CN103587842A - 地面气溶胶移动观测集装箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地面气溶胶移动观测集装箱，包括采样管、集装箱、设备架，采样管主要包括由上至下依次连接的进气口、进气管和分流口，整个采样管固定在观测集装箱顶面上。集装箱包括箱体外部结构和壁结构，箱体顶面和侧面设置有通孔，箱体侧面设置有门，箱体上还设置有凹槽用于放置制冷机。箱体壁结构包括壁箱体内壁附加结构和电路排布结构，其中箱壁包括三层结构，具有保温防火功能。设备架包括固定架和机柜，机柜固定在固定架上，机柜中央设置有托板，用于放置各种仪器设备，实现了集装箱内设备的立体安装。本发明完善了现有气溶胶移动观测设备的不足，使之更适宜气溶胶监测的需求。

Description

地面气溶胶移动观测集装箱

技术领域

本发明涉及一种集装箱，尤其涉及一种气溶胶监测集装箱。 

背景技术

大气气溶胶对环境和气候变化能产生重要的影响，悬浮在大气中的颗粒物一方面可以通过自身的散射与吸收影响太阳短波辐射和大气长波辐射，从而改变地气能量收支影响气候变化；另一方面气溶胶还能作为云的凝结核，从而改变云滴粒子的大小，云的寿命等特性，从而间接影响气候能量平衡；此外气溶胶可以显著影响大气环境质量，大量粒子在一定条件下吸湿增长对于雾霾天气的形成有重要影响。因此为了更好的了解气溶胶在环境和气候变化中的作用，研究其时空分布与物理化学特性的具有重要意义。国内、外对气溶胶特性的研究都已开展了大量的工作，包括数值模拟、地基观测、卫星遥感等。其中地基观测是气溶胶研究的基础，为数值模拟提供数据参数，订正和完善卫星遥感产品。 

目前，国内在进行地面气溶胶观测研究的范围有限，多数采用的单点连续性观测，仪器的可移动性比较差。即使部分有场外观测试验的，也是将仪器拆卸拉运到观测地点，搭建临时观测房或是租用民房进行短期的观测，试验完成后再进行拆卸运输，这样做的缺点是需要多次拆卸和组装仪器，耗费大量的精力，对仪器设备也有一定的损坏。每次仪器运行的室内环境都不同，对观测势必造成一定的误差。同时受到房屋的限制，观测地点也是有限的。仪器在观测点放置在平台上观测，一是仪器之间进行组合集成比较困难，二是仪器设备较多时占用水平空间较大，对垂直方向空间的利用率较小，尤其是在观测空间受限的观测室。国内部分仪器公司将中型客车改装成观测车，将仪器放在车厢内，在车顶设置采样口，运输仪器进行短期采样试验，这样的缺点是中型客车本身就是一个污染源，在运输期间尾气排放就会对采样有一定的影响，此外，受到客车本身的空间限制，能装载的仪器数量比较有限，仪器运行产生大量的热，加上客车保温效果不好，在恶劣的沙漠戈壁环境下运行制冷功率将达不到仪器运行要求，使得仪器无法运转。在地面气溶胶综合观测时，室外采样管通常是每个仪器对应一个进气管，在地面气溶胶移动观测集装箱进行野外作业时，多种仪器在一起进行观测，这时如果每个仪器使用一套室外采光管路，由于移动观测集装箱车顶空间和承重力有限，实现起来比较困难，在集装箱顶部开孔太多也会影响到集装箱的整体结构和牢固性。同时采 样管路过多，彼此之间也会有一定的影响。采样管路较多，运输和观测时安装和拆卸也比较费时费力。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种地面气溶胶移动观测系统，可以自成体系地弥补目前气溶胶观测站的不足。 

为达到上述目的，本发明提供了一种地面气溶胶移动观测系统，包括采样管、集装箱、设备架、机柜。 

本发明中的采样管，主要包括由上至下依次连接的进气口、进气管和分流口，整个采样管固定在观测集装箱顶面上。所述分流口内部的集装箱顶面上设置有通孔，所述通孔内设置有贯穿集装箱顶面的中空细管。 

所述进气口主要由遮雨帽和阻虫网罩组成，其主要作用是防止降水和飞虫进入进气管。遮雨帽由两块彼此平行且同轴的圆形上平板和环形底片组成，环形底片下端密封连接进气管； 

所述阻虫网罩是固定在所述上平板与所述环形底片之间的圆管状筛网，其半径不小于所述进气管的半径。所述进气管是上下开口的圆管，由若干圆管密封连接组成，可实现拆装，进气管下端与分流口上端密封连接。所述环形底片下端可密封连接一段不锈钢管，钢管下端密封连接进气管。 

所述环形底片下端可密封连接一段不锈钢管，钢管下端密封连接进气管。 

所述集装箱顶面可设置与分流口下端口直径相同的通孔，所述分流口的下端可与一不锈钢板密封焊接在一起，所述钢板与集装箱顶面密封连接，在所述分流口内部的钢板上设置有若干通孔，通孔内设置有垂直钢板的若干中空细管，细管一端伸入分流口内部，另一端贯穿钢板和集装箱顶面的通孔伸入集装箱内部，所述细管外壁与钢板密封连接；细管伸入分流口内部的长度远小于其伸入集装箱内部的长度。 

所述箱体为封闭的长方体，有六个面，所述箱体侧壁上设置有门，所述箱体箱壁上由外向内凹入一个半封闭立体空间，所述立体空间位于箱体表面都开放，其底面设置有支撑板、与集装箱底板相连，其凹入集装箱内部的面是采用了与集装箱相同材料的板，且分别与集装箱的其他面面密封连接。 

