CN106289886A - 一种大气细颗粒物连续自动采样装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大气细颗粒物连续自动采样装置、系统及方法，该采样装置包括采样头、采样箱和采样泵。采样箱包括N个采样保存器，每个采样保存器包括采样模块和制冷模块，其中制冷模块包括半导体制冷器和两个相对设置的中空金属半圆环，两个金属半圆环能够相互吸引并形成将采样模块完全包裹在内的闭合包裹，半导体制冷器用于对闭合包裹进行制冷。该采样装置还包括雨水分离器、切割器、等流速分流器、逻辑控制器、质量流量控制器和集束器，其中N为自然数且N≥1。本发明还公开了一种包括该装置的大气细颗粒物连续自动采样系统，该系统还包括中心控制单元和工业控制单元。本发明还公开了一种应用该系统的大气细颗粒物连续自动采样方法。

Description

一种大气细颗粒物连续自动采样装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及大气环境监测领域。更具体地，涉及一种大气细颗粒物连续自动采样装置、系统及方法。

背景技术

大气细颗粒物也就是PM_2.5，它污染严重威胁公众健康、降低大气能见度、改变局地气候、影响生态环境，是城市灰霾天气的罪魁祸首。PM_2.5污染与灰霾天气还会导致负面的经济后果，影响来自旅游、娱乐、置业等产业的收入。因此，对PM_2.5的研究是当前研究的热点和重点。当前，国内外对大气细颗粒物质量浓度和化学成分的分析依然是以采样器采样后送入实验室分析的传统离线分析技术为主。其中，样品按照设定时间序列采集和低温保存是保证样品准确分析的前提，也是数据质量保证和质量控制的重要环节。而大气细颗粒物观测数据数据质量保证和质量控制是解决复合型大气污染等突出环境问题、实施多种大气污染物综合控制和深化颗粒物污染控制的最基本的环节。

通常，PM_2.5采样方式如下：实验员根据采样需求，将空白采样膜安放在大气气溶胶采样部并设定采样时间；当采样时间结束以后实验员去更换采样膜，将样品膜取回实验室低温保存。根据采样膜的前后质量变化获取采样时段PM_2.5的质量浓度，基于不同分析技术对不同材质样品膜的分析获得其化学组分的浓度。这种方法的缺点是需要大量的人力投入。如果实验员不能及时更换滤膜会导致缺采现象，而采集样品也会随着外界环境的变化导致样品损失，获得结果误差较大与实际观测结果不符。当前部分研发设备能够满足采用单一材质滤膜连续采样的功能；但滤膜得不到妥善保存依然会导致样品损失，在采样环节对最终观测结果产生误差。

因此，需要提供一种大气细颗粒物连续自动采样装置。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种能够实现对大气细颗粒物连续采样并低温保存样品的自动采样装置。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种大气细颗粒物连续自动采样装置，该连续自动采样装置包括采样头、采样箱和采样泵，采样头和采样泵分别与采样箱相连，采样箱包括N个采样保存器，每个采样保存器包括采样模块和制冷模块，其中

制冷模块包括两个相对设置的中空金属半圆环和半导体制冷器，两个中空金属半圆环用于相互吸引形成将采样模块完全包裹在内的闭合包裹，半导体制冷器用于对闭合包裹进行制冷，其中，N为自然数且N≥1。

优选地，采样头和采样箱之间还包括雨水分离器。

优选地，采样模块包括采样模架和设置于采样模架上的采样膜。

优选地，采样模架材质为四氟乙烯，采样膜为玻璃纤维膜、石英膜、纤维素膜、泰福龙膜和尼龙膜中的一种或多种。

优选地，两个金属半圆环分别缠有磁极为N极和S极的通电感应磁条。

优选地，采样箱还包括切割器、等流速分流器、集束器、N个逻辑控制器和N+1个质量流量控制器，N个采样保存器中的任一个与其对应的逻辑控制器和质量流量控制器组成一个采样通道，其中

切割器与采样头相连，用于按尺寸段分选出大气细颗粒物；

等流速分流器的输入端与切割器相连，输出端与N个采样保存器输入端相连，用于保证各通道以等流速的层流状态采样；N个逻辑控制器与所对应的N个采样保存器输出端相连，用于控制气路的开闭；

