置3，太阳能供电装置3包括太阳能电池板32、蓄电池、安装于灯杆11的顶端的支架31以及第三中央控制器，蓄电池电联接于太阳能电池板32，蓄电池电联接于风机和声光报警器，太阳能电池板32的第一端通过万向转动头33万向转动的连接于支架31，太阳能电池板32的第二端通过气缸组件连接于支架31，气缸组件包括竖向设置的第一伸缩气缸34以及水平设置且对称设于第一伸缩气缸34两侧的第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36，第三中央控制器包括第三处理模块、第三控制模块和计时模块，第三处理模块电联接于计时模块，第三处理模块中预设有不同时间第一伸缩气缸34、第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36的预定伸缩长度，第三控制模块联接于第一伸缩气缸34、第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36，用于分别控制第一伸缩气缸34和第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36的伸缩。本实施例中，利用太阳能供电装置3为路灯提供电能，太阳能电池板32发电过程中通过不断调节太阳能电池板32与太阳光照射方向之间的夹角，提高太阳能电池板32的发电量；其中，根据一年365天不同时间间隔太阳光的照射角度(不同地区太阳光的照射角度为现有技术)计算出对应第一伸缩气缸34、第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36的伸缩长度，并将不同时间对应伸缩长度预设于第三处理模块中，通过第三控制模块控制伸缩气缸32，调节太阳能电池板32的倾斜角度及相对于万向转动头33的转动。具体的，本实施例中包括一个竖向设置的第一伸缩气缸34和分别位于第一伸缩气缸34两侧且水平设置的第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36，通过调节第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36的伸缩长度改变太阳能电池板32的倾斜角度，通过调节二伸缩气缸32的伸缩长度实现太阳能电池板32的转动，使得太阳能电池板32始终与太阳的照射方向相垂直，以此增加太阳能电池板32的发电量，提高发电效率。

进一步的，过滤层包括依次堆叠设置的第一过滤层、活性炭过滤层和第二过滤层。本实施例中，通过将第一过滤层、活性炭过滤层和第二过滤层堆叠设置。具体的，活性炭过滤层呈蜂窝状，第二过滤层选用biohepa进口过滤层。

进一步的，壳体的对准于过滤层的侧壁上形成一开口，开口处可拆卸安装有一密封板，密封板的尺寸配合于开口尺寸。本实施例中，通过将密封板安装于开口处保证壳体整体的密封性，通过将密封板拆卸，便于对更换或清洗过滤层。

本发明中风机选用离心涡轮风机。

参阅图2可知，本发明还公开了一种空气净化路灯的净化方法，包括以下步骤：

步骤101：通过车流量监测模块对车流量进行实时监测，并将实时车流量发送给第一处理模块；

步骤102：通过第一处理模块对实时车流量与预定车流量进行比较，当实时车流量大于预定车流量时，通过第一控制模块控制风机启动，将空气吸进壳体中；

步骤103：通过过滤层过滤空气中的pm2.5颗粒；

步骤104：通过称重模块对吸附有pm2.5颗粒的过滤层重量进行实时称重，并将实时重量发送给第二处理模块；

步骤105：通过第二处理模块对实时重量与预定重量进行比较，当实时重量大于预定重量时，通过第二控制模块控制高压气枪和引风机启动，利用高压气枪吹散吸附于过滤层表面的pm2.5颗粒，同时利用引风机将吹散的pm2.5颗粒吸至收集箱中；

其中，通过第一空气监测模块对过滤前空气中pm2.5浓度m进行监测，通过第二空气监测模块对过滤后空气中pm2.5浓度m1进行监测，通过第二处理模块根据计算公式∈1＝(m-m1)/m计算出实际净化率，并利用第二处理模块对实际净化率与预定净化率进行比较，当实际净化率小于预定净化率时，通过第二控制模块控制声光报警器启动，提醒更换或清洗过滤层。