其中，所述箱体竖立的侧面中面积较小的面设置有两扇大小相同的外开对开门，所述箱体的竖立的侧面中面积较大的一面设置有外开门。所述箱体的顶面上设置有若干通孔，且配备有堵头或盖板，用于连接采样管或其他仪器设备。 

所述箱体的一角向内凹入一立体空间，该立体空间与箱体共用一个顶点，该立体空间位于集装箱侧面的面开放，即所述集装箱侧面中面积较小的一个侧面上有矩形空缺，该面上仅设置有一扇外开门。所述箱体面积较大的侧面中未设置有门的一面上，设置有若干通孔，且配备有堵头，用于集装箱内排气管路的进出。所述内凹的立体空间用于放置集装箱的制冷系统外机，所述长方体凹槽底部的支撑板为网状钢架，便于通风散热。本发明中集装箱还包括箱体内壁附加结构与电路排布结构。 

箱体内壁附加结构包括集装箱内壁的保温加固层和内壁层。所述箱体内壁附加结构固定在集装箱外壳上，所述电路排布结构固定在集装箱内壁上。在集装箱的箱体内壁上采用方钢焊出钢架，所述钢架可以为“井”字形，有多个矩形空隙。所述方钢为中空的长方体钢管，钢架与集装箱铁壁焊接在一起，钢架的空隙内采用防火保温材料填充，所述钢架和填充材料共同形成集装箱内壁的保温加固层。所述保温加固层上固定有内壁层，采用防火防腐材料，所述箱体外壳、保温加固层和内壁层形成集装箱壁的三层结构。 

所述电路排布结构包括电路线和圆管，所述电路线由集装箱的电源引出、为不同设备供电，所述电路线皆穿过圆管，所述圆管为两端开口的空心圆柱体形，可根据各电路的功能被紧贴固定在集装箱相应侧面内壁板上。 

所述电路排布结构中所述不同电路线的交接处，使用矿用本安电路用防爆接线盒连接电路，所述电路上设置有防水防爆四极插座。 

本发明中集装箱内部还设置有设备架和设备机柜。所述固定架由若干根杆件组成，固定安装在集装箱内壁和中央空间，包括横梁、立柱，其中通过螺丝和连接件与集装箱内壁直接连接的立柱和横梁为主要承重钢架，通过连接件连接在主要承重钢架上的立柱和横梁为辅助钢架；设备机柜位于集装箱内部中央若干根主要承重立柱中间，通过连接件与主要承重立柱和辅助横梁连接在一起进行固定。 

所述设备机柜为开放式机柜，呈长方体形，安装在固定架上，包括边框和托板，竖立的4面和顶部没有门和挡板，托板是安装在机柜四条竖立的边框间的水平承重板；所述机柜的边框固定在立柱上。 

所述机柜的边框上有方孔条，可以根据所承接仪器设备的大小调节托板的安装位置，最低端的机柜底座设置防震垫片。 

所述设备机柜安装在集装箱中央的立柱之间，在相邻四根立柱间安装多个机柜时，机柜间用并柜件连接固定，所述并柜件为一个卡扣，可以将相邻两机柜的边框固定在一起。 

优选地，所述遮雨帽的上平板与环形底片通过4根两头带螺丝的不锈钢柱通过螺丝连接 固定，所述阻虫网罩环绕4根不锈钢柱外侧一圈，形成圆管状。优选地，所述环形底片与进气管通过法兰密封连接，所述进气管包含的多个管之间通过法兰密封连接，所述进气管下端与所述分流口上端通过法兰密封连接，所述钢板与集装箱顶面通过螺丝固定在一起。 

优选地，所述钢架可以为“井”字形，有多个矩形空隙。 

优选地，所述第三层结构为FRP珠面平板。 

优选地，所述圆管为空心铜管，在电路需要弯折的部分铜管也相应的设置为弯折的形状。 

优选地，所述组成固定架的杆件为内卷边冲孔C型镀锌钢材质。 

优选地，所述连接件采用C型钢连接件。 

优选地，所述横梁或立柱、以及固定架为金属、高强度材料制成。 

优选地，机柜下的垫片采用高强度橡胶材质。 

本发明地面气溶胶移动观测系统在整个地面气溶胶移动观测集装箱上使用同一的采样进气口，保证了整个系统测量的样本气体相同，且采样管高度高、距离地面较远，减少了集装箱附近人类活动对观测造成的影响，即减小了外界环境造成的测量误差，提高了观测精度；另一方面，采样管便于拆卸和组装，节省时间和精力，其分流口使用国际通用的气溶胶采样管路尺寸，便于和仪器采样管之间进行对接；将制冷设备至于集装箱外部解决了通风散热问题，同时，在集装箱的侧面开设门，方便了监测仪器的搬运以及操作人员的进出；强化了保温隔热防火功效，FRP珠面平板作为内壁，其防火防腐性能较高，同时防止静电，优于合金内壁，使得集装箱能适用于各种野外观测环境，另外，集装箱内部结构改造后，保温性和密封性较好，集装箱在大功率变频空调的作用下，保持箱内温度在要求的范围内，仪器设备正常工作。同时集装箱内部电路全部采用防爆防腐电料，增加电路的安全系数，电路全部穿铜线管固定在内壁上，接线头处增加矿用本安电路用防爆接线盒，方便检查维修和更换，同时方钢上可以冲出螺纹，用来固定集装箱内部的支架。本发明中设备架易于拆装、承重性能好，将集装箱内监测器材实现立体安装，有效提高了集装箱内空间的利用率。 