N+1个质量流量控制器中的N个质量流量控制器与所对应的N个逻辑控制器相连，用于控制气路的流量，1个质量流量控制器用于连接集束器和采样泵；

集束器与N+1个质量流量控制器相连，用于收集采样后的气体，通过采样泵排出。

优选地，采样箱还包括辅助装置，辅助装置包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、压力传感器和调温风扇，其中

第一温度传感器设置于采样箱外部，用于采集外部环境温度信息；

第二温度传感器设置于采样箱内部，用于采集采样箱内部温度信息；

第三温度传感器设置于N个制冷模块内部，用于采集N个制冷模块内部温度信息；

压力传感器设置于集束器和采样泵之间，用于采集采样箱的气体压力信息；

调温风扇设置于采样箱外壁，调温风扇外部设置有防尘网。

优选地，质量流量控制器为两通电磁阀。

一种大气细颗粒物连续自动采样系统，该采样系统包括大气细颗粒物连续自动采样装置、中心控制单元和工业控制单元，其中

大气细颗粒物连续自动采样装置包括采样头、采样箱和采样泵，采样头和采样泵分别与采样箱相连。

采样头和采样箱之间还包括雨水分离器。

采样箱还包括切割器、等流速分流器、N个逻辑控制器、N个采样保存器、N+1个质量流量控制器、集束器和辅助装置，N个采样保存器中的任一个与其对应的逻辑控制器和质量流量控制器组成一个采样通道，其中

切割器与采样头相连，用于按尺寸段分选出大气细颗粒物。

等流速分流器的输入端与切割器相连，输出端与N个采样保存器输入端相连，用于保证各通道以等流速的层流状态采样。

N个逻辑控制器与所对应的N个采样保存器输出端相连，用于控制气路的开闭。

N个采样保存器中每个都包括采样模块和制冷模块，其中采样模块包括采样模架和设置于采样模架上的采样膜，制冷模块包括两个相对设置的分别缠有磁极为N极和S极的通电感应磁条的中空金属半圆环和半导体制冷器，两个中空金属半圆环用于相互吸引形成将采样模块完全包裹在内的闭合包裹，半导体制冷器用于对闭合包裹进行制冷。

N+1个质量流量控制器中的N个质量流量控制器与所对应的N个逻辑控制器相连，用于控制气路的流量，1个质量流量控制器用于连接集束器和采样泵。

集束器与N+1个质量流量控制器相连，用于收集采样后的气体，通过采样泵排出。

辅助装置，辅助装置包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、压力传感器和调温风扇，其中第一温度传感器设置于采样箱外部，用于采集外部环境温度信息；第二温度传感器设置于采样箱内部，用于采集采样箱内部温度信息；第三温度传感器设置于制冷模块内部，用于采集制冷模块内部温度信息，监测和保证制冷模块为指定温度；压力传感器设置于集束器和采样泵之间，用于采集采样箱的气体压力信息；调温风扇设置于采样箱外壁，调温风扇外部设置有防尘网。

中心控制单元用于生成并发送控制指令，控制指令包括采样指令、开关指令和制冷指令。

工业控制单元包括通讯模块、第一工业控制模块和第二工业控制模块，其中

通讯模块用于接收中心控制单元的控制指令，并将控制指令发送至第一、第二工业控制模块，还用于接收来自第一、第二、第三温度传感器和压力传感器的数据信息，并将数据信息发送至中心控制单元。

第一工业控制模块用于接收通讯模块的指令信息并控制N+1个质量流量控制器和N个逻辑控制器的开启或关闭。

第二工业控制模块用于接收通讯模块的指令信息并控制制冷模块的制冷保存。

其中，N为自然数且N≥1。

一种大气细颗粒物连续自动采样系统的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：中心控制单元发出采样指令，整个系统进入采样状态，

步骤S2：采样泵启动，抽取大气中细颗粒物；

步骤S3：第一工业控制模块通过通讯模块接收采样指令，根据采样指令打开第一路通道电磁阀；

步骤S4：采样模块进行采样；

步骤S5：当采样时间达到设定值时，第二工业控制模块控制冷模块启动，通电后制冷模块中两块中空的金属半圆环通过电磁感应磁条相互吸引完成闭合包裹；

步骤S6：第二工业控制模块控制控制半导体制冷器启动，对采样模块迅速制冷。中心控制单元根据第三温度传感器采集的温度信息，通过第二工业控制模块控制制冷模块温度为-5℃，监测和保证制冷模块为指定温度，对采样样品进行保存；

