一种水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统技术方案

本申请属于生物气溶胶检测技术领域，具体涉及一种水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统，包括走航载体以及设置在走航载体上能够跟随其一起在待检测水域航行的：水体取样装置，用于实时对待检测水域的水体进行取样；雾化装置，用于实时接收水体取样装置获取的水体，并进行雾化，以及将雾化后得到的颗粒物与外部环境气体混合转化为气溶胶颗粒物；干燥装置，用于对雾化装置传输来的气溶胶颗粒物进行干燥处理；气溶胶颗粒检测装置，用于检测分析得到气溶胶颗粒物的粒径与化学组分信息

【技术实现步骤摘要】
一种水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统


[0001]本申请属于生物气溶胶检测
，具体涉及一种水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统
。

技术介绍

[0002]海洋颗粒物质在海水中经过形成
、
转移
、
沉降及埋藏等一系列过程，在这些过程中它记录了生物活动及海洋中的物理和化学过程的信息，颗粒物的化学组成特征能够充分的反映自然环境自身的变化和人类活动对海洋环境造成的影响，因此成为各种学科研究生物地球化学作用的重要途径
。
[0003]目前关于江河湖泊
、
海洋等水中悬浮颗粒物的组分分析主要通过离线采样的方式，使用扫描电镜
、
原子发射光谱（
AES
）
、
电感耦合等离子体质谱（
ICP
‑
MS
）
、
电感耦合等离子体原子发射光谱仪（
ICP
‑
OES
）等仪器进行分析，分析时通常还需要对采集的悬浮颗粒样品进行繁琐的前处理操作
。
为实现对江河湖泊
、
海洋等水环境中悬浮颗粒物的来源组成分析，需要对大面积的监测区域设置多个采样点进行分析，费时费力，且样品时效性无法得到保证，容易在样品转存
、
预处理等过程中发生变化
。
[0004]目前尚未有能够实时走航在线实时监测水环境中悬浮颗粒物方法的相关研究
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的至少一个技术问题，本申请提供了一种水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统
。
[0006]本申请公开了一种水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统，包括：水体取样装置，用于实时对待检测水域的水体进行取样；雾化装置，用于实时接收所述水体取样装置获取的水体，并对所述水体进行雾化，以及将雾化后得到的颗粒物与外部环境气体混合转化为气溶胶颗粒物；干燥装置，用于对所述雾化装置传输来的气溶胶颗粒物进行干燥处理；气溶胶颗粒检测装置，用于接收所述干燥装置传输的干燥处理后的气溶胶颗粒物，并检测分析得到所述气溶胶颗粒物的粒径与化学组分信息；走航载体，用于承载所述水体取样装置
、
雾化装置以及气溶胶颗粒检测装置在所述待检测水域航行，以使得所述水体取样装置能够对所述待检测水域的水体进行实时取样
。
[0007]可选地，所述水体取样装置包括水进样管，所述水进样管上设置有水泵，所述水进样管的进水口处设置有拦截格栅，所述水进样管的出水口连接至所述雾化装置
。
[0008]可选地，所述水体取样装置还包括设置在所述水进样管上且靠近其出水口端的压力计和流量计
。
[0009]可选地，所述雾化装置包括雾化器和雾化室，所述雾化室设置有水体进口
、
气体补偿口
、
排水口以及气溶胶传输口，其中，所述水进样管通过其出水口端从所述水体进口伸入
到所述雾化室，且所述雾化器设置在所述水进样管的出水口端部，另外，所述雾化室的气溶胶传输口通过气溶胶传输管与所述干燥装置连接
。
[0010]可选地，所述雾化装置还包括：气体补偿管，其连接至所述气体补偿口，且所述气体补偿管上设置有高效过滤器；排水管，其连接至所述排水口，且所述排水管上设置有止回阀
。
[0011]可选地，所述干燥装置包括干燥室，所述干燥室设置有干燥进气口和干燥排气口，其中，所述干燥进气口与所述气溶胶传输管连接，所述干燥排气口与干燥排气管连接，所述干燥排气管上设置气泵，另外，在所述气泵与干燥排气口之间的所述干燥排气管上，还设置有气溶胶取样口，所述气溶胶取样口通过气溶胶取样管连接至所述气溶胶颗粒检测装置
。
[0012]可选地，所述气溶胶颗粒检测装置为单颗粒质谱仪
。
[0013]可选地，所述单颗粒质谱仪包括进样系统
、
测径系统
、
电离系统以及质量分析系统，其中：所述进样系统用于接收从所述气溶胶取样管输送来的气溶胶颗粒物，并利用空气动力学透镜对气溶胶颗粒物进行聚焦；所述测径系统用于确定聚焦后的气溶胶颗粒物的粒径尺寸和测径颗粒数；所述电离系统用于对气溶胶颗粒物的进行剥蚀和离子化，并产生荧光信号；所述质量分析系统用于在双极性飞行时间质量分析器的作用下，同时进行正负离子分析，获取气溶胶颗粒物的化学组分信息
。
[0014]可选地，所述走航载体上还设置有：声呐，用于走航载体的定位和识别周围地形地貌信息；摄像头，用于录制和监视航行过程周围环境信息；天线，用于与外部进行远程连接和信息传输；温湿度计，用于监测走航载体环境温湿度；主机，用于控制走航载体整体系统运作状态和数据信息采集
