用于移动环境测试和分析的系统和方法技术方案

本文描述了用于移动科学或测量平台的系统、装置和方法。在一个方面中，移动科学平台可以包括具有电能源的车辆和联接到电能源的测量装置，例如质谱仪。输入管线可以联接到测量装置和一个或多个样品收集器，例如，用于获得气体样品。在一些方面中，输入管线可以包括加热元件，该加热元件被构造成保持管线温度等于或高于所收集的样本的温度，以减少或防止在收集的样本中形成冷凝物。在一些方面中，移动科学平台可以依赖电力、丙烷、压缩天然气或其他类似燃料运行或切换以运行，以使得能够收集没有(或具有水平降低的)车辆引起的污染的气体样本。

System and Method for Mobile Environment Testing and Analysis

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于移动环境测试和分析的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年12月22日提交的美国临时申请No.62/437,917的权益和优先权；该申请及其内容通过引用整体并入本文，如同在本文中完全阐述一样。
本公开涉及科学测量平台，并且更具体地涉及移动科学测量平台。本公开还涉及用于从收集的样本中去除冷凝物的系统和装置以及精确取样装置。
技术介绍
先前的移动科学测量平台是零碎的“Frankenstein”单元，没有集成“清洁”，连续、一致和冗余的动力系统，更不用说提供或确保纯净的未污染样本收集的系统。这些平台已经受到取样管线中冷凝物以及冷凝物被引入所使用的质谱仪或其它科学设备中的困扰，冷凝物不仅有损采集的数据，还污染了取样管线。此外，以前的移动科学平台使用传统的化石燃料，如汽油和柴油，这进一步使数据收集和分析变得非常复杂。在取样管线和其他科学设备附近燃烧并收集这些化石燃料产生的燃烧产物会污染所收集的数据。此外，以前的平台需要现场由科学家博士进行持续操作、样本收集和数据解释。因此，可以对现有的移动科学测量平台进行改进。现有的空气取样方法受到将样本输送到测量设备的输送管线或示踪管中的非恒定温度或冷点的困扰，从而导致冷凝。输送管线或示踪管越长，形成冷凝物的机会就越多。冷凝可能污染示踪管的内部，这可能导致科学设备中人为升高的背景信号(或其他不准确性)。然后必须将这些冷凝物从取样系统中“烘出”以获得有效的测量结果，从而导致设备和测量停机时间。此外，当在示踪管中行进的冷凝物到达科学测量设备(例如质谱仪)时，可能导致昂贵的去污、示踪管更换和长的设备停机时间。因此，可以对用于科学测量和分析的空气和气体输送系统进行改进。先前的空气和气体取样方法受到样本管线或质谱仪或所使用的其他科学仪器中的样本污染、有机物、无机物和原子元素冷凝以及分析空气样本的各种质谱仪的错误使用的困扰。通常使用没有过滤器或其他筛选装置的样本管线。因此，可以改进空气和气体的收集。
技术实现思路
本公开涉及用于移动科学或测量平台的系统、装置和方法。在一个方面中，移动科学平台可以包括具有电能源的车辆和联接到电能源的测量装置，例如质谱仪。输入管线可以联接到测量装置和例如用于获得气体样本的一个或多个样本收集器。在一些方面中，输入管线可以包括加热元件，该加热元件被构造成保持管线温度等于或高于所收集的样本温度，以减少或防止在收集的样本中形成冷凝物。在一些方面中，移动科学平台可以依赖电力、丙烷、压缩天然气或其他类似燃料运行或切换成依赖电动、丙烷、压缩天然气或其他类似燃料运行，以使得能够收集没有(或水平降低)车辆引起污染的气体样本。在一些方面中，车辆可包括推进源，例如内燃机。推进源可以使用气体燃料或柴油燃料或其他类似燃料中的至少一种来运行。在一些情况下，可以使用丙烷、压缩天然气、电力或其他减少排放的燃料或能源中的至少一种来切换推进源以进行操作。当移动科学平台用于在移动时获得气体样本以避免污染所获得的气体样本时，这可能特别有用。