[發明專利]一種水洗式無濾膜大氣顆粒物采樣裝置

在審

• 申請號: 201710159742.2
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106895999A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 彭力;韓鵬;邱健;駱開慶
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司44001
• 代理人: 黃培智

技術領域

本發明涉及大氣環境監測相關研究領域，具體涉及到一種水洗式無濾膜大氣顆粒物采樣裝置。

背景技術

大氣顆粒物污染已經成為目前社會關注的熱點，大氣顆粒物水溶液樣品的獲取是大氣顆粒物的源解析以及由大氣顆粒物引發的相關疾病的病理研究的基礎。

對于大氣顆粒物水溶液的獲取，目前的做法是先通過濾膜式大氣顆粒物采樣器采樣，然后把濾膜剪碎與純水混合，經超聲震蕩后離心而得，這一方法使原本分散在大氣中的大氣顆粒物顆粒被強制集中粘附在濾膜上，改變了顆粒的表面電荷等物理狀態，同時也在水溶液中引入了由濾膜本身帶來的二次污染。另外，高效率的水洗需要針對不同種類的顆粒，設置相應的最佳水洗參數。

因此，針對目前大氣顆粒物水溶液樣品獲取方法中的不足和缺點，確有必要提供一種大氣顆粒物采樣裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以直接獲取未經破壞和二次污染的原始大氣的水洗式無濾膜大氣顆粒物采樣裝置，以實現直接、無損和高效地采集大氣顆粒物水溶液樣品。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種水洗式無濾膜大氣顆粒物采樣裝置，其包括大氣顆粒物切割模塊、大氣顆粒物水洗分離模塊和樣品收集模塊；

大氣顆粒物切割模塊包括大氣顆粒物切割器和氣泵，大氣顆粒物切割器的出氣口與氣泵的進氣口連接；

大氣顆粒物水洗分離模塊通過水洗的方式將顆粒物從大氣中分離出來，大氣顆粒物水洗分離模塊上設有進氣口、出氣口和排液口，大氣顆粒物水洗分離模塊的進氣口與氣泵的出氣口連接；

樣品收集模塊包括樣品箱，樣品箱上設有進液口，大氣顆粒物水洗分離模塊的排液口與樣品箱的進液口相連接，含有顆粒物的水洗液體流入到樣品箱中。

本發明利用大氣顆粒物切割器將大氣中的顆粒物分割后，由氣泵送入到大氣顆粒物水洗分離模塊中，從而將顆粒物通過水洗的方式從大氣中分離出來，被分離出來的含有顆粒物的水洗液體通過排液口流入到樣品箱中，本發明直接通過用水沖洗含有顆粒物的大氣，使得顆粒物混合在純水中并與大氣分離，無需使用濾膜，不會改變顆粒的物理狀態，從而能直接無損地采集到大氣顆粒物水溶液樣品。

作為本發明的一種改進，所述大氣顆粒物水洗分離模塊包括一級水洗器和二級水洗器，一級水洗器包括箱體，箱體內的頂部設有噴淋頭，箱體上設有進氣口、出氣口和出水口，箱體的出水口位于其進氣口和出氣口的下方，箱體的進氣口與氣泵的出氣口連接；二級水洗器為泡沫洗滌器，箱體的出氣口與泡沫洗滌器的進氣口連接，箱體的出水口與泡沫洗滌器的底部相連通，泡沫洗滌器的排液口與樣品箱的進液口相連接。

本大氣顆粒物水洗分離模塊設有兩級水洗器，其中，一級水洗器采用噴淋水的方式對大氣進行沖洗，大氣中的顆粒物被沖洗后大部分會與純水混合在一起，含有顆粒物的水洗液體流入到樣品箱中，從而完成顆粒物的初級分離；經過一級水洗器后的大氣進入到泡沫洗滌器中，大氣中剩余的顆粒物在泡沫洗滌器中與泡沫狀態的液體充分接觸，大氣中剩余的顆粒物再次被分離，從而完成顆粒物的再次分離，這樣一來能有效提高大氣中顆粒物的分離效率和分離干凈度。而另一方面由于大氣在經過一級水洗器后整體濕度會增加，而大氣中顆粒物的濕度也增加，濕度較大的顆粒物與泡沫狀態的液體更容易相結合，從而使得顆粒物的分離更加徹底。

作為本發明的一種改進，所述樣品箱設有循環排水管，箱體上設有進水口，樣品箱的循環排水管與一水泵的進液口連接，水泵的出液口與一三通閥的進口連接，三通閥的第一出口與泡沫洗滌器的進水口連接、第二出口與箱體的進水口的連接。將樣品箱、箱體和泡沫洗滌器相連通形成一個閉環供水系統，從而使得水可以重復循環利用，便于控制顆粒物樣液的濃度和提高水有效利用率。

作為本發明的一種改進，所述采樣裝置還包括控制模塊，樣品箱內設有水位監測器，樣品箱上設有補給進水管，大氣顆粒物切割器的出氣口與氣泵的進氣口之間設有氣體流量計，三通閥的第二出口與箱體的進水口之間設有水體流量計，所述氣泵和水泵的控制端與控制模塊的輸出端口相連接，所述水位監測器、氣體流量計和水體流量計的信號輸出端分別與控制模塊的輸入端口相連接。