[發明專利]一種單顆粒物采樣裝置及系統

在審

• 申請號: 202110270817.0
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113029706A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 汪冰冰;楊露;盧聚瀅;曹福青;鄧婷
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22;G01N1/24
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;李艾華

本發明一種單顆粒物采樣裝置及系統，包括：采樣頭、電機、氣泵和控制模塊；采樣頭包括上蓋、粒徑切割板、樣品臺、采樣頭轉軸和下蓋；上蓋和下蓋組成腔體；上蓋上設置有與外界大氣相連通的進氣口，下蓋上設置有與所述氣泵相連接的出氣口；粒徑切割板設置在腔體內，與上蓋組成加速腔，與下蓋組成采集腔；粒徑切割板上設置有一個及以上的粒徑切割孔，樣品臺上設置有若干均勻分布的樣品位，每個樣品位上設置有與粒徑切割孔數相同的凹槽用于放置樣品膜；采樣頭轉軸設置在樣品臺的下方，所述電機與采樣頭轉軸和控制模塊分別相連接以根據控制模塊的指令帶動樣品臺轉動。本發明能夠遠程實時控制氣泵的開關及樣品位的切換，從而實現連續自動采樣。

技術領域

本發明涉及氣溶膠測量技術領域，特別是一種單顆粒物采樣裝置及系統。

背景技術

室內空氣或室外大氣中的氣溶膠顆粒物不僅影響空氣質量，還可能危害暴露人群的健康。采集并獲取大氣顆粒物的成分信息是改善空氣質量、分析顆粒物的氣候和環境及健康效應的重要手段。現有的顆粒物采樣器大多是通過慣性碰撞、過濾截留和靜電吸引等原理進行采集，這類采集器的質量和體積均較大，不便于移動和攜帶。現有的通常使用的大氣單顆粒采樣器一次只能采集一個樣品，無法進行連續采樣，若要采集多個樣品則需多次拆卸，更換樣品膜，操作繁瑣耗時。且現有的單顆粒采樣器只能提供手動或半自動連續采樣，在采樣過程中，通過手動切換樣品位，以實現多個樣品的連續采集；單個采樣器在同一采樣時間只能采集一個樣品，若要同時采集多個樣品需要同時使用多個采樣器。現有的采樣器應用場景有一定限制，無法用于部分移動平臺，如搭載在無人機上采集高空間分辨率的樣品和固定點的長時間連續觀測。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的上述缺陷，提出一種單顆粒物采樣裝置及系統，能夠手動和/或自動遠程實時控制氣泵的開關及樣品位的切換，從而實現對單顆粒物的連續自動采樣。

本發明采用如下技術方案：

一方面，一種單顆粒物采樣裝置，包括：采樣頭、電機、氣泵和控制模塊；所述采樣頭包括上蓋、粒徑切割板、樣品臺、采樣頭轉軸和下蓋；所述上蓋和下蓋組成腔體；所述上蓋上設置有與外界大氣相連通的進氣口，所述下蓋上設置有與所述氣泵相連接的出氣口；所述粒徑切割板設置在所述腔體內，與所述上蓋組成加速腔，與所述下蓋組成采集腔，所述樣品臺設置在所述采集腔中；所述粒徑切割板上設置有一個及以上的粒徑切割孔，所述樣品臺上設置有若干均勻分布的樣品位，每個樣品位上設置有與粒徑切割孔數相同的凹槽用于放置取樣膜，每個所述粒徑切割孔的中心與一個樣品位的每個凹槽的中心對準；所述采樣頭轉軸設置在樣品臺的下方，所述電機與所述采樣頭轉軸和所述控制模塊分別相連接以根據所述控制模塊的指令帶動所述樣品臺轉動。

優選的，所述粒徑切割板、樣品臺和下蓋上分別設置有兩條對準線；所述粒徑切割板的對準線、所述樣品臺上的對準線以及所述下蓋上的對準線用于進行相互對準。

優選的，相鄰樣品位之間設置有縫隙。

優選的，所述上蓋和所述下蓋的形狀為圓柱形；所述粒徑切割板和樣品臺的形狀為圓盤形。

優選的，所述單顆粒物采樣裝置，還包括：第一o型密封圈和第二o型密封圈；所述上蓋和所述下蓋通過所述第一o型密封圈相連接；所述粒徑切割板和所述下蓋通過所述第二o型密封圈相連接。

優選的，所述采樣頭轉軸和所述下蓋之間配有滾動軸承和第三o型密封圈。

優選的，所述單顆粒物采樣裝置，還包括：聯軸器；所述電機的電機轉軸與所述采樣頭轉軸下端通過聯軸器相連接。

優選的，所述單顆粒物采樣裝置，還包括：電機固定板；所述電機固定在所述電機固定板上；所述電機固定板通過若干銅柱與所述下蓋相連接。

優選的，所述單顆粒物采樣裝置，還包括：直流電源；所述直流電源與所述控制模塊相連接以供電。