在一些示例中，平台可包括切换装置，该切换装置可操作以基于测量装置是否正在从输入管线接收样本而将推进源的燃料源从汽油或柴油切换为丙烷或压缩天然气或电。在一些方面中，车辆的推进源可包括冷却系统。在这种情况下，输入管线可以联接(例如，可移除地联接)到冷却系统。输入管线可以包括样本管，并且加热元件可以包括两根加热管，每根加热管均与样本管相邻。两根加热管可以可移除地联接到冷却系统，以从加热/冷却系统输送加热的冷却剂，以维持样本管中的样本的阈值温度。在一些示例中，移动平台可包括可移除地联接到车辆的拖车，其中拖车容纳电源的至少一部分。在一些情况下，车辆可以包括推进源，所述推进源可从依赖燃气或柴油燃料运行切换为依赖丙烷、压缩天然气、电力或其他减少排放的源运行。在这种情况下，拖车可以容纳丙烷或压缩天然气或另一种替代燃料。在一些示例中，电源可以包括电池阵列，该电池阵列被构造成向测量装置提供至少12小时的连续操作功率。一些方面可以包括利用移动平台收集用于测量的空气样本的方法。该方法可以包括检测到启动可移除地附接到移动平台的测量设备。基于该检测，车辆的推进源可以切换为丙烷、压缩天然气或电力之一。该方法还可以包括使用联接到测量装置的样本收集器获得空气样本，分析样本而且基于该分析生成通知。通过切换(或者可选地仅仅使用)替代燃料，可以获得用于测量的样本而同时又没有由源自车辆的排放物引起的污染。在一些情况中，获得空气样本还可包括经由联接到测量装置的供应管线获得空气样本。在一些情况下，获得空气样本可以包括使用从车辆推进源的冷却系统获得的液体冷却剂来维持供应管线中的空气样本的最低温度。在一些方面中，液体冷却剂可以邻近供应管线的空气样本管。在一些示例中，获得空气样本可包括利用蒸气收集器获得空气样本，其中蒸气收集器包括第一和第二中空管，每个中空管均具有穿孔，并且其中第一管至少部分地定位在第二管内部，使得第一和第二中空管的穿孔不重叠。在另一方面中，便携式科学平台可包括移动车辆、联接到移动车辆以采集气体样本的取样装置。平台可另外包括去冷凝装置，用于从气体样本中去除冷凝物并输出处理过的样本。平台还可以包括用于分析处理过的样本的分析装置。在一些方面中，移动车辆包括推进源，其例如在推进源启动时不污染气体样本。在一些情况下，移动车辆可以从依赖污染的推进源运行切换到非污染的推进源，以便能够在车辆移动时获取无污染的气体样本。在一些情况中，样本装置包括两层过滤装置，其中每层具有不重叠的穿孔。在一些方面中，两层各自形成在公共端封闭的管。在某些情况下，去冷凝装置包括供应管线，该供应管线被加热到例如等于或高于所取气体样本的环境温度，以防止或减少冷凝物对样本的污染。在一些情况下，加热元件包括与样本管线相邻的两条管线，其中两条管线运送来自车辆的加热/冷却系统的加热的冷却剂。本文还描述了用于科学取样的辅助热交换系统的系统、装置和方法。在一个方面中，热交换系统可包括容纳在外壳中的至少一根第一导管或处理管，其可移除地附接到车辆的加热/冷却系统。另一根导管，例如示踪管可以定位在第一导管附近并且针对第一导管的至少部分长度容纳在外壳中。示踪导管可包括可移除地附接到气体收集装置的第一端和可移除地附接到测量装置的第二端。第一导管可构造成从车辆的加热/冷却系统输送加热的液体，以维持示踪导管中的气体样本的至少阈值温度，以防止或减少示踪导管中冷凝物的形成。在一些情况下，热交换系统可包括两根导管或处理管，每根导管或处理管平行于示踪导管定位在外壳中。在一些情况下，第一导管和第二导管可以与示踪导管直接接触。在一些示例中，第一导管、第二导管和/或示踪导管可由PFA、PEEK或PTFE制成。在一些示例中，第一导管、第二导管和/或示踪导管可以装入耐吸收性纤维玻璃绝缘体中的水溶性氯化物中。外壳可包括覆盖耐吸收性纤维玻璃绝缘体的非卤化热塑性聚氨酯。在一些方面中，第一导管，并且在一些情况下第二导管与车辆的加热/冷却系统的加热回路形成辅助环路。在一个示例中，第一导管，并且在一些情况下第二导管可以可移除地附接到：入口加热软管，其将液体提供给车辆的加热器芯；以及出口加热软管，其使得液体返回到车辆的加热/冷却系统。