CN112985929A - 一种智能全自动连续单颗粒采样装置 - Google Patents
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Abstract
一种智能全自动连续单颗粒采样装置，包括圆柱形的采样箱，采样箱内中心横向设置有圆形的转盘，转盘边缘沿径向方向均匀延伸有若干支撑杆，每个支撑杆末端均设置有样品台，转盘中心下方设置有可带动转盘旋转的电机，采样箱顶部开有一个当转盘旋转时可与每个样品台上下正对的进风口，进风口下方设置有底部收窄的加速腔，采样箱底部设置有抽气管，抽气管连接有空气泵。本发明的有益效果是：能够连续采集20个单颗粒样品，满足飞机观测等条件恶劣且需要连续采样的需求，避免了野外频繁人力更换采样膜的不便和困难，具有投资少、灵活实用、操作智能与产业化等优点。
Description
技术领域
本发明涉及大气颗粒物监测领域，具体涉及一种智能全自动连续单颗粒采样装置。
背景技术
目前有一种半自动单颗粒采样器已经在大气观测和采样中广泛使用，该采样器能够采集单颗粒样品，颗粒物采集效率达到用户需求，且小巧便携、操作简单。但是，在使用过程中，我们发现该采样器在恶劣环境条件下采集样品时存在一些不足之处。
单颗粒采样器所使用的采样膜为铜网膜，该膜很小且十分脆弱，换样过程需要一个无风稳定的环境，操作需要谨慎小心以免铜网膜破损或丢失，而在高山、极地、海洋以及飞机上进行采样时，由于气象条件恶劣(低压、低温、大风、颠簸等)，在户外更换铜网膜操作十分困难，容易造成铜网膜的破损或丢失，降低采样效率。另外，在飞机上进行高空观测采样时，由于飞机飞行速度快，需要连续更换采样膜以获取充足的样品，因此，需要对原本的半自动单颗粒采样器进行改进，实现采样器自动连续换膜采样。
发明内容
为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种智能自动连续采样装置，可自动连续采集多个单颗粒样品，具有操作简单、效率高等优点。
本发明是通过以下措施实现的：
一种智能全自动连续单颗粒采样装置，包括圆柱形的采样箱，所述采样箱内中心横向设置有圆形的转盘，所述转盘边缘沿径向方向均匀延伸有若干支撑杆，每个支撑杆末端均设置有样品台，转盘中心下方设置有可带动转盘旋转的电机，采样箱顶部开有一个当转盘旋转时可与每个样品台上下正对的进风口，所述进风口下方设置有底部收窄的加速腔，采样箱底部设置有抽气管，所述抽气管连接有空气泵。
上述采样箱下方设置有抽气箱，所述空气泵设置在抽气箱内，抽气管与抽气箱内的空气泵相连接。
上述抽气箱内设置有集成控制装置、显示器以及用于检测抽气管内空气流量的流量计，集成控制装置与电机、空气泵、流量计和显示器信号连接。
上述采用多个采样箱上下叠加，并且上下两个采样箱通过锁扣相连接，每层采样箱顶部均开有进风口，抽气管设置在最底层采样箱的底部。
上述转盘中心内部嵌入有磁铁，电机与磁体之间设置有磁力传动机构，电机通过磁力传动机构带动磁铁旋转。
上述转盘边缘沿径向方向均匀延伸有20个支撑杆，每个支撑杆末端均设置有一个样品台。
本发明的有益效果是：能够连续采集20个单颗粒样品，满足飞机观测等条件恶劣且需要连续采样的需求，避免了野外频繁人力更换采样膜的不便和困难，具有投资少、灵活实用、操作智能与产业化等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明转盘的俯视结构示意图；
图3为本发明转盘的剖面结构示意图。
其中：1采样箱，2进风口，3加速腔，4锁扣，5抽气管，6显示器，7抽气箱，8空气泵，9电机，10转盘，11磁体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述：
