本实用新型专利技术公开一种环境湿度调控的多通道大气颗粒物采样器，所述采样器包括大气颗粒物进样模块(1)、多通道大气颗粒物收集模块(2)、气象温湿度测量模块(3)和动力与流量控制模块(4)，所述多通道大气颗粒物收集模块(2)与气象温湿度测量模块(3)、动力与流量控制模块(4)均相连接设置，所述大气颗粒物进样模块(1)的输入端能够输入待采样的大气颗粒物。本采样器结构设计合理，安全可靠，易于制造、安装、使用和维护，使用灵活便捷，有效弥补了常规大气颗粒物采样器的不足，能够准确收集不同环境湿度下的大气颗粒物膜样品，满足相关科学研究的需要。需要。需要。
【技术实现步骤摘要】
一种环境湿度调控的多通道大气颗粒物采样器
[0001]本技术属于大气科学
，尤其是一种环境湿度调控的多通道大气颗粒物采样器。
技术介绍
[0002]大气颗粒物来源广泛，具有复杂的物理和化学性质，对全球气候变化、环境空气质量和人体健康有着十分重要的作用，深入了解大气颗粒物的物理化学性质是准确评估大气颗粒物的气候、环境和健康效应的基础。
[0003]大气颗粒物的化学组分分析技术包括在线和离线分析两种，在线分析技术的优势是具有更高的时间分辨率(例如，1小时)，但可测量的化学组分十分有限，特别是可分辨的有机物物种远少于离线分析，且仪器检出限较高、仪器类型较少、仪器价格及使用成本高昂；离线分析技术的发展更为成熟，可使用的仪器和方法更为多样(例如，使用各类型离子色谱分析法、质谱分析法、液相色谱
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质谱联用等方法)，能够实现更多化学物质/物种、更低检出限的颗粒物化学组分全面分析，是目前大气颗粒物理化性质研究的主要方法。但离线分析强烈依赖于离线采样获取的大气颗粒物膜样品，可以说，大气颗粒物膜样品的采集工作在很大程度上决定了后续离线分析的质量。因此，能够满足不同采样需求的大气颗粒物采样器是研究大气环境科学的重要基础和必要保障。
[0004]大气颗粒物采样器一般由采样头、流量计和气泵系统三部分组成，可实现对于大气中悬浮颗粒物(包括PM10、PM2.5等)的连续采样，将颗粒物收集在滤膜上，以备后续分析使用。现有的大气颗粒物采样技术可分为：a)便携式颗粒物采样器；b)大、中流量大气颗粒物采样器；c)双、多通道大气颗粒物采样器；d)多级式大气颗粒物采样器。上述各类型大气颗粒物采样器在采样时间设置上大多支持定时启动采样、间隔时间采样和人工手动启停，能够满足常规采样的需要，但无法根据大气环境快速变化的特点自动调整膜样品的收集时间。
[0005]环境空气相对湿度的变化可能显著改变颗粒相含水量，影响二次颗粒物的非均相反应和液相生成，例如有研究表明相对湿度的增加会促进大气中二次有机组分的液相生成。环境空气的相对湿度和温度具有明显的日变化规律，也可能受到天气过程或气团运动的影响而在较短时间内发生较大改变。我国华北地区的霾污染过程通常伴随着环境相对湿度的增加，在静稳高湿环境中，二次污染物能够快速生成和积累，呈爆发性增长，加重局地或区域污染程度。因此，不同相对湿度条件下大气颗粒物理化性质及生成机制的研究对于深入认识大气重污染成因十分重要。但现有大气颗粒物膜采样多为连续24小时或12小时不间断采集，所有颗粒物全部收集在一张采样膜上，无法区分不同相对湿度等环境条件下的大气颗粒物，损失了因环境条件变化而导致的颗粒物化学组分差异，无法在物种层面进行精细化解析，极大地阻碍了对二次有机组分液相生成和对霾污染发生机制的深入理解。而且，环境湿度的变化幅度大、时间不固定，随相对湿度变化而人工手动更换采样膜的方式在实际操作上难以实现，不具有操作可行性。综上，需要一种能够根据相对湿度等环境条件变
化自动切换采样膜，分别收集设定环境湿度条件下大气颗粒物的多通道采样器，并满足多功能性的采样需要，以提高对大气二次颗粒物化学组分(特别是二次有机组分)的高精度识别和解析。
