CN103604727B - 地面气溶胶移动集成观测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地面气溶胶移动集成观测系统，包括采样管、集装箱、设备架、集成观测设备等。采样管固定在观测集装箱顶盖上。集装箱包括箱体，箱体壁包括三层结构，增加了保温隔热层和内壁面层。集装箱内部设置有设备架，设备架包括固定钢架和设备机柜，设备架是由若干根内卷边冲孔C型镀锌钢和集装箱箱体间接或直接连接在一起组成的立柱和横梁组成，设备机柜固定在集装箱中央，用于放置各种仪器设备。集成观测设备安装在集装箱内部的设备机柜上，仪器设备串联或并联，有序集成、合理组合，集装箱内的采样管路使用多个切割头，分离不同粒径范围气溶胶，增强仪器间的对比和相互验证。集装箱内电路采用安全系数较高的电路排布结构。

Description

地面气溶胶移动集成观测系统

技术领域

本发明涉及一种测量装置，特别是涉及一种用于气溶胶的测量装置。

背景技术

目前，世界范围内新发传染病屡屡出现，公共卫生突发事件时有发生，生物安全已成为严重影响人类生活、国家安全和经济发展的重要问题。大多数传染性病毒、生物恐怖武器等都以气溶胶粒子状态存在于大气中，实时监测大气中的气溶胶粒子势在必行。实验证明，空气中可传播的微生物粒子直径在2微米以上，对人体有危害的通常为10微米以下的可吸入颗粒。因此，对大气中的气溶胶粒子进行准确测量、分层次切割收集很重要。

地面观测是大气气溶胶监测的一种重要方式，可以给出所在位置高时间分辨率的气溶胶数据，用以研究区域长时间气溶胶的变化特征和趋势，地面观测最好的方法就是在各种下垫面代表区域建立观测站，但这样会耗费大量的财力和物力，尤其在戈壁沙漠和高原地区运行成本很高，不切合实际情况。为了解决这个问题，就需要有一套可移动的地面气溶胶集成观测系统，可按照要求在所需地区开展加强期地基观测试验，尤其是在不方便布置观测点的戈壁沙漠和高原地区，以获得气溶胶光学、化学和物理等基本特性观测资料。

目前，目前国内对地面气溶胶的观测研究存在一定的问题，首先是在进行地面气溶胶观测研究范围有限，多数测量设备采用的单点连续性观测，使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。

其次，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，箱体内的立体空间使用效率低，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，及时运转正常，长时间使用也容易滋生火灾隐患。

另外，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采样管路，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。

再者，由于观测技术不成熟，在观测设备的改装、后期维护和参数校准等各方面的技术储备都相对比较薄弱。当需要多种观测设备同时进行地面气溶胶复杂特性观测时，即使是几种仪器放在一起进行观测研究，也存在采样高度、采样粒径大小、温湿条件等差异，使得仪器之间的观测数据缺乏可对比性，造成观测数据质量不高，甚至观测数据无效的情况出现，对科研工作造成了很大的损失。

目前对地面气溶胶进行观测的主要观测设备及功能如下表：

以上各设备都包括数据控制接口，用于向上位机传输数据，或接收上位机的控制指令。各设备内部都包含一个具有进气口和出气口的开放通路，用于待观测的样本气体通过。

以上各设备通常需要将进气口与切割头的出气口连接。对于经过加热干燥管的样本气体， 切割头可以剔除大于某一粒径的气溶胶颗粒物。过滤前的气溶胶从切割头的进气口进入，过滤后的气溶胶从切割头的出气口排出，切割头的切割效率受空气流量（升/分钟）影响较大。

如果气溶胶的散射特性、吸收特性、粒子数浓度、粒子谱分布、黑碳浓度、化学元素特征等分开单独观测，由于上述存在的一些问题，使得观测数据间缺乏一定的可对比性，就不能很好的对气溶胶的特性进行深入的分析研究，这就需要对观测设备的观测方法和产品结构进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种地面气溶胶移动集成观测系统，解决气溶胶移动观测过程中观测设备空间利用率低散热差、成本高、观测设备缺乏统一性、无法在一致的观测条件下进行连续观测，造成观测数据缺乏可对比性等技术问题。

本发明地面气溶胶移动集成观测系统，包括采样模块、集成观测模块、承载模块。所述采样模块包括采样管，所述采样管包括由上到下依次相连的气流入口、采样管道和分流口；所述集成观测模块安装在承载模块中，主要包括观测设备、气流管路、计算机，所述观测设备通过数据控制接口分别与计算机相连；所述承载模块包括集装箱，所述集装箱包括一箱体，所述集装箱的顶面和侧壁上设置有通孔，用于连接采样管和仪器观测需要。