步骤S7：第一工业控制模块通过通讯模块接收采样指令，根据采样指令打开其它各路通道电磁阀，重复步骤S3、S4、S5、和S6，完成其它各路通道的采样保存；

步骤S8：中心控制单元同时设置和监控每一路气体的流量值；

步骤S9：当第一温度传感器与第二温度传感器采集温度相差大于5℃时，中心控制单元通过工业控制单元启动调温风扇，对采样箱内部温度进行调整，保证采样箱内部与外部大气温度一致；

步骤S10：以设定时间分辨率进行单通道或多通道大气细颗粒物样品采集，时间分辨率为分钟、小时或天。

本发明的有益效果如下：

1.本发明提供的一种大气细颗粒物连续自动采样装置、系统及方法，能在无人值守情况下完成对大气细颗粒物样品的采样工作，并且实现针对一段时间的大气细颗粒物进行连续不间断采样。

2.本发明提供的一种大气细颗粒物连续自动采样装置、系统及方法，可以同时进行多个样品膜(玻璃纤维膜、石英膜、纤维素膜、泰福龙膜和尼龙膜)同时采样。

3.本发明提供的一种大气细颗粒物连续自动采样装置、系统及方法，通过采样后的快速低温保存，能够防止环境变化导致样品膜的损失，大大提升了大气细颗粒物采样的精确性和相对准确性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出一种大气细颗粒物连续自动采样装置结构示意图。

图2示出等流速分流器结构示意图。

图3示出制冷模块结构示意图。

图4示出一种大气细颗粒物连续自动采样系统框图。

图5示出一种大气细颗粒物连续自动采样系统控制关系示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种大气细颗粒物连续自动采样装置3，该装置包括采样头31、采样箱33和采样泵32。

采样头31和采样泵32分别与采样箱33相连，采样头31和采样箱33之间包括雨水分离器311，采样箱包括切割器331、等流速分流器332、N个采样保存器、333集束器336、辅助装置337、N个逻辑控制器334和N+1个质量流量控制器335，其中N为自然数且N≥1。

N个采样保存器333中的任一个与其对应的逻辑控制器334和质量流量控制器335组成一个采样通道。

切割器331与采样头31相连，用于按尺寸段分选出大气细颗粒物。

等流速分流器332的输入端与切割器相连，输出端与N个采样保存器333输入端相连，用于保证各通道以等流速的层流状态采样。

如图2所示，本发明中，等流速分流器横截面为圆形，横截面直径为123mm，共有33个输入端和输出端，输入端和输出端呈圆环形状分布，其中包括中心1个、内层12个、中间层12个和最外层8个。其内径均为6.5mm，中心孔位于横截面圆形中心，中心孔与内层孔距中心距离为25mm，中心孔与中间层孔距中心距离为34.5mm，中心孔与外层孔距中心距离为55mm。

采样保存器333包括采样模块3331和制冷模块3332，其中采样模块3331包括采样模架和设置于采样模架上的采样膜；如图3所示，制冷模块3332包括两个相对设置的中空金属半圆环和半导体制冷器，两个金属半圆环分别缠有磁极为N极和S极的通电感应磁条，用于在通电后相互吸引形成将采样模块完全包裹在内的闭合包裹，半导体制冷器用于对闭合包裹进行制冷。

N个逻辑控制器334与所对应的N个采样保存器333输出端相连，用于控制气路的开闭。

N+1个质量流量控制器335中的N个质量流量控制器335与所对应的N个逻辑控制器334相连，用于控制气路的流量，1个质量流量控制器335用于连接集束器336和采样泵32。

集束器336与N+1个质量流量控制器335相连，用于收集采样后的气体，通过采样泵32排出。

辅助装置337包括第一温度传感器3371、第二温度传感器3372、第三温度传感器3373、压力传感器3374和调温风扇3375。第一温度传感器3371设置于采样箱33外部，用于采集外部环境温度信息；第二温度传感器3372设置于采样箱33内部，用于采集采样箱33内部温度信息；第三温度传感器3373设置于制冷模块3332内部，用于采集制冷模块3332内部温度信息，监测和保证制冷模块为指定温度；压力传感器3374设置于集束器336和采样泵32之间，用于采集采样箱33的气体压力信息；调温风扇3375设置于采样箱33外壁，调温风扇外部设置有防尘网(图中未示出)。