[0006]通过检索，尚未发现与本技术专利申请相关的专利公开文献。
技术实现思路
[0007]本技术的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种环境湿度调控的多通道大气颗粒物采样器。
[0008]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0009]一种环境湿度调控的多通道大气颗粒物采样器，所述采样器包括大气颗粒物进样模块、多通道大气颗粒物收集模块、气象温湿度测量模块和动力与流量控制模块，所述多通道大气颗粒物收集模块与气象温湿度测量模块、动力与流量控制模块均相连接设置，所述大气颗粒物进样模块的输入端能够输入待采样的大气颗粒物，所述大气颗粒物进样模块的输出端与多通道大气颗粒物收集模块的输入端可拆装密封相连接设置。
[0010]进一步地，所述大气颗粒物进样模块能够将待采样的大气颗粒物传输至多通道大气颗粒物收集模块中；
[0011]所述气象温湿度测量模块能够实时测量环境空气的温度和相对湿度，是环境湿度的判断指标；
[0012]所述动力与流量控制模块能够控制、记录采样气体的流量参数(例如，瞬时流量、累积流量)，并为大气颗粒物进样模块、多通道大气颗粒物收集模块提供抽气动力。
[0013]进一步地，所述多通道大气颗粒物收集模块包括三个以上并联设置的采样通道，每个采样通道均与气象温湿度测量模块相连接设置，不同的采样通道与气象温湿度测量模块测得的不同范围的气象湿度一一相对应设置，当气象温湿度测量模块测得的气象温湿度处于某一范围时，则与该范围值相对应的采样通道能够打开进行采样，剩余采样通道关闭不采样，实现采样通道的切换，且至少一个采样通道是打开并采样的。
[0014]进一步地，所述多通道大气颗粒物收集模块包括三个以上并联设置的采样通道和开关电源，所述采样通道包括大气颗粒物切割头、采样膜托、电磁阀和继电器，大气颗粒物切割头、采样膜托、电磁阀和继电器通过气体管路依次相连接设置，所述继电器与开关电源相连接设置。
[0015]进一步地，所述大气颗粒物切割头的切割粒径根据采样需要选用PM10、PM2.5，PM10即粒径小于10微米、PM2.5即粒径小于2.5微米；
[0016]或者，所述大气颗粒物切割头的输出端与采样膜托的输入端、采样膜托的输出端与电磁阀的输入端通过气体管路以可拆装卡套方式紧密相连接设置。
[0017]进一步地，所述采样器还包括系统控制模块，所述多通道大气颗粒物收集模块、气象温湿度测量模块、动力与流量控制模块均与系统控制模块通过通讯传输线相连接设置；
[0018]所述系统控制模块能够接收气象温湿度测量模块的实时测量数据，所述系统控制模块能够设定环境湿度阈值，且系统控制模块能够根据设定的环境湿度阈值条件触发多通道大气颗粒物收集模块的电磁阀开闭和动力与流量控制模块的真空抽气泵启停，从而实现采样通道的切换和不同环境湿度条件下大气颗粒物膜样品的收集；所述系统控制模块能够
设置、记录和实时显示工作参数，可视化展示和储存采样时间、采样通道、环境湿度、设定工作参数。
[0019]进一步地，设置启用的采样通道数量，每个采样通道对应着一个在系统控制模块中设定的环境湿度阈值；
[0020]当达到系统控制模块设定的环境湿度条件时，所述多通道大气颗粒物收集模块能够按照系统控制模块的指令切换电磁阀，在动力与流量控制模块的作用下，将大气颗粒物收集在对应采样通道的采样膜上。
[0021]进一步地，所述采样器还包括防水散热箱体、内部铝型材支架和福马轮底座，所述内部铝型材支架设置于防水散热箱体内，所述福马轮底座设置于防水散热箱体的下底面上；
