一种环境监测系统及方法与流程

本发明涉及环境监测的，尤其涉及一种环境监测系统及方法。

背景技术：

1、环境监测系统是指对风向、风速、pm2.5、雨水等参数进行数据采集，环境监测系统通过对上述参数的记录与分析可对生态环境的情况进行监测，从而便于更加准确、及时、全面对人类生存环境情况的变化进行掌握，以此来为环境保护、污染源抑制等提供科学依据。

2、经检索，专利号为cn116086541a的中国发明专利公开了一种环境监测系统及环境监测方法。该环境监测系统包括：环境监测信息收集节点，包括多个外接设备接口、一个电源输入接口、处理器以及无线通信模块；监测环境信息的多个外接设备，连接于所述外接设备接口；

3、现有装置仍存在以下不足：

4、1、现有装置在对环境系统进行监测的过程中，通常采用光伏发电的方式进行供电，此种供电方式受天气因素影响较大，并且在夜晚无法收集太阳能，导致其只能间歇性工作，无法进行全天候的环境监测，监测范围较窄；

5、2、现有装置在对环境系统进行监测的过程中，无法对风力方向进行精确的实时监测，且同时在空气检测过程中，无法将装置内部原有气体排出，在检测时原有气体会与检测气体相混合，使检测结果产生误差；

6、3、现有装置在对环境系统进行监测的过程中，其在进行雨水质量时无法将装置外部原有的灰尘进行去除，在检测时灰尘会混入雨水内，增加雨水内杂质的含量，影响检测结果的准确性，具有一定的局限性。

7、因此亟需设计一种环境监测系统及方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种环境监测系统及方法，解决了上述背景技术中提出的供电方式受天气因素影响较大，无法进行全天候的环境监测，也无法对风力方向进行精确的实时监测，并且在进行雨水质量时无法将装置外部原有的灰尘进行去除，增加雨水内杂质的含量，影响检测结果的准确性，具有一定的局限性的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种环境监测系统，包括：

3、框体，

4、风向监测部，所述风向监测部包括固定安装在框体上的筒体，所述筒体上固定安装有主动轴，所述主动轴上安装有用于供电的发电结构，所述主动轴的下方转动安装有平衡球，所述平衡球上固定安装有承载盘，所述承载盘内放置有多个重力球，所述承载盘上安装有多个施压结构，所述筒体内安装有用于感应风向的触发装置，所述筒体上固定安装有与触发装置相配合的风向显示灯；

5、空气质量检测部，所述空气质量检测部包括固定安装在框体内的集气箱，所述集气箱内滑动安装有空气挤压板，所述空气挤压板上安装有用于吸气、排气的传动结构，所述框体内固定安装有位于集气箱内的空气质量检测仪，所述框体上固定连通有单向进气管与单向出气管；

6、两个雨水检测部，每个所述雨水检测部均包括固定安装在框体两侧的载水筒，且载水筒下方开设有出水口，所述载水筒内安装有滑动结构，所述框体内固定安装有两侧均固定连通有出水管的进水筒，所述进水筒内固定安装有雨水检测仪，所述进水筒内固定安装有两个隔板，每个所述隔板上均安装有除尘装置，所述进水筒上安装有两个互为对称设置的转动结构。

7、一种环境监测系统的方法，包括以下步骤：

8、s1、弧形风向板受到任一方向的风力驱动时，会根据风力方向并在风力吹动的作用下带动弧形风向板转动，从而带动转动环与风轮叶片同时转动，使风轮叶片始终与风力方向保持垂直，实现最大程度的垂直受风，能够最大程度上利用风能；

9、s2、风力带动风轮叶片旋转，从而带动从动轴转动，将风能转换为机械能，从动轴转动将机械能传输至微型风力发电机内使其转换为电能，即可为后续驱动电机与风向显示开关供电；

10、s3、风力方向监测：

11、风吹动时，若风力方向为正右侧风时，最右侧的转动板会被风吹倒，而最左侧的转动板则会在挡板的阻挡下保持竖直，此时右侧风吹动即会通过左侧转动板对承载盘施加下推力，使承载盘受力不平衡，从而其内部放置的重力球向左侧滚动，实现承载盘的左侧倾斜，承载盘倾斜时即会挤压其下部相应位置的滑动杆，使滑动杆向下滑动并触发相对应的风向显示开关，从而点亮对应的风向显示灯，即可根据风向显示灯的结果判断风向；