所述采样模块的分流口固定在集装箱顶面上，使得整个采样管垂直安装在集装箱顶面上，采样管道通过若干管连接组成，可拆装，其最下端管径内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分流细管，所述分流细管下端伸入集装箱内、连接气流管路。

所述承载模块还包括设备架和机柜，设备架固定在集装箱内部，由多根杆件组成，机柜固定安装在设备架上，所述集成观测模块中的观测设备和计算机集成安装在机柜中。

所述集成观测模块还包括进气口、切割头、流量计、真空泵和排气管，所述采样管分流口到集成观测设备的进气口、进气口到切割头输入端、切割头输出端到流量计、流量计到真空泵和排气管之间通过主气流管路相连，形成一条从切割头到真空泵的贯通通道；在所述切割头与流量计间的主气流管路上，设置有观测设备，或在主气流管路上通过三通、四通接头设置有连接观测设备的支气流管路，所有主气流管路和支气流管路中连接的排气管都从集装箱侧壁的通孔穿出。所述观测设备还包括三波段积分浊度仪、动力学粒径谱仪、多角度吸收光度计、黑碳仪、数粒子计数器、颗粒物吸收光度计和单颗粒碳黑光度计，所述切割头包括第一切割头和第二切割头，第一切割头的出气口与第二切割头的进气口间串接入三波段浊度仪，通过主连接管路连接；在所述第一切割头或第二切割头到浮子流量计间的主连接管路上， 通过三通接头或四通接头设置的一个支路连接管路连接多角度吸收光度计的进气口，另一支路连接黑碳仪的进气口；三波段积分浊度仪与浮子流量计间的主连接管路上，通过三个三通接头分别设置三条支路连接管路，第一条支路连接管路再通过一个四通接头设置两条分路连接管路，一条分路连接管路连接三波长颗粒物吸收光度计，另一条分路连接管路连接单颗粒碳黑光度计的进气口；第二条支路连接管路连接数粒子计数器的进气口，另一条分路连接浮子流量计和排气管。

所述集装箱的箱壁由外向内依次包括箱体外壳、箱体内壁附加结构、电路排布结构，所述箱体内壁附加结构固定在箱体外壳上，包括保温加固层和内壁层，保温加固层采用支撑力强的材料对集装箱体进行加固并填充有保温材料，内壁层固定在保温加固层上，为集装箱壁的最内层，所述电路排布结构固定在箱体内壁上，主要包括电路线、开关。

所述固定架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壁上分别平行于集装箱底面设置有两根横梁，为主要承重架；集装箱另一侧壁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；所述设备机柜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，所述机柜包括边框和托板，所述托板为安装在机柜四条立柱间的水平承重板，所述机柜竖立的4面和顶部没有门和挡板。

所述地面气溶胶移动集成观测系统还包括微脉冲激光雷达，雷达镜筒正对集装箱顶部的激光雷达预留孔，发射和接收激光进行观测。

所述采样管道是上下开口的圆管，由若干圆管连接组成，采样管路下端与分流口上端密封连接；所述分流口是上口小而下口大的喇叭状气流出口；所述分流口的下端与一不锈钢板焊接在一起，所述钢板与集装箱顶面固定在一起，所述分流口下端的钢板上设置有通孔，所述通孔内设置有分流细管，所述分流细管贯穿通孔伸入集装箱内部，其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。

集装箱箱体上由外向内凹入一凹槽，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。

所述机柜的边框固定在立柱上，其上设置有多个冲孔，可以调节托板的安装位置。

所述采样管中气流入口主要由遮雨帽和阻虫网罩组成，所述遮雨帽可为一平板，所述阻虫网罩可以为连接遮雨帽与采样管道的疏网；所述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，所述环形底片下端密封连接采样管道，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，其半径不小于所述采样管路的半径；所述采样管道是上下开口的圆管，由若干圆管连接组成，其下端与分流口上端密封连接。

所述集装箱箱体的右侧面A设置有两扇大小相同的对开门，在所述箱体的前侧面B设置有一扇外开门；所述长方体凹槽底部的支撑板为网状钢架。

所述箱体内壁附加结构包括中央保温加固层、内壁层，所述中央保温加固层是采用方钢焊出的“井”字形钢架，所述钢架固定在集装箱外壳上，所述方钢为中空的长方体钢管，钢架的方格中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中央保温加固层；所述中央保温加固层上固定有内壁层，其采用防火防腐材料。