[0022]所述多通道大气颗粒物收集模块和动力与流量控制模块均设置于防水散热箱体内，所述气象温湿度测量模块设置于防水散热箱体外。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种环境湿度调控的多通道大气颗粒物采样器，其特征在于：所述采样器包括大气颗粒物进样模块(1)、多通道大气颗粒物收集模块(2)、气象温湿度测量模块(3)和动力与流量控制模块(4)，所述多通道大气颗粒物收集模块(2)与气象温湿度测量模块(3)、动力与流量控制模块(4)均相连接设置，所述大气颗粒物进样模块(1)的输入端能够输入待采样的大气颗粒物，所述大气颗粒物进样模块(1)的输出端与多通道大气颗粒物收集模块(2)的输入端可拆装密封相连接设置。2.根据权利要求1所述的环境湿度调控的多通道大气颗粒物采样器，其特征在于：所述大气颗粒物进样模块(1)能够将待采样的大气颗粒物传输至多通道大气颗粒物收集模块(2)中；所述气象温湿度测量模块(3)能够实时测量环境空气的温度和相对湿度，是环境湿度的判断指标；所述动力与流量控制模块(4)能够控制、记录采样气体的流量参数，并为大气颗粒物进样模块(1)、多通道大气颗粒物收集模块(2)提供抽气动力。3.根据权利要求1所述的环境湿度调控的多通道大气颗粒物采样器，其特征在于：所述多通道大气颗粒物收集模块(2)包括三个以上并联设置的采样通道，每个采样通道均与气象温湿度测量模块(3)相连接设置，不同的采样通道与气象温湿度测量模块(3)测得的不同范围的气象湿度一一相对应设置，当气象温湿度测量模块(3)测得的气象温湿度处于某一范围时，则与该范围值相对应的采样通道能够打开进行采样，剩余采样通道关闭不采样，实现采样通道的切换，且至少一个采样通道是打开并采样的。4.根据权利要求3所述的环境湿度调控的多通道大气颗粒物采样器，其特征在于：所述多通道大气颗粒物收集模块(2)包括三个以上并联设置的采样通道和开关电源(25)，所述采样通道包括大气颗粒物切割头(21)、采样膜托(22)、电磁阀(23)和继电器(24)，大气颗粒物切割头(21)、采样膜托(22)、电磁阀(23)和继电器(24)通过气体管路(14)依次相连接设置，所述继电器(24)与开关电源(25)相连接设置。5.根据权利要求4所述的环境湿度调控的多通道大气颗粒物采样器，其特征在于：所述大气颗粒物切割头(21)的切割粒径根据采样需要选用PM10、PM2.5，PM10即粒径小于10微米、PM2.5即粒径小于2.5微米；或者，所述大气颗粒物切割头(21)的输出端与采样膜托(22)的输入端、采样膜托(22)的输出端与电磁阀(23)的输入端通过气体管路(14)以可拆装卡套方式紧密相连接设置。6.根据权利要求3所述的环境湿度调控的多通道大气颗粒物采样器，其特征在于：所述采样器还包括系统控制模块(5)，所述多通道大气颗粒物收集模块(2)、气象温湿度测量模块(3)、动力与流量控制模块(4)均与系统控制模块(5)通过通讯传输线相连接设置；所述系统控制模块(5)能够接收气象温湿度测量模块(3)的实时测量数据，所述系统控制模块(5)能够设定环境湿度阈值，且系统控制模块(5)能够根据设定的环境湿度阈值条件触发多通道大气颗粒物收集模块(2)的电磁阀(23)开闭和动力与流量控制模块(4)的真空抽气泵(42)启停，从而实现采样通道的切换和不同环境湿度条件下大气颗粒物膜样品的收集；所述系统控制模块(5)能够设置、记录和实时显示工作参数，可视化展示和储存采样时间、采样通道、环境湿度、设定工作参数。7.根据权利要求6所述的环境湿度调控的多通道大气颗粒物采样器，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴志军，孟祥馨悦，陈景川，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：新型
国别省市：
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