附图说明

图1为本发明的室外采样管的结构示意图； 

图2为本发明中采样管安装在集装箱顶部的示意图； 

图3为本发明中集装箱的正视立体图及前侧面B的放大图； 

图4为本发明中集装箱的右侧面A的侧视图； 

图5为本发明中集装箱的左侧面C的侧视图； 

图6为本发明中集装箱的后视立体图； 

图7为本发明中集装箱的俯视图； 

图8为本发明地面气溶胶移动观测集装箱箱体侧壁上通孔与走线孔的结构图； 

图9为本发明的集装箱箱壁的结构示意图； 

图10为本发明的集装箱箱壁的电路排布结构示意图； 

图11为本发明的集装箱箱壁上电路所安装防水防爆四级插座的示意图； 

图12为本发明的集装箱壁上设备架的示意图； 

图13为本发明的设备架的箱内固定架示意图； 

图14为本发明的设备架中固定架整体装配图； 

图15为本发明的设备架中机柜安装示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述： 

图1是本发明地面气溶胶移动观测集装箱的室外采样管的结构示意图，主要包括由上至下依次连接的进气口O、进气管P和分流口Q。 

进气口O主要由遮雨帽1和阻虫网罩4组成，其主要作用是防止降水和飞虫进入进气管P。遮雨帽1由两块彼此平行且同轴的圆形上平板2和环形底片3组成。环形底片3下端密封连接一段钢管10。钢管10下端密封连接进气管P。环形底片3的内径不小于进气管P的半径。 

阻虫网罩4是固定在上平板2与环形底片3之间的圆管状筛网，阻虫网罩4的半径不小于进气管P的半径。 

进气管P是上下开口的圆管，可由若干圆管连接组成，可实现拆装。进气管P上端与环形底片3下端的钢管10密封连接，进气管P下端与分流口Q上端密封连接。 

分流口Q是上口小而下口大的喇叭状气流出口。分流口Q下端与一不锈钢板6焊接在一起，所述分流口Q下端的钢板6和集装箱顶面密封连接在一起，连接部分密封不漏气，集装箱顶面连接分流口Q处设置有通孔，其半径和分流口Q下端相同。分流口Q下端的钢板6上垂直焊接有6个中空细管5，细管5贯通分流口Q与采样集装箱顶部的通孔，细管5与分流口Q下端钢板6的连接处密封不漏气，其伸入分流口Q内的长度与伸入集装箱内部的长度之比约为1:4。 

图2是采样管安装在集装箱顶部的示意图，如图所示，采样管工作过程中固定在集装箱顶面E上，用4根钢丝N拉紧固定在集装箱顶面E的四角上。 

实际应用中，进气口O的遮雨帽1的上平板2直径可为300mm，厚度为2mm，材质为防锈铝合金。环形底片3外径为150mm，内径为100mm，材质为防锈铝合金。环形底片3与一段钢管10上端电焊连接，其长度为100mm，厚度为2mm，内径为100mm，钢管10下端连接有法兰7，与进气管P通过高精度法兰7密封连接。阻虫网罩4为筛孔尺寸2mm（10目）的不锈钢网，呈圆管状，阻虫网罩4的母线为200mm，直径为120mm，其上下端开口，环绕包裹在上平板2与环形底片3之间的4根不锈钢螺钉9外侧。 

进气管P可采用3根通过法兰7连接的内外抛光不锈钢管组成。每根管的长度可为200mm，内径为100mm，厚度为2mm，其下端焊接有法兰7。进气管P上端与环形底片3下的钢管10通过法兰7密封连接，进气管P下端与分流口Q上端通过法兰7密封连接。 

分流口Q可以是内外抛光不锈钢喇叭口，其大口端朝下，其侧壁倾斜角度在80°～90°之间。与分流口Q下端焊接的钢板6为圆形，其厚度为5mm，直径为300mm。钢板6与集装箱顶盖T通过螺丝8固定在一起。分流口Q大口端内部的不锈钢板6上均匀焊接的6根3/4″的内外抛光不锈钢细管，细管贯通集装箱顶部通孔伸入集装箱内部长度为200mm（除去集装箱顶部的厚度），在喇叭口内部伸出的长度为50mm。每根细管伸入喇叭口的一端打磨内倒角，伸入集装箱的一端打磨外倒角，其伸入集装箱一端都配有Swagelok堵头，使用的钢管端口处于打开状态，不使用的钢管端口处于密封状态。 

以上各个焊接处都需要抛光处理，法兰连接处采用四氟“O”型圈，保证接口处密封性。从进气口到分流口，直至分流口内部的细管与集装箱顶盖的贯通气路都是密封连接的。 

本发明地面气溶胶移动观测集装箱，其外形尺寸为6058mm*2438mm*2591mm，是标准20T集装箱的尺寸相同，便于公路和铁路运输。 

地面气溶胶移动观测集装箱可以作为固定式监测站使用，也可以运输至特定地点进行监测，包括箱体，箱体满足通风散热、空间安排合理等诸多要求。 

箱体各面如图3所示，包括6个面，右侧面A与左侧面C相对，前侧面B与后侧面D相对，顶面E与底面F相对。箱体大小为6058mm*2438mm*2591mm。集装箱箱体前侧面B上靠近箱体左侧面C的一侧设置有一外开门，外开门为隔热保温门，其大小为198cm*98cm，打开角度为0-180°。箱体顶面E上设置有4个通孔，用于连接采样管或其他观测仪器。 