采样模架材质为四氟乙烯，采样膜为玻璃纤维膜、石英膜、纤维素膜、泰福龙膜和尼龙膜中的一种或多种。

质量流量控制器335为两通电磁阀。

如图4所示，一种大气细颗粒物连续自动采样系统，该采样系统包括中心控制单元1、工业控制单元2和上述大气细颗粒物连续自动采样装置3。

中心控制单元1用于生成并发送控制指令，控制指令包括采样指令、开关指令和制冷指令。

工业控制单元包括通讯模块23、第一工业控制模块21和第二工业控制模块22，其中通讯模块23用于接收中心控制单元1的控制指令，并将控制指令发送至第一、第二工业控制模块，还用于接收来自第一、第二、第三温度传感器和压力传感器的数据信息，并将数据信息发送至中心控制单元1；第一工业控制模块21用于接收通讯模块23的指令信息并控制N+1个质量流量控制器335和N个逻辑控制器334的开启或关闭；第二工业控制模块22用于接收通讯模块23的指令信息并控制制冷模块3332的制冷保存。

本发明中，中心控制单元1与工业控制单元2通过RS232接口通讯模块连接，本发明选用24个采样通道(即N＝24，可扩展)，中心控制单元1发出开关指令通过通讯输出模块(本发明中选用研华Advantech，型号为ADAM 4060)实现24个采样通道顺次开启以及制冷模块启动和采样泵的开启等功能；通讯输入模块(本发明中选用研华Advantech，型号为ADAM-4017)，主要把采集的温度、湿度和流量等模拟量转化为数字返回给中心控制单元。

如图5所示，一种大气细颗粒物连续自动采样方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：中心控制单元1发出采样指令，整个系统进入采样状态，

步骤S2：采样泵32启动，抽取大气中细颗粒物；

步骤S3：第一工业控制模块21通过通讯模块23接收采样指令，根据采样指令打开第一路通道电磁阀；

步骤S4：采样模块3331进行采样；采样时间分辨率(分钟、小时和天等)可以通过设定中心控制单元1，并按照不同的采样要求来设定不同的采样时间；

步骤S5：当采样时间达到设定值时，第二工业控制模块22控制冷模块启动，通电后制冷模块中两块中空的金属半圆环通过电磁感应磁条相互吸引完成闭合包裹；

步骤S6：第二工业控制模块22控制控制半导体制冷器启动，对采样模块3331迅速制冷，中心控制单元1根据第三温度传感器3373采集的温度信息，通过第二工业控制模块22控制制冷模块3332温度为-5℃，监测和保证制冷模块为指定温度，对采样样品进行保存；

步骤S7：第一工业控制模块21通过通讯模块23接收采样指令，根据采样指令打开其他各路通道电磁阀，重复步骤S3、S4、S5、和S6，完成其他各路通道的采样保存；

步骤S8：中心控制单元1同时设置和监控每一路气体的流量值；

步骤S9：当第一温度传感器3371与第二温度传感器3372采集温度相差大于5℃时，中心控制单元1通过工业控制单元2启动调温风扇，对采样箱33内部温度进行调整，保证采样箱33内部与外部大气温度一致；

步骤S10：以设定时间分辨率进行单通道或多通道大气细颗粒物样品采集，时间分辨率为分钟、小时或天。

实际操作过程时，采用开启单通道采样模式对目标地区PM_2.5进行采样，中心控制单元1发布大气细颗粒物采样工控指令；采样泵开启，第一通道电磁阀打开，流量控制在16.7升/分钟，计算机界面设置各路气体的流量值(一般是16.7升/分钟)，各质流量控制器统一标定确保实际流量与实验设计一致；当采样时间达到设定值时，制冷模块自动开启，首先通电磁条通电，产生磁极相互吸引，完成闭合，半导体制冷模块启动保证PM_2.5样品保存在-5℃低温条件下，同时第二采样通道在第一采样通道达到采样时间设定值时开启，开始采样，周而复始，完成序列采样和样品保存。