。
[0015]可选地，所述走航载体为走航船，所述走航船包括走航船体下层
、
走航船体上层
、
用于提供走航动力的螺旋桨以及用于为所有用电设备提供电力的电力系统
。
[0016]本申请至少存在以下有益技术效果：本申请的水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统，通过实时水体采样雾化和干燥的手段，将水中悬浮颗粒转化为气溶胶形态，结合走航载体和单颗粒质谱仪，能够实现对江河湖泊
、
海洋等水中悬浮颗粒物的粒径与化学组分信息在线实时监测和走航分析，不需要对采集的悬浮颗粒样品进行繁琐的前处理操作，不需要对大面积的监测区域设置多个采样点进行分析，能保证分析对象（样品）的时效性，不用担心在样品转存
、
预处理等过程中发生变化从而导致监测结果失真
。
附图说明
[0017]图1是本申请水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统的结构示意图；图2是本申请水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统中单颗粒质谱仪的结构示意图
。
具体实施方式
[0018]为使本申请实施的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述
。
[0019]本申请公开了一种水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统，可以实现对水中悬浮颗粒物的粒径与化学组分信息实时分析的在线走航监测
。
[0020]具体的，本申请的水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统包括水体取样装置
、
雾化装置
、
干燥装置
、
气溶胶颗粒检测装置以及走航载体
。
[0021]其中，水体取样装置用于实时对待检测水域的水体进行取样；雾化装置用于实时接收水体取样装置获取的水体，并对水体进行雾化，以及将雾化后得到的颗粒物与外部环境气体混合转化为气溶胶颗粒物；干燥装置用于对雾化装置传输来的气溶胶颗粒物进行干燥处理；气溶胶颗粒检测装置用于接收干燥装置传输的干燥处理后的气溶胶颗粒物，并检测分析得到气溶胶颗粒物的粒径与化学组分信息；走航载体用于承载水体取样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统，其特征在于，包括：水体取样装置，用于实时对待检测水域的水体进行取样；雾化装置，用于实时接收所述水体取样装置获取的水体，并对所述水体进行雾化，以及将雾化后得到的颗粒物与外部环境气体混合转化为气溶胶颗粒物；干燥装置，用于对所述雾化装置传输来的气溶胶颗粒物进行干燥处理；气溶胶颗粒检测装置，用于接收所述干燥装置传输的干燥处理后的气溶胶颗粒物，并检测分析得到所述气溶胶颗粒物的粒径与化学组分信息；走航载体，用于承载所述水体取样装置
、
雾化装置以及气溶胶颗粒检测装置在所述待检测水域航行，以使得所述水体取样装置能够对所述待检测水域的水体进行实时取样
。2.
根据权利要求1所述的水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统，其特征在于，所述水体取样装置包括水进样管（
202
），所述水进样管（
202
）上设置有水泵（
203
），所述水进样管（
202
）的进水口处设置有拦截格栅（
201
），所述水进样管（
202
）的出水口连接至所述雾化装置
。3.
根据权利要求2所述的水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统，其特征在于，所述水体取样装置还包括设置在所述水进样管（
202
）上且靠近其出水口端的压力计（
204
）和流量计（
205
）
。4.
根据权利要求2所述的水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统，其特征在于，所述雾化装置包括雾化器（
206
）和雾化室（
207
），所述雾化室（
207
）设置有水体进口
、
气体补偿口
、
排水口以及气溶胶传输口，其中，所述水进样管（
202
）通过其出水口端从所述水体进口伸入到所述雾化室（
207
），且所述雾化器（
206
）设置在所述水进样管（
202
）的出水口端部，另外，所述雾化室（
207
）的气溶胶传输口通过气溶胶传输管（
212
）与所述干燥装置连接
。5.
根据权利要求4所述的水中悬浮颗粒在线实时监测走航系统，其特征在于，所述雾化装置还包括：气体补偿管（
208
），其连接至所述气体补偿口，且所述气体补偿管（
208
）上设置有高效过滤器（
209
）；排水管（
211
），其连接至所述排水口，且所述排水管（
211
）上设置有止回阀（
210
）
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张倩华，李梅，裴成磊，李磊，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：