所述电路排布结构包括电路和铜管，由集装箱内电源箱引出若干电路线为不同设备供电，所述电路线皆穿过铜管，所述铜管为空心圆管，被固定在集装箱内壁层上，所述电路线上都设置有防水防爆四极插座。

所述集装箱中央设置的立柱有两排，每排3根，一共6根，所述设备机柜安装在集装箱中央的立柱之间，彼此相邻的4根立柱之间放置2个相邻机柜，两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。

所述集成观测模块中的主连接管路、支路连接管路和分路连接管路采用导电胶皮管或内外抛光无缝焊接不锈钢管。

从所述分流口到所述进气口、进气口到所述切割头的输入端、切割头的输出端到所述三波段积分浊度仪的进气口、三波段积分浊度仪的出气口到三通或四通接头使用3/4”导电胶皮管和3/4”内外抛光无缝不锈钢管接头连接，三（四）通接头到多角度吸收光度仪的进气口、切割头到三（四）通接头之间采用3/4”导电胶皮管连接，三（四）通接头到流量计、流量计到真空泵、真空泵到集装箱外的排气管路都采用四氟管连接，观测仪器之间连接排气管时也使用四氟管连接。

所述环形底片与采样管路通过法兰密封连接。

所述采样管道包含的多个管之间通过法兰密封连接。

所述采样管道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。

所述细管伸入分流口的一端打磨内倒角，伸入集装箱的一端打磨外倒角，其伸入集装箱一端配有堵头，使用的钢管端口打开堵头、处于打开状态，不使用的钢管端口塞住堵头、处于密封状态。

所述环形底片与其下端钢管的焊接处、所述钢板上焊接不锈钢细管的焊接处皆经过打磨抛光处理。

所述环形底片下端的钢管上的法兰连接处、所述采样管路所含内外抛光不锈钢管之间的法兰连接处、所述采样管路与分流口上端的法兰连接处皆采用四氟“O”型圈。

所述机柜的边框固定在立柱上，其上设置有方孔条，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。

所述箱体的侧面上端外开门上方设置有遮雨檐和闭门器，遮雨檐下设置有灯管。

本发明的地面气溶胶集成观测系统，实现了观测设备集成观测，不但可以得到高质量的观测数据，而且可以针对某一粒径范围的气溶胶特性进行综合深入的研究。与现有技术相比，本系统的主要特点在于：

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。

同时，本发明可以采集大粒子气溶胶，根据要求配置切割头，也可以按照各个观测设备流量要求，对整体流量进行分配，多余的流量由真空泵排出。整个系统的总流量符合各切割头的流量要求，保证了各切割头切割效率，同时系统中两个切割头一起使用，可以防止较大的气溶胶粒子进入观测设备而在设备光室内沉积，保护了仪器，延长使用寿命；整个系统管路连接全部使用的内外抛光的不锈钢管和导电胶皮管，减少气溶胶粒子由于静电作用在管壁上的附着；整个系统根据研究要求，具体针对的是PM10、PM2.5或是PM1的气溶胶特性，可以对切割头进行更换；整个系统观测结果之间可以进行相互对比分析，更有利于深入的科 学研究，同时仪器观测结果之间可对比验证，及时的了解仪器的运行状况，保证得到高质量的观测数据。

下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。

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；

图16为本发明中从集装箱采样管分流口开始的采样管路示意图。

具体实施方式

图1是本发明地面气溶胶移动集成观测系统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气流入口O、采样管道P和分流口Q。

气流入口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采样管道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下端密封连接采样管道P。环形底片3的内径不小于采样管道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 于采样管道P的半径。

采样管道P是上下开口的圆管，可由若干圆管连接组成，可实现拆装。采样管道P上端与环形底片3下端的钢管10密封连接，采样管道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，气流入口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B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。

采样管道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。采样管道P上端与环形底片3下的钢管10通过法兰7密封连接，采样管道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。

从气流入口到分流口，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集成观测系统，包括集装箱，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。

长方体凹槽L底部的支撑板采用长*宽*厚为8cm*4cm*3.5mm的四根镀锌方钢交叉焊接成一“井”字网状板，且其与集装箱底面焊接在一起。

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面包括门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，左侧面C上空缺的部分是长方体凹槽L的一个开放面。

如图6所示，长方体凹槽L以左侧面C、后侧面D、底面F的焦点M为顶点，是一个L2*L3*L4大小的长方体。其位于左侧面C的面L1与位于后侧面D的面L2都是开放面，其余各面都设置有壳体壁，且与集装箱连成一体。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。

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。

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。以上各通孔都配有堵头和封盖，在不使用时处于密封状态。

如图8所示，集装箱箱体壁上，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是地面气溶胶移动集成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，内层的固定平板层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。