采用开启多通道采样模式对目标地区大气细颗粒物进行采样，中心控制单元1发布大气细颗粒物多通道采样工控指令；采样泵开启，以四通道采样为例，选择100升流量细颗粒物的切割器，第一通道电磁阀打开，流量控制在16.7升/分钟、第二通道电磁阀打开，流量控制在16.7升/分钟、第三通道电磁阀打开，流量控制在16.7升/分钟、第四通道电磁阀打开，流量控制在16.7升/分钟，辅助通道流量电磁阀开去，流量为33.2升/分钟；四个采集通道以等流速层流方式采样，计算机界面设置各路气体的流量值(一般是16.7升/分钟)，各质流量控制器统一标定确保实际流量与实验设计一致；当采样时间达到设定值时，四个通道的制冷模块自动开启，首先电磁感应磁条通电产生磁极相互吸引，完成闭合包裹，半导体制冷模块启动保证PM_2.5样品保存在-5℃低温条件下，同时第五、六、七和八采样通道在第一、二、三和四采样通道达到采样时间设定值时开启，开始采样，周而复始，至完成序列采样和样品保存。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种大气细颗粒物连续自动采样装置，所述连续自动采样装置包括采样头、采样箱和采样泵，所述采样头和采样泵分别与采样箱相连，其特征在于，所述采样箱包括N个采样保存器，每个采样保存器包括采样模块和制冷模块，其中

制冷模块包括两个相对设置的中空金属半圆环和半导体制冷器，所述两个中空金属半圆环用于相互吸引形成将所述采样模块完全包裹在内的闭合包裹，所述半导体制冷器用于对所述闭合包裹进行制冷，其中，N为自然数且N≥1。

2.根据权利要求1所述连续自动采样装置，其特征在于，所述采样头和采样箱之间还包括雨水分离器。

3.根据权利要求1所述连续自动采样装置，其特征在于，所述采样模块包括采样模架和设置于采样模架上的采样膜。

4.根据权利要求3所述连续自动采样装置，其特征在于，所述采样模架材质为四氟乙烯，所述采样膜为玻璃纤维膜、石英膜、纤维素膜、泰福龙膜和尼龙膜中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述连续自动采样装置，其特征在于，所述两个金属半圆环分别缠有磁极为N极和S极的通电感应磁条。

6.根据权利要求1所述连续自动采样装置，其特征在于，所述采样箱还包括切割器、等流速分流器、集束器、N个逻辑控制器和N+1个质量流量控制器，所述N个采样保存器中的任一个与其对应的逻辑控制器和质量流量控制器组成一个采样通道，其中

切割器与所述采样头相连，用于按尺寸段分选出大气细颗粒物；

等流速分流器的输入端与所述切割器相连，输出端与所述N个采样保存器输入端相连，用于保证各通道以等流速的层流状态采样；N个逻辑控制器与所对应的N个采样保存器输出端相连，用于控制气路的开闭；

N+1个质量流量控制器中的N个质量流量控制器与所对应的N个逻辑控制器相连，用于控制气路的质量和流量，1个质量流量控制器用于连接所述集束器和所述采样泵；

集束器与所述N+1个质量流量控制器相连，用于收集采样后的气体，通过所述采样泵排出。

7.根据权利要求6所述连续自动采样装置，其特征在于，所述采样箱还包括辅助装置，所述辅助装置包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、压力传感器和调温风扇，其中

第一温度传感器设置于所述采样箱外部，用于采集外部环境温度信息；

第二温度传感器设置于所述采样箱内部，用于采集采样箱内部温度信息；

第三温度传感器设置于所述制冷模块内部，用于采集制冷模块内部温度信息；

压力传感器设置于所述集束器和所述采样泵之间，用于采集所述采样箱的气体压力信息；

调温风扇设置于所述采样箱外壁，所述调温风扇外部设置有防尘网。

8.根据权利要求7所述连续自动采样装置，其特征在于，所述质量流量控制器为两通电磁阀。

9.一种大气细颗粒物连续自动采样系统，其特征在于，所述采样系统包括大气细颗粒物连续自动采样装置、中心控制单元和工业控制单元，其中

大气细颗粒物连续自动采样装置包括采样头、采样箱和采样泵，所述采样头和采样泵分别与采样箱相连；

所述采样头和采样箱之间还包括雨水分离器；

所述采样箱还包括切割器、等流速分流器、N个逻辑控制器、N个采样保存器、N+1个质量流量控制器、集束器和辅助装置，所述N个采样保存器中的任一个与其对应的逻辑控制器和质量流量控制器组成一个采样通道，其中

