【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大气环境监测领域。更具体地,涉及一种大气细颗粒物连续自动采样装置、系统及方法。
技术介绍
大气细颗粒物也就是PM2.5,它污染严重威胁公众健康、降低大气能见度、改变局地气候、影响生态环境,是城市灰霾天气的罪魁祸首。PM2.5污染与灰霾天气还会导致负面的经济后果,影响来自旅游、娱乐、置业等产业的收入。因此,对PM2.5的研究是当前研究的热点和重点。当前,国内外对大气细颗粒物质量浓度和化学成分的分析依然是以采样器采样后送入实验室分析的传统离线分析技术为主。其中,样品按照设定时间序列采集和低温保存是保证样品准确分析的前提,也是数据质量保证和质量控制的重要环节。而大气细颗粒物观测数据数据质量保证和质量控制是解决复合型大气污染等突出环境问题、实施多种大气污染物综合控制和深化颗粒物污染控制的最基本的环节。通常,PM2.5采样方式如下:实验员根据采样需求,将空白采样膜安放在大气气溶胶采样部并设定采样时间;当采样时间结束以后实验员去更换采样膜,将样品膜取回实验室低温保存。根据采样膜的前后质量变化获取采样时段PM2.5的质量浓度,基于不同分析技术对不同材质样品膜的分析获得其化学组分的浓度。这种方法的缺点是需要大量的人力投入。如果实验员不能及时更换滤膜会导致缺采现象,而采集样品也会随着外界环境的变化导致样品损失,获得结果误差较大与实际观测结果不符。当前部分研发设备能够满足采用单一材质滤膜连续采样的功能;但滤膜得不到妥善保存依然会导致样品损失,在采样环节对最终观测结果产生误差。因此,需要提供一种大气细颗粒物连续自动采样装置。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提 ...
【技术保护点】
一种大气细颗粒物连续自动采样装置,所述连续自动采样装置包括采样头、采样箱和采样泵,所述采样头和采样泵分别与采样箱相连,其特征在于,所述采样箱包括N个采样保存器,每个采样保存器包括采样模块和制冷模块,其中制冷模块包括两个相对设置的中空金属半圆环和半导体制冷器,所述两个中空金属半圆环用于相互吸引形成将所述采样模块完全包裹在内的闭合包裹,所述半导体制冷器用于对所述闭合包裹进行制冷,其中,N为自然数且N≥1。
【技术特征摘要】
1.一种大气细颗粒物连续自动采样装置,所述连续自动采样装置包括采样头、采样箱和采样泵,所述采样头和采样泵分别与采样箱相连,其特征在于,所述采样箱包括N个采样保存器,每个采样保存器包括采样模块和制冷模块,其中制冷模块包括两个相对设置的中空金属半圆环和半导体制冷器,所述两个中空金属半圆环用于相互吸引形成将所述采样模块完全包裹在内的闭合包裹,所述半导体制冷器用于对所述闭合包裹进行制冷,其中,N为自然数且N≥1。2.根据权利要求1所述连续自动采样装置,其特征在于,所述采样头和采样箱之间还包括雨水分离器。3.根据权利要求1所述连续自动采样装置,其特征在于,所述采样模块包括采样模架和设置于采样模架上的采样膜。4.根据权利要求3所述连续自动采样装置,其特征在于,所述采样模架材质为四氟乙烯,所述采样膜为玻璃纤维膜、石英膜、纤维素膜、泰福龙膜和尼龙膜中的一种或多种。5.根据权利要求1所述连续自动采样装置,其特征在于,所述两个金属半圆环分别缠有磁极为N极和S极的通电感应磁条。6.根据权利要求1所述连续自动采样装置,其特征在于,所述采样箱还包括切割器、等流速分流器、集束器、N个逻辑控制器和N+1个质量流量控制器,所述N个采样保存器中的任一个与其对应的逻辑控制器和质量流量控制器组成一个采样通道,其中切割器与所述采样头相连,用于按尺寸段分选出大气细颗粒物;等流速分流器的输入端与所述切割器相连,输出端与所述N个采样保存器输入端相连,用于保证各通道以等流速的层流状态采样;N个逻辑控制器与所对应的N个采样保存器输出端相连,用于控制气路的开闭;N+1个质量流量控制器中的N个质量流量控制器与所对应的N个逻辑控制器相连,用于控制气路的质量和流量,1个质量流量控制器用于连接所述集束器和所述采样泵;集束器与所述N+1个质量流量控制器相连,用于收集采样后的气体,通过所述采样泵排出。7.根据权利要求6所述连续自动采样装置,其特征在于,所述采样箱还包括辅助装置,所述辅助装置包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、压力传感器和调温风扇,其中第一温度传感器设置于所述采样箱外部,用于采集外部环境温度信息;第二温度传感器设置于所述采样箱内部,用于采集采样箱内部温度信息;第三温度传感器设置于所述制冷模块内部,用于采集制冷模块内部温度信息;压力传感器设置于所述集束器和所述采样泵之间,用于采集所述采样箱的气体压力信息;调温风扇设置于所述采样箱外壁,所述调温风扇外部设置有防尘网。8.根据权利要求7所述连续自动采样装置,其特征在于,所述质量流量控制器为两通电磁阀。9.一种大气细颗粒物连续自动采样系统,其特征在于,所述采样系统包括大气细颗粒物连续自动采样装置、中心控制单元和工业控制单元,其中大气细颗粒物连续自动采样装置包括采样头、采样箱和采样泵,所述采样头和采样泵分别与采样箱相连;所述采样头和采样箱之间还包括雨水分离器;所述采样箱还包括切割器、等流速分流器、N个逻辑控制器、N个采样保存器、N+1个质量流量控制器、集束器和辅助装置,所述N个采样保存器中的任一个与其对应的逻辑控制器和质量流量控制器组成一个采样通道,其中切割器与所述采样头相连,用于按尺寸段分选出大气细颗粒物;等流速分流器的输入端与所述切割器相连,输出端与所述N个采样保存器输入端相连,用于保证各通道以等流速的层流状态...
【专利技术属性】
技术研发人员:吉东生,高文康,孙杰,孙扬,王跃思,
申请(专利权)人:中国科学院大气物理研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
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