最内层的固定平板层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。

面D上包括电源箱W，电源箱W位于集装箱内凹槽L的面板P2上。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集装箱内壁上控制照明电路的开关供电，照明灯电路一共有5个灯盒和配套的灯管。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a1,a2,a3,a4,a5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为本发明地面气溶胶移动集成观测系统的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排一共4个防爆防水四极插座，分别为插座t2，插座t3，两组插座之间的距离为1.5m,另一条电路上竖立并排2个防爆防水四极插座,为插座t1；辅助仪器设备供电电路上竖立并排2排一共4个防爆防水四极插座.分别为插座t4，插座t5，两组插座之间间距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t1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t2和插座t3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t4和插座t5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集成观测系统的固定架示意图。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K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。

图16为本发明中从集装箱采样管分流口开始的采样管路示意图。如图所示，所述集成观测模块包括观测设备、计算机、进气口、切割头、流量计、真空泵和排气管，所述采样管分流口到集成观测设备的进气口、进气口到切割头输入端、切割头输出端到流量计、流量计到真空泵和排气管之间通过主气流管路相连，形成一条从切割头到真空泵的贯通通道；在所述切割头与流量计间的主气流管路上，设置有观测设备，或在主气流管路上通过三通、四通接头设置有连接观测设备的支气流管路，所有主气流管路和支气流管路中连接的排气管都从集装箱侧壁的通孔穿出。

仪器集成部分所涉及的观测仪器和辅助设备主要包括：三波长积分浊度仪（TSI3563，2台）、多角度吸收光度计（MAAP，2台）、黑碳仪（AE31）、三波长颗粒物吸收光度计（PSAP）、空气动力学粒径谱仪（APS3321）、水基凝聚核粒子计数器（CPC3787）、微振荡天平质量浓度仪（RP1400a）、单颗粒碳黑光度计（SP2）、气象传感器（WXT520）、微脉冲激光雷达（MPL-4）、若干切割头（PM₁₀进气口、PM₁₀、PM_2.5和PM₁撞击式切割头）、管路配件、真空泵、气体钢瓶和工业计算机。

切割头包括第一切割头和第二切割头，直接与采样管的分流口相连的切割头为第一切割头。第一切割头的出气口与第二切割头的进气口间串接入三波段浊度仪，通过主连接管路连接；在所述第一切割头或第二切割头到浮子流量计间的主连接管路上，通过三通接头或四通接头设置的一个支路连接管路连接多角度吸收光度计的进气口，另一支路连接黑碳仪的进气口；三波段积分浊度仪与浮子流量计间的主连接管路上，通过三个三通接头分别设置三条支路连接管路，第一条支路连接管路再通过一个四通接头设置两条分路连接管路，一条分路连接管路连接三波长颗粒物吸收光度计，另一条分路连接管路连接单颗粒碳黑光度计的进气口；第二条支路连接管路连接数粒子计数器的进气口，另一条分路连接浮子流量计和排气管。

本实施例中样本气体主要分成三路进行测量。进气口、切割头、采样和排气管路都固定在机柜和集装箱内部的C型钢架上。PM2.5撞击式切割头作为备用切割头，可根据观测研究需要和PM1撞击式切割头进行更换使用。

管路1：从分流口出口到PM10进气口（1）用3/4″导电胶皮管连接，PM10进气口（1）到PM10撞击式切割头用3/4″导电胶皮管连接，PM10撞击式切割头到TSI3563（1）用3/4″导电胶皮管和3/4″内外抛光无缝不锈钢管接头连接，TSI3563（1）到PM1撞击式切割头用3/4″导电胶皮管和3/4″内外抛光无缝不锈钢管接头连接，PM1撞击式切割头到TSI3563（2）用3/4″导电胶皮管和3/4″内外抛光无缝不锈钢管接头连接，TSI3563（2）到Swagelok三通接头（1）用3/4″导电胶皮管和3/4″内外抛光无缝不锈钢管接头连接，Swagelok三通接头（1″）到MAAP（1）用3/4″导电胶皮管连接，MAAP（1）到真空排气泵用3/4”四氟管连接，真空排气泵到集装箱室外的排气管路用3/4″四氟管；Swagelok“人”型三通接头（1）到Swagelok四通接头（1）用3/4″导电胶皮管连接，Swagelok四通接头（1）到PSAP用1/4″导电胶皮管连接，PSAP到流量计（5）用1/4″四氟管连接，流量计（5）到真空排气泵用1/4″四氟管连接，真空排气泵到集装箱外的排气管路用1/4″四氟管；Swagelok四通接头（1）到CPC3787用1/4″导电胶皮管连接，CPC3787到集装箱内的内置真空排气泵再到箱外的排气管路用1/4″四氟管；Swagelok四通接头（1）到Swagelok三通接头（2）用3/4″导电胶皮管连接，Swagelok三通接头（2）到SP2用1/8″四氟管连接，SP2到流量计（3）用1/8″四氟管连接，流量计（3）到外置真空排气泵用1/8″四氟管连接，外置真空排气泵到集装箱外的排气管路用1/8″四氟管；Swagelok三通接头（2）到流量计（4）用3/4″四氟管连接，流量计（4）到真空排气泵用3/4″四氟管连接，真空排气泵到集装箱外的排气管路用3/4″四氟管。