如图4所示，集装箱箱体右侧面A从中间分开，A1和A2为外开对开门，对开门上设置有密封胶条，保证门关闭时的密封性，在搬运箱体内设备时打开对开门。 

如图5所示，集装箱左侧面C的后下角有一空缺，左侧面C还包括门C1和板C2,C1为集装箱的一个外开门，大小为232cm*116cm，板C2与集装箱为一整体，大小为169cm*105cm。 如图6所示，集装箱的后侧面D上设置有三个备用孔，用于引出或引入集装箱内部电线，分别为第一走线孔b1、第二走线孔b2和第三走线孔b3，孔的直径为10cm。后侧面D靠近左侧面C的一侧以点M为顶点有一矩形空缺。面板P1垂直焊接在后侧面D上矩形空缺的边缘处，面板P3垂直焊接在左侧面C上的矩形空缺的边缘处，面板P2沿平行于底面F的方向与面板P1和面板P3的上边缘焊接在一起。底面F靠近后侧面D和左侧面C的一角有矩形空缺，该处采用长*宽*高为8cm*4cm*3.5cm的镀锌方钢交叉焊接成一支撑面板，与集装箱底面F相连。 

如图7所示，集装箱顶面E上设置有4个圆孔，分别为第一通孔c1、第二通孔c2、第三通孔d和第四通孔f，如图所示，第一通孔c1和第二通孔c2直径为5cm；第三通孔d孔直径为15cm，围绕第三通孔d还设置有4个孔，在图中未示出，用于螺丝固定采样管。 

如图8所示，第一通孔c1和第二通孔c2高出集装箱顶部5cm，呈管状，其上配备有四氟塑料堵头；第四通孔f直径为50cm，且高出集装箱顶部5cm，其上配备有四氟塑料堵头。图9是地面气溶胶移动观测集装箱壁结构示意图。 

如图所示，集装箱箱体各面由最外层的铁皮层a，中间层的防火保温层b，内层的内壁层c组成。 

右侧面A，前侧面B，左侧面C，后侧面面和顶面E，5个面的铁皮层a内侧上都用方钢焊出钢架，呈矩形格子状。 

在方钢焊出的钢架的矩形格子中填充并固定防火保温板，钢架和集装箱铁皮层整体焊接在一起，其作用其一是加固集装箱，其二是固定防火保温材料，其三是固定集装箱内仪器支架。 

最内层的内壁层c采用珠面平板，用于固定集装箱内电路。 

集装箱底面F也用钢板焊接出矩形格子，形成稳固的钢架。 

图10是本发明地面气溶胶移动观测集装箱箱壁的电路排布结构示意图。 

电源箱W位于面板P2上方，并与后侧面D固定。电源箱内部结构包括三相电子电表，漏电保护器和空气开关，外部连接有电线。 

从电源箱W引出的电线包括1条空调供电电路、2条监测仪器设备供电电路和1条辅助仪器设备供电电路，每条电路上都设置有插头。各电路电线都穿过铜线管，铜线管根据各电路的功能被固定在集装箱相应的侧面内层的FRP珠面平板上。其中空调供电电路从电源箱W引出后沿面板P2固定，延至左侧面C，并固定在左侧面C上，用于为空调供电。辅助仪器设备供电电路主要是给辅助仪器设备供电，从电源箱W引出后沿面板P2延至后侧面D固定，延 伸至顶面E的部分固定在顶面E上，之后延至前侧面B，并平行于集装箱底面固定在集装箱前侧面B上，其位于顶面E的部分引出一条支路为集装箱顶部的照明灯和前侧面B上的门头灯t6供电，照明灯电路一共有5个灯盒和配套的灯管（t1,t2,t3,t4,t5）。两条监测仪器设备供电电路从电源箱W引出后沿面板P2固定，并延伸至后侧面D，且平行与集装箱底面固定在集装箱后侧面D上。 

如图所示，在集装箱内部电路的交接处，即集装箱顶面照明灯电路中的电路电线交接处e1,e2,e3,e4,e5,使用矿用本安电路用防爆接线盒连接电路，一方面电路出现问题方便维修，另一方面安全系数较高，防止漏电。 

图11为本发明面气溶胶移动观测集装箱箱壁上电路所安装防水防爆四级插座的示意图。 

结合图10和图11，空调供电电路上设置1个防爆防水四极插座；监测仪器设备供电电路有2条，其中1条电路上并排横卧设置2组防爆防水四极插座，分别为插座r2，插座r3，两组插座之间的距离为1.5m,另一条电路上竖立设置一组防爆防水四极插座,为插座r1；辅助仪器设备供电电路上竖立并排2组防爆防水四极插座.分别为插座r4，插座r5，两组插座之间间距3m。 

实际应用中，集装箱侧壁结构中，铁皮厚度为2.0mm，集装箱铁皮上焊接的加固方钢为8cm×4cm，厚度3.5mm，所焊格子高L1=76cm，宽L2=96cm，格子内保温填充材料可用A1级酚醛防火保温板，保温板厚度为8cm，集装箱侧壁最内层为厚3.5mm的FRP（玻璃纤维增强塑料）珠面平板。电源箱宽40cm，高度50cm，厚度20cm，电源箱内部结构包括1个三相电子电表，1个漏电保护器，连接5组C63空气开关，固定电线用铜管直径2cm，管壁厚度为2mm，4条电路中在铜管内使用电线的都是铜芯布电线。铜管通过“C”型铜环固定在珠面平板上。 