切割器与所述采样头相连，用于按尺寸段分选出大气细颗粒物；

等流速分流器的输入端与所述切割器相连，输出端与所述N个采样保存器输入端相连，用于保证各通道以等流速的层流状态采样；

N个逻辑控制器与所对应的N个采样保存器输出端相连，用于控制气路的开闭；

N个采样保存器中每个都包括采样模块和制冷模块，其中采样模块包括采样模架和设置于采样模架上的采样膜，制冷模块包括两个相对设置的分别缠有磁极为N极和S极的通电感应磁条的中空金属半圆环和半导体制冷器，所述两个中空金属半圆环用于相互吸引形成将所述采样模块完全包裹在内的闭合包裹，所述半导体制冷器用于对所述闭合包裹进行制冷；

N+1个质量流量控制器中的N个质量流量控制器与所对应的N个逻辑控制器相连，用于控制气路的流量，1个质量流量控制器用于连接所述集束器和所述采样泵；

集束器与所述N+1个质量流量控制器相连，用于收集采样后的气体，通过所述采样泵排出；

辅助装置，所述辅助装置包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、压力传感器和调温风扇，其中第一温度传感器设置于所述采样箱外部，用于采集外部环境温度信息；第二温度传感器设置于所述采样箱内部，用于采集采样箱内部温度信息；第三温度传感器设置与所述制冷模块内部，用于采集制冷模块内部温度信息,监测和保证制冷模块为指定温度；压力传感器设置于所述集束器和所述采样泵之间，用于采集所述采样箱的气体压力信息；调温风扇设置于所述采样箱外壁，所述调温风扇外部设置有防尘网；

中心控制单元用于生成并发送控制指令，所述控制指令包括采样指令、开关指令和制冷指令；

工业控制单元包括通讯模块、第一工业控制模块和第二工业控制模块，其中

通讯模块用于接收所述中心控制单元的控制指令，并将所述控制指令发送至第一、第二工业控制模块，还用于接收来自所述第一、第二、第三温度传感器和压力传感器的数据信息，并将所述数据信息发送至中心控制单元；

第一工业控制模块用于接收所述通讯模块的指令信息并控制N+1个质量流量控制器和N个逻辑控制器的开启或关闭；

第二工业控制模块用于接收所述通讯模块的指令信息并控制制冷模块的制冷保存；

其中，N为自然数且N≥1。

10.一种使用权利要求9所述采样系统的大气细颗粒物连续自动采样系统的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1：中心控制单元发出采样指令，整个系统进入采样状态，

步骤S2：采样泵启动，抽取大气中细颗粒物；

步骤S3：第一工业控制模块通过通讯模块接收采样指令，根据采样指令打开第一路通道电磁阀；

步骤S4：采样模块进行采样；

步骤S5：当采样时间达到设定值时，第二工业控制模块控制冷模块启动，通电后制冷模块中两块中空的金属半圆环通过电磁感应磁条相互吸引完成闭合包裹；

步骤S6：第二工业控制模块控制控制半导体制冷器启动，对采样模块迅速制冷，中心控制单元根据第三温度传感器采集的温度信息，通过第二工业控制模块控制制冷模块温度为-5℃，监测和保证制冷模块为指定温度，对采样样品进行保存；

步骤S7：第一工业控制模块通过通讯模块接收采样指令，根据采样指令打开其它各路通道电磁阀，重复步骤S3、S4、S5、和S6，完成其它各路通道的采样保存；

步骤S8：中心控制单元同时设置和监控每一路气体的流量值；

步骤S9：当第一温度传感器与第二温度传感器采集温度相差大于5℃时，中心控制单元通过工业控制单元启动调温风扇，对采样箱内部温度进行调整，保证采样箱内部与外部大气温度一致；

步骤S10：以设定时间分辨率进行单通道或多通道大气细颗粒物样品采集，所述时间分辨率为分钟、小时或天。