在另一个示例中，第一导管并且在一些情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动测量系统，其包括：具有电能源的车辆；联接到所述电能源的测量装置；联接到所述测量装置的输入管线；和联接到所述输入管线的样本收集器，其中，所述样本收集器获得在第一温度下的样本，并且其中所述输入管线包括加热元件，所述加热元件构造成保持管线温度等于或高于所述第一温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.22 US 62/437,9171.一种移动测量系统，其包括：具有电能源的车辆；联接到所述电能源的测量装置；联接到所述测量装置的输入管线；和联接到所述输入管线的样本收集器，其中，所述样本收集器获得在第一温度下的样本，并且其中所述输入管线包括加热元件，所述加热元件构造成保持管线温度等于或高于所述第一温度。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述车辆包括推进源，并且其中所述推进源还包括内燃机。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述推进源能够使用气体燃料或柴油燃料中的至少一种来操作，并且其中所述推进源能够切换成使用丙烷或压缩天然气中的至少一种来操作。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述系统包括切换装置，所述切换装置能够操作以基于所述测量装置是否正在从所述输入管线接收样本而将所述推进源的燃料源从汽油或柴油切换为丙烷或压缩天然气。5.根据权利要求1所述的系统，其，所述推进源包括冷却系统，并且其中所述输入管线联接到所述冷却系统。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述输入管线包括样本管，并且其中所述加热元件包括两根加热管，每根加热管与所述样本管相邻，并且其中所述两根加热管联接到所述冷却系统。7.根据权利要求1所述的系统，其还包括能够移除地联接到所述车辆的拖车，其中，所述拖车容纳所述电源的至少一部分。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述车辆包括推进源，并且其中所述推进源能够使用气体燃料或柴油燃料中的至少一种运行，并且其中所述推进源能够切换为使用丙烷或者压缩天然气中的至少一种运行，并且其中，所述拖车容纳丙烷或压缩天然气。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电源包括电池阵列，所述电池阵列被构造成向所述测量装置提供至少12小时的连续操作电力。10.一种利用移动平台收集用于测量的空气样本的方法，所述方法包括：检测到能够移除地附接到移动平台的测量装置是否启动；基于所述检测，将所述车辆的推进源切换为丙烷、压缩天然气或电的一种；使用联接到所述测量装置的样本收集器获得空气样本；以及分析所述样本并基于分析生成通知。11.根据权利要求10所述的方法，其中，获得所述空气样本还包括经由联接到所述测量装置的供应管线获得所述空气样本。12.根据权利要求11所述的方法，其中，获得所述空气样本还包括使用从所述车辆的推进源的冷却系统获得的液体冷却剂来维持所述供应管线中的所述空气样本的最低温度。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述液体冷却剂在所述供应管线的空气样本管附近延伸。14.根据权利要求11所述的方法，其中，获得所述空气样本还包括利用蒸气收集器获得所述空气样本，其中，所述蒸气收集器包括中空的第一管和第二管，每根管均具有穿孔，并且其中所述第一管至少部分地定位在所述第二管内，使得中空的所述第一管和第二管的穿孔不重叠。