在野外观测时，将集装箱吊装在货车上运输到观测点，首先安装和检查集装箱内部仪器设备和电路，接通外部电源，插上四极快速插头，给整个集装箱供电。 

集装箱箱体结构上还可以附加多种所需的仪器设备，例如，使六开单控开关控制集装集装箱内部的5个照明灯和室外门头LED灯。在插座r1的2个防爆防水四极插座的插头上接上多功能插板，给激光雷达供电使之运行；插座r2和插座r3的4个防爆防水四极插座的插头直接连接仪器4个机柜的电源，供给机柜上仪器运行用电；插座r4和插座r5的4个防爆防水四极插座的插头上接上多功能插板，供给其它辅助工具设备运行用电。运行中出现漏电和短路情况，防爆防水四极插座会自动切断电源，保护电路和仪器设备。 

图12是本发明地面气溶胶移动观测集装箱设备架的固定架示意图，图中箱体为长方体形，包括右侧面A、前侧面B、左侧面C、后侧面D、顶面E和底面F，右侧面A和左侧面 C相对，前侧面B和后侧面D相对，顶面E面和底面F面相对。 

固定架位于右侧面A的杆件包括杆A1和杆A2，杆A1和杆A2通过螺丝固定在右侧面A上，且垂直于集装箱底面，其材料为C型镀锌钢，第一杆件A1和杆A2的高度为232cm，杆A1中心距前侧面B的距离为55cm，杆A2中心距后侧面D的距离为55cm。 

如图所示，固定架包括主要承重刚架和辅助承重钢架。位于前侧面B的钢管包括杆B1、杆B2、杆B3和杆B4，其中杆B1与杆B2平行、杆B3与杆B4平行且与杆B1垂直，杆B1、杆B2、杆B3与杆B4形成一“井”字结构，其材料采用内卷边冲孔C型镀锌钢杆件。杆B3和杆B4通过M10螺丝水平固定在集装箱内壁的方钢上，杆B3和杆B4是集装箱内壁上的主要承重钢架，杆B1和杆B2通过C型钢连接件垂直固定在杆B3和杆B4上。杆B3和杆B4的长度为410cm，杆B3中心距底面F的垂直距离为84cm，靠右侧面A的一端距右侧面A面的距离为5cm；杆B4中心距底面F的垂直距离为203cm，靠右侧面A的一端距右侧面A的距离为5cm。杆B1和杆B2的高度为232cm，杆B1中心距右侧面A的距离为405cm，杆B2中心距右侧面A的距离为150cm。 

固定架位于后侧面D的钢管包括杆D1、杆D2、杆D3和杆D4，其中杆D1与杆D2平行、杆D3与杆D4平行且与杆D1垂直，杆D1、杆D2、杆D3与杆D4形成一“井”字结构其材料采用内卷边冲孔C型镀锌钢，。杆D3和杆D4通过螺丝水平固定在壁内的方钢上，杆D3和杆D4是集装箱内壁上的主要承重钢架，杆D1和杆D2通过C型钢连接件垂直固定在杆D3和杆D4上，杆D3和杆D4的长度为512cm。杆D3中心距底面F的垂直距离为84cm，靠右侧面A的一端距右侧面A的距离为5cm；杆D4中心距底面F的垂直距离为203cm，靠右侧面A的一端距右侧面A的距离为5cm。杆D1和杆D2的高度为232cm，杆D1中心距右侧面A的距离为405cm，杆D2距右侧面A的距离为150cm。 

如图13所示，固定架位于集装箱内部空间的杆件还包含的横梁和立柱，有立柱C1、立柱C2、立柱C3、立柱C4、立柱C5、立柱C6、横梁C7、横梁C8、横梁C9、横梁C10、横梁C11、横梁C12、横梁C13和横梁C14，其中，立柱C1、立柱C2、立柱C3、立柱C4、立柱C5和立柱C6是集装箱中央空间固定仪器及其机柜S的立柱，为主要承重架，6根立柱彼此平行，皆与集装箱底面垂直，且皆通过上下各1个C型钢镀锌底座垂直固定在顶面E壁内的方钢上和底面F地板下的承重梁上。可以按照集装内部仪器安装和观测要求在立柱C1、立柱C2、立柱C3、立柱C4、立柱C5和立柱C6上安装水平、垂直或者倾斜的C型钢杆件，而横梁C7、横梁C8、横梁C9、横梁C10、横梁C11、横梁C12、横梁C13和横梁C14是辅助承重架，其皆平行于集装箱底面F固定在主要承重架上。 

如图14所示，位于集装箱内部的固定架与位于集装箱箱壁的固定架通过连接件相连。其中，横梁C7通过C型钢连接件固定在立柱C2、立柱C4和杆D6上，横梁C8通过C型钢连接件固定在立柱C1、立柱C3和杆D5上，横梁C9通过C型钢连接件固定在杆B3、立柱C1、立柱C2和杆D3上，横梁C10通过C型钢连接件固定在杆B3、立柱C3、立柱C4和杆D3上，横梁C11通过C型钢连接件固定在杆B3、立柱C5、立柱C6和杆D3上，横梁C12通过C型钢连接件固定在立柱C1和立柱C2上，横梁C13通过C型钢连接件固定在立柱C3和立柱C4上，横梁C14通过C型钢连接件水平固定在立柱C5和立柱C6上。 