管路2：从分流口出口到PM10进气口（2）用3/4″导电胶皮管连接，PM10进气口（2）到PM10撞击式切割头用3/4″导电胶皮管连接，PM10撞击式切割头到Swagelok四通接头（2）用3/4″导电胶皮管连接，Swagelok四通接头（2）到APS3321用3/4″导电胶皮管连接，APS3321到集装箱的内置真空排气泵再到箱外的排气管路用3/8″四氟管；Swagelok四通接头（2）到RP1400a用3/4″导电胶皮管连接，RP1400到外置真空排气泵用3/4″四氟管连接，真空排气泵到集装箱外的排气管路用3/4″四氟管；Swagelok四通接头（2）到流量计（1）用3/4″四氟管连接，流量计（1）到外置真空排气泵用3/4″四氟管连接，外置真空排气泵到集装箱外的排气管路用3/4″四氟管。

管路3：从分流口出口到PM10进气口（3）用3/4″导电胶皮管连接，PM10进气口（3）到PM10撞击式切割头用3/4″导电胶皮管连接，PM10撞击式切割头到Swagelok四通接头（3）用3/4″导电胶皮管连接，Swagelok四通接头（3）到MAAP（2）用3/4″导电胶皮管连接，MAAP（2）到外置真空排气泵用3/4″四氟管连接，外置真空排气泵到集装箱外的排气管路用3/4″四氟管；Swagelok四通接头（3））到AE31用3/8″导电胶皮管连接，AE31到集装箱内的内置真空排气泵再到箱外的排气管路用3/8″四氟管；Swagelok四通接头（3）到流量计（2）3/4″四氟管连接，流量计（2）到外置真空排气泵用3/4″四氟管连接，外置真空排气泵到集装箱外的排气管路用3/4″四氟管。

箱内内置真空排气泵为泵1，泵2和泵3。

从仪器出来的所有排气管路都从集装箱D面的b2和b3孔穿出，将气体排到集装箱外。

SP2同工业计算机1连接进行数据采集；MAAP（1）、MAAP（2）、AE31和PSAP同工业计算机2连接进行数据采集；TSI3563（1）、TSI3563（2）、ASP3321、CPC3787和RP1400a同工业计算机3连接进行数据采集；WXT520安装在集装箱顶部的东南角上，同工业计算机4连接进行数据采集。工业计算机4同时也做为储存计算使用，用来备份观测数据和分析数据。

另外，微脉冲激光雷达由激光雷达平台上的笔记本计算机控制接收和存储数据，雷达镜筒正对集装箱顶部的激光雷达预留孔，发射和接收激光进行观测。

CO2气体钢瓶用挂钩弹力绳固定在D面内壁的C型钢架上，用来给TSI3563仪器校准和检测使用。用30×50×2.0mm的多功能角铁在机柜S4右侧搭建出存放7个外置真空排气泵的三层货架，外置真空泵和货架固定在一起，包括泵4，泵5，泵6，泵7，泵8，泵9，泵10。为了防止外置真空排气泵运行时的震动对仪器有一定的影响，货架底部要用高强度缓冲橡胶垫，并且距离集装箱中央机柜架5cm。第一切割头和第二切割头的流量要求相同。浮子流量计用于调节真空泵的排气量，根据本实施例中接入的各观测设备的排气量，调节贯通通道出气口的空气流量，使之满足第一切割头和第二切割头的切割效率需求。

在实际应用中，首先确认投入观测的观测设备，通常观测设备的排气固定，根据各设备 的出气口排气量计算出维持切割头流量为30L/min时贯通通道出气口要维持的空气流量，设定浮子流量计的排气量并进行校准。本实施例中投入观测的观测设备中动力学粒径谱仪排气量为5L/min，多角度吸收光度计排气量为16.7L/min，黑碳仪排气量为5L/min，数粒子计数器排气量为0.5L/min，颗粒物吸收光度计排气量为0.5L/min，单颗粒碳黑光度计排气量为0.12L/min，所以浮子流量计的排气量为2.2L/min。各观测设备启动，真空泵启动，保持贯通通道进气口总流量为30L/min，符合各切割头要求。