本实施例中，(1)利用过滤层对空气中的pm2.5颗粒进行吸附，降低路灯周围pm2.5颗粒的浓度，实现对空气的净化；(2)通过对过滤层的重量进行实时称重，当实时重量大于预定重量，利用高压气枪和引风机将吸附于过滤层表面的pm2.5颗粒吹至收集箱中，避免因吸附于过滤层表面的pm2.5颗粒的厚度过大而影响空气的穿透速率，同时保证空气的净化率；(3)当实际净化率小于预定净化率时，控制声光报警器启动声光报警，提醒工组人员及时更换或清洗过滤层。

进一步的，还包括设于灯杆11上的光源12，第一控制模块联接于光源12且用于控制光源12的启闭，第一中央控制器还包括联接于第一处理模块的亮度监测模块，第一处理模块中预设有预定亮度。

更进一步的，于通过第一控制模块控制光源12启闭步骤中，通过亮度监测模块对亮度进行实时监测，当实时亮度小于预定亮度时，通过第一控制模块控制光源12打开，当实时亮度大于或等于预定亮度时，通过第一控制模块控制光源12关闭。本实施例中，通过第一控制模块和亮度监测模块实现对光源12的自动启闭，实现光源的智能启闭，避免电能的浪费。

进一步的，还包括太阳能供电装置3，太阳能供电装置3包括太阳能电池板32、蓄电池、安装于灯杆11的顶端的支架31以及第三中央控制器，蓄电池电联接于太阳能电池板32，蓄电池电联接于风机和声光报警器，太阳能电池板32的第一端通过万向转动头33万向转动的连接于支架31，太阳能电池板32的第二端通过气缸组件连接于支架31，气缸组件包括竖向设置的第一伸缩气缸34以及水平设置且对称设于第一伸缩气缸34两侧的第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36，第三中央控制器包括第三处理模块、第三控制模块和计时模块，第三处理模块电联接于计时模块，第三处理模块中预设有不同时间第一伸缩气缸34、第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36的预定伸缩长度，第三控制模块联接于第一伸缩气缸34、第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36，用于分别控制第一伸缩气缸34、第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36的伸缩长度。本实施例中，于通过太阳能供电装置进行发电步骤中，第三处理模块将不同时间第一伸缩气缸34、第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36的伸缩长度(信号)发送给第三控制模块，通过第三控制模块控制不同伸缩气缸的伸缩长度，进而保证较好的发电效率。

更进一步的，于通过太阳能供电装置进行发电步骤前还包括步骤，根据一年365天不同时间太阳光照射角度、第一伸缩气缸34和万向转动头33之间的距离以及第二伸缩气缸35和第三伸缩气缸36之间的距离计算出不同时间第一伸缩气缸34、第二伸缩气缸35以及第三伸缩气缸36的伸缩长度，并将不同时间第一伸缩气缸34、第二伸缩气缸35以及第三伸缩气缸36的伸缩长度预设于第三处理模块中。

本发明中，利用蓄电池为光源、净化装置及收集装置提供电能。

本发明一种空气净化路灯及其净化方法的有益效果包括：

1.通过流量监测模块对车流量进行监测，当实际车流量大于预定车流量时，第一控制模块控制风机启动，利用风机将空气吸进壳体进行净化处理，然后将净化后的空气经排风口排出，当实际净化率∈1小于预定净化率∈时，通过第二控制模块启动声光报警器，提醒及时更换或清洗过滤层，以保证空气净化效果；同时通过亮度监测模块对周围环境的亮度进行，利用第一控制模块控制光源的启闭，实现路灯的智能启闭。

2.通过称重模块对吸附有pm2.5颗粒的过滤层进行称重，利用第二处理模块对实际重量和预定重量进行比较，当实际重量大于预定重量时，第二处理模块向第二控制模块发出信号，通过第二控制模块控制高压气枪启动和控制单向电磁阀导通，利用高压气枪将过滤层表面的吸附物颗粒吹进收集箱中，减少过滤层表面的吸附物，提高过滤层的过滤净化效果，进而延长过滤层的使用寿命或清洗的时间间隔，同时便于对pm2.5吸附物进行回收和再利用。

3.利用太阳能供电装置为路灯提供电能，通过调节太阳能电池板与太阳光照射方向之间的夹角(呈90度)，以此提高太阳能的发电效率，增大发电量。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容的能涵盖的范围内。