立柱C1、立柱C2、立柱C3、立柱C4、立柱C5和立柱C6的高度为230cm。立柱C1中心距A的距离为410cm，距离后侧面D的距离为126cm；立柱C2中心距右侧面A的垂直距离为410cm，距离后侧面D的距离为38cm；立柱C3中心距右侧面A的距离为280cm，距离后侧面D的距离为126cm；立柱C4中心距右侧面A的距离为280cm，距离后侧面D的距离为38cm；立柱C5中心距右侧面A的距离为150cm，距离后侧面D的距离为126cm；立柱C6距右侧面A的距离为150cm，距离后侧面D的距离为38cm；横梁C7的长度等于立柱C2和立柱C6之间的间距，为265cm，横梁C7中心距底面F的距离为205cm；横梁C8的长度等于立柱C1和立柱C5之间的距离，为265cm，横梁C7中心距底面F的距离为205cm；横梁C9、横梁C10和横梁C11的长度等于杆B3和杆D3的间距，为218cm，横梁C9、横梁C10和横梁C11的中心距底面F的距离为202cm；横梁C12的长度等于立柱C1和立柱C2的间距，为85cm，横梁C12中心距底面F的距离为110cm；横梁C13的长度等于立柱C3和立柱C4的间距，为85cm，横梁C13中心距底面F的距离为110cm；横梁C14的长度等于立柱C5和立柱C6的间距，为85cm，横梁C14中心距底面F的距离为110cm。 

集装箱内部杆件采用的C型镀锌钢的横截面是40mm×40mm，钢材厚度3.0mm。 

如图15所示，机柜S1、机柜S2、机柜S3和机柜S4是4台安装在集装箱中央固定架中的仪器机柜S，机柜S为敞开式机柜，竖立的4面和顶端没有门和挡板，保证机柜内部安装的仪器设备通风散热，机柜S的边框固定在固定架的立柱上，边框上设置有方孔条，托板的高低间隔可以根据实际需要通过改变在方孔条上安装的位置来调节。机柜S使用SPCC优质冷扎钢板，规格尺寸：高2055mm，宽600mm，厚800mm。机柜S1和机柜S2通过并柜件连接在一起，固定在立柱C1、立柱C2、立柱C3、立柱C4、横梁C7和横梁C8上；机柜S3和机柜S4通过并柜件连接在一起，通过C型钢连接件固定在立柱C3、立柱C4、立柱C5、立柱C6、横梁C7和横梁C8上。机柜S1，机柜S2，机柜S3和机柜S4分别安装4个高强度缓冲橡胶垫，橡胶垫的尺寸为长10cm，宽10cm，高6.5cm。 

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种地面气溶胶移动观测集装箱，包括采样管、集装箱、设备架，所述采样管主要包括由上至下依次连接的进气口（O）、进气管（P）和分流口（Q），所述集装箱包括箱体，所述箱体为长方体形，包括右侧面（A）、前侧面（B）、左侧面（C）、后侧面（D）、顶面（E）和底面（F），右侧面（A）和左侧面（C）相对，前侧面（B）和后侧面（D）相对，顶面（E）面和底面（F）面相对；

所述设备架位于集装箱内部，其特征在于，

所述分流口（Q）固定在观测集装箱顶面（E）上，所述分流口（Q）内部设置有若干贯穿集装箱顶面（E）的中空细管（5）；

所述集装箱前侧面（B）上设置有门；

所述集装箱壁包括由外向内依次紧密相连的箱体外壳（a）、箱体内壁附加结构、电路排布结构；

所述设备架包括固定架（G）和机柜（S），所述固定架（G）通过连接件固定在集装箱内部，包括主要承重架和辅助固定架，由若干杆件连接组成；所述机柜（S）安装在所述固定架（G）上，包括边框和托板，所述托板为安装在机柜（S）内部的的水平承重板，所述机柜S竖立的4个面和顶部没有门和挡板。

2.根据权利要求1所述的地面气溶胶移动观测集装箱，其特征在于，

所述进气管（P）是上下开口的圆管，由若干圆管密封连接组成，进气管（P）下端与分流口（Q）上端密封连接；

所述分流口（Q）是上口小而下口大的喇叭状气流出口，与集装箱顶面（E）密封连接；

所述箱体向内凹进一长方体凹槽（L），其位于集装箱表面的面开放，其底面设置有支撑板与集装箱底板相连，其向集装箱内凹入的面都与集装箱箱体连为一体、密封连接；

所述箱体内壁附加结构包括保温加固层（b）和内壁层（c），所述保温加固层（b）是采用方钢焊出的钢架，所述方钢为中空的长方体钢管，所述钢架和集装箱外壳（a）焊接在一起，钢架的空隙部分采用防火保温材料填充，钢架和填充材料共同形成集装箱内壁的保温加固层（b），所述保温加固层（b）上固定有内壁层（c），其采用防火防腐材料，所述箱体外壳（a）、保温加固层（b）和内壁层（c）形成集装箱壁的三层结构；

所述电路排布结构包括电路线和圆管，所述电路线从集装箱电源箱（1）引出，所述电路线皆穿过圆管，所述圆管为两端开口的空心圆柱体形，可根据各电路的功能被紧贴固定在集装箱相应侧面内壁板上,所述电路上都设置有防水防爆四级插座；

所述固定架（G）固定安装在集装箱内壁和集装箱中央空间，包括横梁、立柱，其中集装箱内两个相对的侧面上分别平行于集装箱底面设置有两根横梁，为主要承重架；集装箱另一侧面上垂直集装箱底面设置有两根立柱，为主要承重架；集装箱中央设置有若干垂直于集装箱底面的立柱，所述立柱的上端与下端分别与集装箱的顶面和底面固定，为主要承重架；其他立柱和横梁固定在主要承重架上，可根据仪器安装和观测需要调动位置，为辅助固定架；