样本气体从集装箱顶部的PM10切割头进入采样管路，经过PM10切割头剔除掉气体中大于10微米的气溶胶颗粒物。样本气体进入室内后再通过一个PM1切割头，将空气中大于1微米气溶胶颗粒物剔除的更为彻底一些。之后样本气体通过主连接管路和相应的支路连接管路、分路连接管路，以相应的流量流经相应的观测设备后排出，最后经主连接管路排出2.2L/min的调节流量。

整个系统由工业计算机接受存储数据，进行相应的操作。

以上所述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集成观测系统，包括采样模块、集成观测模块、承载模块，所述采样模块包括采样管，所述集成观测模块主要包括观测设备、气流管路、计算机，所述观测设备通过数据控制接口分别与计算机相连，所述承载模块包括集装箱，所述采样管主要包括由上至下依次连接的气流入口(O)、采用管道(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)和底面(F)相对；所述集装箱的顶面(E)和后侧面(D)上设置有通孔，用于连接采样管和其他观测仪器，其特征在于，

所述承载模块还包括设备架，所述设备架固定在集装箱内部，包括固定架(G)和机柜(S)，所述机柜(S)固定安装在固定架(G)上，所述观测设备和计算机集成安装在机柜(S)中；

所述分流口(Q)固定在集装箱顶面(E)上，所述分流口(Q)内设置有贯穿集装箱顶面(E)的分流细管(5)；所述分流细管(5)下端伸入集装箱内、连接气流管路；

所述集成观测模块还包括进气口、切割头、流量计、真空泵和排气管，所述分流口到观测设备的进气口、进气口到切割头输入端、切割头输出端到流量计、流量计到真空泵和排气管之间通过主气流管路相连，形成一条从切割头到真空泵的贯通通道；在所述切割头与流量计间的主气流管路上，设置有观测设备，或在主气流管路上通过三通、四通接头设置有连接观测设备的支气流管路，所有主气流管路和支气流管路中连接的排气管都从集装箱侧壁的通孔穿出。

2.根据权利要求1所述的地面气溶胶移动集成观测系统，其特征在于，

所述采样管包含的采样管道(P)通过若干管连接组成，可拆装；

所述观测设备包括三波段积分浊度仪，所述切割头包括第一切割头和第二切割头，所述第一切割头的出气口与第二切割头的进气口间串接入三波段浊度仪，通过主连接管路连接；

所述集装箱箱体上设置有门；

所述集装箱壁由外向内依次包括箱体外壳(a)、箱体内壁附加结构、电路排布结构，所述箱体内壁附加结构固定在箱体外壳上，所述电路排布结构固定在箱体内壁附加结构上；

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，所述钢架和箱体外壳(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面和顶部没有门和挡板；

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壁上分别平行于集装箱底面设置有两根横梁，为主要承重架；集装箱侧壁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；

所述固定架(G)位于集装箱中央位置的主要承重架整体呈长方体形，所述机柜(S)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。

3.根据权利要求2所述的地面气溶胶移动集成观测系统，其特征在于，

所述采样管道(P)是上下开口的圆管，由若干圆管密封连接组成，采样管道(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；

所述地面气溶胶移动集成观测系统还包括微脉冲激光雷达，雷达镜筒正对集装箱顶部的激光雷达预留孔，发射和接收激光进行观测；

所述观测设备还包括动力学粒径谱仪、多角度吸收光度计、黑碳仪、数粒子计数器、颗粒物吸收光度计和单颗粒碳黑光度计；

在所述第一切割头或第二切割头到浮子流量计间的主连接管路上，通过三通接头或四通 接头设置的一个支路连接管路连接多角度吸收光度计的进气口，另一支路连接黑碳仪的进气口；所述三波段积分浊度仪与浮子流量计间的主连接管路上，通过3个三通接头分别设置三条支路连接管路，第一条支路连接管路再通过1个四通接头设置两条分路连接管路，一条分路连接管路连接三波长颗粒物吸收光度计，另一条分路连接管路连接单颗粒碳黑光度计的进气口；第二条支路连接管路连接数粒子计数器的进气口，另一条支路连接浮子流量计和排气管；