如图1、2、3所示，一种智能全自动连续单颗粒采样装置，包括圆柱形的采样箱1，采样箱1内中心横向设置有圆形的转盘10，转盘10边缘沿径向方向均匀延伸有若干支撑杆，每个支撑杆末端均设置有样品台，转盘10中心下方设置有可带动转盘10旋转的电机9，采样箱1顶部开有一个当转盘10旋转时可与每个样品台上下正对的进风口2，进风口2下方设置有底部收窄的加速腔3，采样箱1底部设置有抽气管5，所述抽气管5连接有空气泵8。
采样箱1下方设置有抽气箱7，所述空气泵8设置在抽气箱7内，抽气管5与抽气箱7内的空气泵8相连接。抽气箱7内设置有集成控制装置、显示器6以及用于检测抽气管5内空气流量的流量计，集成控制装置与电机9、空气泵8、流量计和显示器6信号连接。转盘10中心内部嵌入有磁铁，电机9与磁体11之间设置有磁力传动机构，电机9通过磁力传动机构带动磁铁旋转。采用多个采样箱1上下叠加，并且上下两个采样箱1通过锁扣4相连接，每层采样箱1顶部均开有进风口2，抽气管5设置在最底层采样箱1的底部。转盘10边缘沿径向方向均匀延伸有20个支撑杆，每个支撑杆末端均设置有一个样品台。
本采样器可以实现单级和双级采样，加速腔3及采样台转盘10装置可使用一套单独采样或两套叠加采样，双级采样时，上方加速腔3孔径为0.5mm、下方加速腔3尖端孔径为0.3mm，以采集不同粒径的颗粒物。本采样器可以连续自动采集20个样品。转盘10的智能控制旋转使用电机9，通过变速装置，带动永久磁铁转动，从而产生一种旋转磁场，带动转盘10旋转。转盘10和空气泵8统一受集成控制系统的协调控制，采样过程中不需要人力协助，采样器独立完成20个样品的连续采集。
采样前，用户在1-20号样品台各放置一个采样膜，通过显示器6及按钮设置集成控制装置的参数，设置样品采集开始时间、每个样品采集持续时间以及样品之间的时间间隔。开始采集时，样品台转盘10首先转动使1号位样品台位于加速腔3下方，到达设定的采集时间后，空气泵8抽气使气流达到用户设置的流量，将颗粒物采集到1号位样品台上的采样膜。当一个样品采集完成后，空气泵8停止抽气。随后在下一个样品采集前2分钟，样品台转盘10旋转使2号位样品台到达加速腔3下方，等待下一次样品采集。到达设定的2号样品采集时间后，空气泵8抽气使气流达到用户设置的流量，将颗粒物采集到2号位样品台上的采样膜。以此类推，最多重复20次(或者用户设定的次数)以上步骤，完成自动连续的单颗粒样品的采集。
以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种智能全自动连续单颗粒采样装置，其特征在于：包括圆柱形的采样箱，所述采样箱内中心横向设置有圆形的转盘，所述转盘边缘沿径向方向均匀延伸有若干支撑杆，每个支撑杆末端均设置有样品台，转盘中心下方设置有可带动转盘旋转的电机，采样箱顶部开有一个当转盘旋转时可与每个样品台上下正对的进风口，所述进风口下方设置有底部收窄的加速腔，采样箱底部设置有抽气管，所述抽气管连接有空气泵。
2.根据权利要求1所述智能全自动连续单颗粒采样装置，其特征在于：所述采样箱下方设置有抽气箱，所述空气泵设置在抽气箱内，抽气管与抽气箱内的空气泵相连接。
3.根据权利要求1所述智能全自动连续单颗粒采样装置，其特征在于：所述抽气箱内设置有集成控制装置、显示器以及用于检测抽气管内空气流量的流量计，集成控制装置与电机、空气泵、流量计和显示器信号连接。
4.根据权利要求1所述智能全自动连续单颗粒采样装置，其特征在于：采用多个采样箱上下叠加，并且上下两个采样箱通过锁扣相连接，每层采样箱顶部均开有进风口，抽气管设置在最底层采样箱的底部。
5.根据权利要求1所述智能全自动连续单颗粒采样装置，其特征在于：所述转盘中心内部嵌入有磁铁，电机与磁体之间设置有磁力传动机构，电机通过磁力传动机构带动磁铁旋转。
6.根据权利要求1所述智能全自动连续单颗粒采样装置，其特征在于：所述转盘边缘沿径向方向均匀延伸有20个支撑杆，每个支撑杆末端均设置有一个样品台。
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