位于集装箱中央的所述主要承重架整体呈长方体形，所述机柜（S）的边框固定安装在集装箱中央的若干立柱之间，通过安装在主要承重架上的辅助固定架进行加固；

所述机柜（S）的边框上设置有方孔条，所述托板安装在机柜（S）的4根方孔条上，与地面平行。

3.根据权利要求2所述的地面气溶胶移动观测集装箱，其特征在于，

所述进气口（O）主要由遮雨帽（1）和阻虫网罩（4）组成，所述遮雨帽（1）由两块彼此平行且同轴的圆形上平板（2）和环形底片（3）组成，所述环形底片（3）下端密封连接进气管（P）；

所述阻虫网罩（4）是固定在所述上平板（2）与所述环形底片（3）之间的圆管状筛网，其半径大于或等于所述进气管（P）的半径；

所述箱体的顶面（E）上设置有通孔，包括第一通孔（c1）、第二通孔（c2）、第三通孔（d）和第四通孔（f），且配备有堵头和封盖；

所述集装箱的后侧面（D）上设置有走线孔，包括第一走线孔（b1）、第二走线孔（b2）和第三走线孔（b3），且配备有堵头，在不使用时处于密封状态；所述箱体的左侧面（A）上设置有两扇大小相同的外开对开门，在所述箱体的前侧面（B）的靠近左侧面（C）的一侧设置有一扇外开门；

所述长方体凹槽（L）由面板P1、面板P2和面板P3以及底面支撑板围成；

所述左侧面（C）的后下角有一矩形空缺，后侧面（D）的左下角有一矩形空缺；

面板P1垂直焊接在后侧面（D）上矩形空缺的边缘处，面板P3垂直焊接在左侧面（C）上的矩形空缺的边缘处，面板P2沿平行于底面（F）的方向与面板P1和面板P3的上边缘焊接在一起；

底面（F）靠近后侧面（D）和左侧面（C）的一角有矩形空缺，该处采用方钢交叉焊接成一支撑板，与集装箱底面（F）相连。

4.根据权利要求3所述的地面气溶胶移动观测集装箱，其特征在于，

所述分流口（Q）的下端与一不锈钢板（6）密封焊接在一起，所述钢板（6）与集装箱顶面（E）密封连接，在所述分流口（Q）内部的钢板（6）上设置有若干通孔，所述通孔内设置有垂直钢板的若干细管（5），所述细管（5）为中空的圆管，其一端伸入分流口内部，另一端贯穿钢板（6）和集装箱顶面（E）的通孔伸入集装箱内部，所述细管（5）外壁与钢板（6）密封连接；

所述细管（5）伸入分流口（Q）内部的长度与其伸入集装箱顶面（E）的长度比为1:4；

所述立体空间（L）以所述左侧面（C）、后侧面（D）、底面（F）三面的交点（M）为顶点嵌入箱体内部，为长方体形，其位于箱体左侧面（C）、后侧面（D）的面都开放；

所述箱体的左侧面（C）由门（C1）和板（C2）组成，门（C1）为一个外开门，板（C2）与顶面（E）、后侧面（D）焊接在一起，与箱体底面（F）不相接；

所述箱体的前侧面（B）面的外开门上方设置有遮雨檐和闭门器，遮雨檐下设置有灯管。

5.根据权利要求4所述的地面气溶胶移动观测集装箱，其特征在于，

所述机柜（S）最底部的托板下设置有防震垫片，采用高强度橡胶材料；

所述进气口（O）与进气管（P）通过法兰（7）密封连接；

所述进气管（P）包含的多个管之间通过法兰（7）密封连接；

所述进气管（P）下端与所述分流口（Q）上端通过法兰（7）密封连接；

所述钢板（6）与集装箱顶面（T）通过若干两头带螺帽的螺钉（8）固定在一起。

所述遮雨帽（1）的上平板（2）与环形底片（3）通过4根两头带螺帽的螺钉（9）连接固定；

所述电路排布结构中所含电路包括空调供电电路、监测仪器设备供电电路和辅助仪器设备供电电路，所述空调供电电路、监测仪器设备供电电路和辅助仪器设备供电电路所述电路排布结构中的不同电路线的交接处（e1,e2,e3,e4,e5），使用矿用本安电路用防爆接线盒连接电路。

6.根据权利要求5所述的地面气溶胶移动观测集装箱，其特征在于，

所述遮雨帽（1）的上平板（2）材质为防锈铝合金；

所述阻虫网罩（4）为不锈钢网，其上下端开口环绕包裹在上平板（2）与环形底片（3）之间的4根钢柱外侧；

所述环形底片（3）材质为防锈铝合金，所述环形底片（3）与一段钢管（10）上端电焊连接；

所述进气管（P）采用若干根通过法兰（7）连接的内外抛光不锈钢管组成，其下端连接有法兰（7），所述进气管（P）上端与所述环形底片（3）下的钢管（10）通过法兰（7）密封连接；所述分流口（Q）是内外抛光不锈钢喇叭口，其大口端朝下，其侧壁倾斜角度在80°～90°之间，其下端焊接的所述钢板（6）为圆形，所述分流口（Q）内部的所述钢板（6）上的细管（5）为6根3/4″的内外抛光不锈钢细管，每根中空细管伸入集装箱（F）内部长度与在分流口（Q）内部伸出的长度比为4:1；

所述细管（5）伸入分流口（Q）的一端打磨内倒角，伸入集装箱（F）的一端打磨外倒角，其伸入集装箱（F）一端配有堵头，使用的细管（5）端口打开堵头、处于打开状态，不使用的细管（5）端口塞住堵头、处于密封状态；