所述箱体的一角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；

所述机柜的边框固定在立柱上，其上设置有多个冲孔，可以调节托板的安装位置。

4.根据权利要求3所述的地面气溶胶移动集成观测系统，其特征在于，

所述气流入口(O)主要由遮雨帽(1)和阻虫网罩(4)组成，所述遮雨帽(1)由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(B)，所述阻虫网罩为连接遮雨帽与采样管道的疏网；

所述集装箱箱体的右侧面(A)上设置有两扇大小相同的对开门，所述集装箱前侧面(B)上设置有门；

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；

所述集装箱中央设置的立柱有两排，每排3根，一共6根，设备机柜安装在集装箱中央的立柱之间，彼此相邻的4根立柱之间放置2个相邻机柜，两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。

5.根据权利要求4所述的地面气溶胶移动集成观测系统，其特征在于，

所述集成观测模块中的主连接管路、支路连接管路和分路连接管路采用导电胶皮管或内外抛光无缝焊接不锈钢管；

所述长方体凹槽(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，其位于箱体左侧面(C)、后侧面(D)的面都开放；

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；

所述长方体凹槽(L)底部的支撑板为网状钢架，所述长方体凹槽(L)用于放置集装箱的制冷机外机；

所述箱体的后侧面(D)上还设置有若干通孔，且配备有堵头。

6.根据权利要求5所述的地面气溶胶移动集成观测系统，其特征在于，

从分流口到进气口、进气口到切割头的输入端、切割头的输出端到三波段积分浊度仪的进气口、三波段积分浊度仪的出气口到三通或四通接头使用3/4″导电胶皮管和3/4″内外抛光无缝不锈钢管接头连接，三/四通接头到多角度吸收光度仪的进气口、切割头到三/四通接头之间采用3/4″导电胶皮管连接，三/四通接头到流量计、流量计到真空泵、真空泵到集装箱外的排气管路都采用四氟管连接，观测仪器之间连接排气管时也使用四氟管连接。

7.根据权利要求6所述的地面气溶胶移动集成观测系统，其特征在于，从采样管进入的气体分三个管路进行观测，包括管路1，管路2和管路3，其中，

所述管路1的连接关系为：从分流口出口到PM10进气口一用3/4″导电胶皮管连接，PM10进气口一到PM10撞击式切割头用3/4″导电胶皮管连接，PM10撞击式切割头到三波段积分浊度仪TSI3563一用3/4″导电胶皮管和3/4″内外抛光无缝不锈钢管接头连接，三波段积分浊度仪TSI3563一到PM1撞击式切割头用3/4″导电胶皮管和3/4″内外抛光无缝不锈钢管接头连接，PM1撞击式切割头到三波段积分浊度仪TSI3563二用3/4″导电胶皮管和3/4″内外抛光无缝不锈钢管接头连接，三波段积分浊度仪TSI3563二到Swagelok三通接头一用3/4″导电胶皮管和3/4″内外抛光无缝不锈钢管接头连接，Swagelok三通接头一到多角度吸收光度计MAAP5012一用3/4″导电胶皮管连接，多角度吸收光度计MAAP5012一到真空排气泵用3/4″四氟管连接，真空排气泵到集装箱室外的排气管路用3/4”四氟管；Swagelok“人”型三通接头一到Swagelok四通接头一用3/4″导电胶皮管连接，Swagelok四通接头一到PSAP用1/4″导电胶皮管连接，PSAP到流量计五用1/4″四氟管连接，流量计五到真空排气泵用1/4″四氟管连接，真空排气泵到集装箱外的排气管路用1/4″四氟管；Swagelok四通接头一到数粒子计数器CPC3787用1/4″导电胶皮管连接，数粒子计数器CPC3787到集装箱外的排气管路用1/4″四氟管；Swagelok四通接头一到Swagelok三通接头二用3/4″导电胶皮管连接，Swagelok三通接头二到SP2用1/8″四氟管连接，SP2到流量计三用1/8″四氟管连接，流量计三到外置真空排气泵用1/8″四氟管连接，外置真空排气泵到集装箱外的排气管路用1/8″四氟管；Swagelok三通接头二到流量 计四用3/4″四氟管连接，流量计四到真空排气泵用3/4″四氟管连接，真空排气泵到集装箱外的排气管路用3/4″四氟管；