15.一种便携式科学平台，其包括：移动车辆；联接到所述移动车辆的取样装置，其用于获取气体样本；去冷凝装置，其用于去除所述气体样本中的冷凝物并输出处理过的样本；和用于分析所述处理过的样本的分析装置。16.根据权利要求15所述的便携式科学平台，其中，所述移动车辆包括推进源，其中，所述推进源未污染所述气体样本。17.根据权利要求15所述的便携式科学平台，其中，所述移动车辆能够从依赖污染的推进源运行切换到依赖非污染的推进源运行，以使得能够在车辆移动时获取无污染的气体样本。18.根据权利要求15所述的便携式科学平台，其中，所述取样装置还包括两层过滤装置，其中，两层均具有穿孔，并且其中所述穿孔不重叠。19.根据权利要求17所述的便携式科学平台，其中，所述两层均形成在公共端封闭的管。20.根据权利要求15所述的便携式科学平台，其中，所述去冷凝装置包括供应管线，所述供应管线被加热到所获得的气体样本的环境温度或高于所述环境温度。21.根据权利要求19所述的便携式科学平台，其中，所述加热元件包括与样本管线相邻的两条管线，其中所述两条管线运送来自车辆的加热/冷却系统的加热的冷却剂。22.一种用于气体取样的辅助热交换系统，所述系统包括：至少一个第一导管，其容纳在外壳中，其中所述至少一根第一导管能够移除地附接到车辆的加热/冷却系统；用于输送气体样本的示踪导管，其中，所述示踪导管定位在所述第一导管附近并且对于至少一根第一导管的至少一部分长度容纳在所述外壳中，其中，所述示踪导管包括能够移除地附接到气体收集装置的第一端和能够移除地附接到测量装置的第二端；并且其中，所述第一导管构造成运送来自车辆的加热/冷却系统的加热的液体，以维持所述示踪导管中的气体样本的至少阈值温度，从而防止或减少所述示踪导管中冷凝物的形成。23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述至少一根第一导管包括第一导管和第二导管，所述第一导管和所述第二导管均与所述示踪导管平行地定位在所述外壳中。24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述第一导管和所述第二导管与所述示踪导管直接接触。25.根据权利要求21所述的系统，其中，所述至少一根第一导管由PFA、PEEK或PTFE制成。26.根据权利要求21所述的系统，其中，所述示踪管由PFA、PEEK或PTFE制成。27.根据权利要求23所述的系统，其中，所述第一导管、所述第二导管和所述示踪导管在耐吸收的纤维玻璃绝缘体中装入水溶性氯化物中。28.根据权利要求26所述的系统，其中，所述外壳包括非卤化热塑性聚氨酯并覆盖所述耐吸收性纤维玻璃绝缘体。29.根据权利要求21所述的系统，其中，所述至少一根第一导管与车辆的加热/冷却系统的加热回路形成辅助环路。30.根据权利要求28所述的系统，其中，所述至少一根第一导管能够移除地附接到：入口加热软管，其向所述车辆的加热器芯提供液体；和出口加热软管，其将液体提供回到所述车辆的加热/冷却系统。31.根据权利要求28所述的系统，其中，所述至少一根第一导管能够移除地附接到所述加热/冷却系统的散热器软管和所述车辆的所述加热/冷却系统的冷却剂膨胀箱。32.根据权利要求21所述的系统，其中，所述至少一根第一导管能够移除地附接到：入口加热软管，其向所述车辆的加热器芯提供液体；出口加热软管，其将液体提供回到所述车辆的加热/冷却系统。33.根据权利要求21所述的系统，其中，所述至少一根第一导管能够移除地附接到所述加热/冷却系统的散热器软管和所述车辆的所述加热/冷却系统的冷却剂膨胀箱。34.根据权利要求21所述的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：小艾伦·W·约瑟夫，
申请(专利权)人：环境学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US