12、其他方向的风力监测同理；

13、s4、在进行空气质量检测时，驱动电机启动通过驱动轴带动不完全齿轮转动，当不完全齿轮与齿条啮合时，通过齿条可带动空气挤压板向前移动，会将集气箱内原有气体通过单向出气管排出，避免集气箱内原有空气影响到空气质量的检测结果；

14、当不完全齿轮与齿条不啮合时，空气挤压板即会在回位弹簧杆的作用下自动复位后移，空气挤压板向后移动会通过单向吸气管进行吸气，将外部空气吸入集气箱内，此时空气质量检测仪即会对吸入的空气进行质量检测；

15、当不完全齿轮与齿条再次啮合，会带动空气挤压板向前移动并通过单向出气管进行再次排气，重复上述过程，实现不间断吸气排气，增加检测的精准度，也可进行多点检测；

16、s5、在进行雨水检测时，雨水落至载水筒内的载水盘上，雨水逐渐堆积时会由于重力作用通过载水盘带动压力杆向下运动，随着雨水重力的逐渐增大，压力杆会触碰旋转复位杆并压动其下移，从而带动直齿齿条向下移动，直齿齿条下移会带动与之啮合的齿轮转动从而带动转动轴转动，即可带动第一绕线辊转动收紧绕线绳；

17、s6、绕线绳收紧时会拉动第二绕线辊转动，从而带动旋转轴与卷线辊转动，卷线辊转动会收卷卷线绳从而拉动过滤板移动，过滤板移动时即会在防尘板上刮动，即可将附着在防尘板上的灰尘与雨水的混合物进行清理，避免原有灰尘、雨水影响检测结果；

18、过滤板移动会通过支撑杆推动封堵板移动，使封堵板远离方孔解除其封堵状态，此时防尘板上的灰尘与雨水的混合物通过隔板上的方孔落入进水筒底部通过出水管排出；

19、s7、当载水盘继续向下移动至触碰固定杆时，对固定杆施加向下的压力从而带动固定杆上的强磁铁向下移动，由于吸力作用，进水筒内壁上的强磁铁做同步下移，通过弹性拉绳带动防尘板向下转动一定角度，使进水筒上方处于敞开状态，使雨水落入进水筒内即可通过雨水检测仪对雨水质量进行检测；

20、s8、当载水盘向下移动至出水口处时，载水筒内的载水盘上的雨水通过出水口排出，载水盘上的重力减小，在回拉弹簧杆的弹性作用下载水盘恢复至原始状态，位于进水筒内两隔板间的雨水经检测后可通过出水管排出。

21、本发明提供了一种环境监测系统及方法。具备以下有益效果：

22、1、本发明通过采用风轮叶片与微型风力发电机之间机械能转换为电能的发电方式，通过风力发电的方式可全天候的为驱动电机提供电能，并可始终与风力方向保持一致，进行风能的充分利用，可以有效延长本装置的监测时长，监测效果更佳。

23、2、本发明通过采用施压结构与重力球的配合使用，可更为准确的对风向进行判断，可自动根据风的方向触发相对应的开关并显示风向，便于监测人员记录与观察，实现实时风向的监测，且监测的结果更为准确，误差较小。

24、3、本发明通过采用不完全齿轮与齿条的传动方式，并配合回位弹簧杆的复位作用，能够自动带动空气挤压板进行往复移动，自动不间断的实现外部空气的吸入与排出，从而可不间断地对外部空气质量进行实时检测，且在检测时能够有效避免集气箱内部原有空气对检测结果造成的影响，检测结果精确度更高。

25、4、本发明利用载水盘集雨受重力作用会自动下滑的特性，通过重力势能为驱动可实现防尘板上灰尘的自动清理，避免防尘板上原有灰尘混入待检测的雨水内，可有效避免原有灰尘对检测结果造成的误差，进一步提高检测结果的精确性。

26、综上所述，本发明通过采用风力发电、重力挤压与气流传导相配合的方式能够实现对风力方向、空气质量与雨水质量的自动监测，能够准确快捷监测风力的方向，同时不仅实现了对空气质量的实时检测，还能够避免集气箱内原有空气造成的影响，且在雨水检测的过程中可实现自动除尘，避免了外界因素对检测数据的影响，检测数据更为准确。