所述管路2的连接关系为：从分流口出口到PM10进气口二用3/4″导电胶皮管连接，PM10进气口二到PM10撞击式切割头用3/4″导电胶皮管连接，PM10撞击式切割头到Swagelok四通接头二用3/4″导电胶皮管连接，Swagelok四通接头二到动力学粒径谱仪APS3321用3/4″导电胶皮管连接，动力学粒径谱仪APS3321到集装箱外的排气管路用3/8″四氟管；Swagelok四通接头二到微振荡天平质量浓度仪RP1400用3/4″导电胶皮管连接，微振荡天平质量浓度仪RP1400到外置真空排气泵用3/4″四氟管连接，真空排气泵到集装箱外的排气管路用3/4″四氟管；Swagelok四通接头二到流量计一用3/4″四氟管连接，流量计一到外置真空排气泵用3/4″四氟管连接，外置真空排气泵到集装箱外的排气管路用3/4″四氟管；

所述管路3的连接关系为：从分流口出口到PM10进气口三用3/4″导电胶皮管连接，PM10进气口三到PM10撞击式切割头用3/4″导电胶皮管连接，PM10撞击式切割头到Swagelok四通接头三用3/4″导电胶皮管连接，Swagelok四通接头三到多角度吸收光度计MAAP5012二用3/4″导电胶皮管连接，多角度吸收光度计MAAP5012二到外置真空排气泵用3/4″四氟管连接，外置真空排气泵到集装箱外的排气管路用3/4″四氟管；Swagelok四通接头三到黑碳仪AE31用3/8″电胶皮管连接，黑碳仪AE31到集装箱外的排气管路用3/8″四氟管；Swagelok四通接头三到流量计二3/4″四氟管连接，流量计二到外置真空排气泵用3/4″四氟管连接，外置真空排气泵到集装箱外的排气管路用3/4″四氟管。

8.根据权利要求7所述的地面气溶胶移动集成观测系统，其特征在于，

所述气流入口(O)与采样管道(P)通过法兰(7)密封连接；

所述采样管道(P)包含的多个管之间通过法兰(7)密封连接；

所述采样管道(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(E)通过若干两头带螺帽的螺钉(8)固定在一起；

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(B)所含内外抛光不锈钢管之间的法兰(7)连接处、所述采样管道(P)与分流口(Q)上端的法兰(7)连 接处皆采用四氟“O”型圈；

所述机柜(S)的边框固定在立柱上，其上设置有方孔条，可以根据所承接仪器设备的大小调节托板的安装位置，最低端的机柜底部设置防震垫片；

所述箱体的前侧面(B)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。

9.根据权利要求8所述的地面气溶胶移动集成观测系统，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；

所述环形底片材质为防锈铝合金，所述环形底片与一段钢管上端电焊连接，采样管路采用若干根通过法兰连接的内外抛光不锈钢管组成；

所述分流口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为圆形；所述分流口大口端内部的所述钢板上焊接有6根3/4″的内外抛光不锈钢细管，细管下端贯通集装箱的顶部的通孔伸入集装箱内部，每根细管伸入集装箱内部长度与在喇叭口内部伸出的长度比为4:1；

采样管路由4段内外抛光不锈钢管组成；

从仪器出来的所有排气管路都从集装箱后侧面(D)的走线孔(b1,b2,b3)穿出；

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)直径相等且高出集装箱顶部，第三通孔(d)孔直径大于第一通孔(c1)，围绕第三通孔(d)还设置有4个通孔；

所述长方体凹槽(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；

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，按照集装箱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。

10.根据权利要求9所述的地面气溶胶移动集成观测系统，其特征在于，

所述连接件a1，连接件a2，连接件a3，连接件a4，连接件a5，连接件a6是将集装箱中央空间内卷边冲孔C型镀锌钢立柱固定到底面(F)上的C型钢镀锌底座，连接件a7，连接件a8，连接件a9，连接件a10，连接件a11，连接件a12是将集装箱中央空间内卷边冲孔C型镀锌钢立柱固定到顶面(E)的C型钢镀锌底座；

所述机柜(S)包括机柜S1、机柜S2、机柜S3和机柜S4，都安装在集装箱中央6根立柱中间，机柜(S)使用SPCC优质冷扎钢板，机柜S1和机柜S2通过并柜件连接在一起，通过C型钢连接件固定在立柱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底部为4个高强度缓冲橡胶垫；

集装箱铁皮上焊接的加固方钢所焊出的格子内保温填充材料用A1级酚醛防火保温板，集装箱壁最内层为FRP(玻璃纤维增强塑料)珠面平板；

所述电路排布结构包括从电源箱引出的4条电路，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条电路并排横卧设置2排一共4个防爆防水四极插座，另1条电路竖立并排2个防爆防水四极插座；辅助仪器设备供电电路上竖立并排 2排一共4个防爆防水四极插座；

在铜管内使用电线的都是铜芯布电线；

铜管通过“C”型铜环将电路固定在珠面平板上。