所述进气管（P）可由3段内外抛光不锈钢管通过法兰（7）连接组成。

7.根据权利要求6所述的地面气溶胶移动观测集装箱室外采样管，其特征在于，

所述环形底片（3）与其下端钢管（10）的焊接处、所述钢板（6）上焊接不锈钢细管（5）的焊接处皆经过打磨抛光处理；

所述环形底片（3）下端钢管（10）上的法兰（7）连接处、所述进气管（P）所含内外抛光不锈钢管之间的法兰（7）连接处、所述进气管（P）与分流口（Q）上端的法兰（7）连接处皆采用四氟“O”型圈；

所述固定架位于右侧面（A）面的立柱包括杆A1和杆A2，杆A1与杆A2垂直于集装箱底面安装；位于前侧面（B）的钢管包括杆B1、杆B2、杆B3和杆B4，其中杆B1与杆B2平行、杆B3与杆B4平行且与杆B1垂直，杆B1、杆B2、杆B3与杆B4形成一“井”字结构；位于后侧面D的钢管包括杆D1、杆D2、杆D3和杆D4，其中杆D1与杆D2平行、杆D3与杆D4平行且与杆D1垂直，杆D1、杆D2、杆D3与杆D4形成一“井”字结构；

所述固定架还包含的的横梁和立柱有立柱C1、立柱C2、立柱C3、立柱C4、立柱C5、立柱C6、横梁C7、横梁C8、横梁C9、横梁C10、横梁C11、横梁C12、横梁C13和横梁C14；

所所述立柱C1、立柱C2、立柱C3、立柱C4、立柱C5和立柱C6是集装箱中央空间固定仪器及机柜的立柱，为主要承重架，6根立柱彼此平行，皆与集装箱底面垂直，且皆通过上下各1个C型钢镀锌底座垂直固定在集装箱的顶面与底面上，可以按照集装内部仪器安装和观测要求在立柱C1、立柱C2、立柱C3、立柱C4、立柱C5和立柱C6上安装水平、垂直或者倾斜的C型钢杆件；

所述横梁C7、横梁C8、横梁C9、横梁C10、横梁C11、横梁C12、横梁C13和横梁C14是平行于集装箱底面固定在所述设备装置架上的横梁，横梁C7通过C型钢连接件固定在立柱C2、立柱C4和杆D6上，横梁C8通过C型钢连接件固定在立柱C1、立柱C3和杆D5上，横梁C9通过C型钢连接件固定在杆B3、立柱C1、立柱C2和杆D3上，横梁C10通过C型钢连接件固定在杆B3、立柱C3、立柱C4和杆D3上，横梁C11通过C型钢连接件固定在杆B3、立柱C5、立柱C6和杆D3上，横梁C12通过C型钢连接件固定在立柱C1和立柱C2上，横梁C13通过C型钢连接件固定在立柱C3和立柱C4上，横梁C14通过C型钢连接件固定在立柱C5和立柱C6上。

8.根据权利要求7所述的地面气溶胶移动观测集装箱，其特征在于，

所述电路排布结构包括从电源箱引出的4条电路，所述空调供电电路上设置1个防爆防水四极插座；

所述监测仪器设备供电电路有2条，其中1条电路并排横卧设置2排一共2组防爆防水四极插座（r2,r3），另1条电路竖立并排1组防爆防水四极插座（r1）；所述辅助仪器设备供电电路上竖立并排2排一共2组防爆防水四极插座（r4,r5）。

9.根据权利要求8所述的地面气溶胶移动观测集装箱，其特征在于，

所述箱体右侧面（A）的两扇外开对开门闭合时，其之间的缝隙处设置有密封胶条，在搬运箱体内大型设备时打开对开门；

所述箱体的前侧面（B）上设置的外开门为隔热保温门；

所述箱体的左侧面（C）上的门（C1）大小为232cm*116cm，板（C2）大小为169cm*105m，左侧面（C）上长方形空缺的大小为105cm*90cm；

所述箱体的后侧面（D）上的长方形空缺的大小为70cm*90cm，后侧面（D）上的三个通孔的直径为10cm；

所述箱体的顶面（E）上的第一通孔（c1）、第二通孔（c2）、第三通孔（d）和第四通孔（f）中，第一通孔（c1）和第二通孔（c2）直径相同，且高出集装箱顶部；第三通孔（d）孔直径为大于第一通孔直径，围绕第三通孔（d）还设置有4个通孔；

所述立体空间（L）底部的支撑板采用四根镀锌方钢交叉焊接成一“井”字网状板，且其与集装箱底面（F）焊接在一起。

10.根据权利要求9所述的地面气溶胶移动观测集装箱，其特征在于，

所述内壁层（c）为FRP珠面平板；

所述集装箱外壳（a）厚度为2.0mm，集装箱外壳（a）上焊接的加固方钢为8cm×4cm，厚度3.5mm，所焊格子高为76cm，宽为96cm，格子内保温填充材料可用酚醛防火保温板，保温板厚度为8cm，集装箱壁最内层为厚3.5mm的FRP（玻璃纤维增强塑料）珠面平板；

电源箱（W）宽40cm，高度50cm，厚度20cm，电源箱（W）内部结构包括1个三相电子电表，1个漏电保护器，连接5组C63空气开关，固定电线用铜管直径2cm，管厚度为2mm，4条电路中在铜管内使用电线的都是铜芯布电线；

所述圆管通过“C”型铜环将固定在内壁层上，所述内壁层（c）上还设置有灯盒、灯管等设置。

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