CN113686625B - 一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置 - Google Patents

一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，其涉及大气环境探测技术领域，包括底座、试管盘、采集室、收集组件以及进气风机，其中，所述底座顶部固定有采集室，所述采集室内部下端面可转动的设置有试管盘，所述试管盘底部与转动电机的输出端固定连接，且所述试管盘上圆周开设有多个圆形通孔，多个所述圆形通孔内放置有试管，所述试管顶部由橡胶塞进行密封，所述采集室内靠近顶部的位置固定有安装板，所述安装板中间位置固定有采集组件，所述采集组件的顶部通过管道连接有进气风机，所述进气风机固定在采集室的顶端。本发明能够对大气气溶胶进行连续的采集，并通过试管进行收集，便于对大气气溶胶进行测量分析。

Description

一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置
技术领域
本发明涉及大气环境探测技术领域，具体是一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置。
背景技术
大气气溶胶是悬浮在气体中的固体和(或)液体微粒与气体载体组成的多相体系。大气气溶胶的采集方式有自然沉降法、静电沉积法、低温冷凝法、离心式采集法等，离心式采集法能够对大气气溶胶进行高效的采集。
现有的离心式大气气溶胶采集装置在采集完气溶胶后需人工将上层采集液倒处，倒出过程中不可避免的使气溶胶与外界环境接触，从而影响大气气溶胶的测量结果，且不能够对大气气溶胶进行连续采集，导致每次采集的样本存在差异，从而导致测量结果不够准确。
针对以上问题，本发明提供了一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，以解决上述问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，包括底座、试管盘、采集室、收集组件以及进气风机；
所述底座顶部固定有采集室，所述采集室内部下端面可转动的设置有试管盘，所述试管盘底部与转动电机的输出端固定连接，且所述试管盘上圆周开设有多个圆形通孔，多个所述圆形通孔内放置有试管，所述试管顶部由橡胶塞进行密封；
所述采集室内靠近顶部的位置固定有安装板，所述安装板中间位置固定有采集组件，所述采集组件的顶部通过管道连接有进气风机，所述进气风机固定在采集室的顶端。
进一步，优选的，所述采集组件包括采集桶、密封盖、离心电机、导流件、空气压缩机以及注射组件，其中，所述采集桶的顶部固定有密封盖，所述密封盖的顶部固定有离心电机，所述采集桶的底部固定有空气压缩机；
所述采集桶靠近底部的一侧开设有气溶胶出口，所述气溶胶出口的下方设置有导流件；
所述采集桶的外壁可转动的设置有至少两组注射组件，且，其中一组所述注射组件的顶部设置有顶升气缸，所述顶升气缸固定在安装板上。
进一步，优选的，所述密封盖顶部一侧固定有抽液泵，所述抽液泵的一端采用管道延伸入采集桶内部，且与气溶胶出口靠近，所述抽液泵的另一端采用管道从密封盖的另一侧伸入采集桶内，所述抽液泵能够通过一个管道将采集桶内部的上层采集液进行抽取，并通过另一个管道再将其注入采集桶内，形成循环使用；
所述密封盖顶部还开设有补液口，能够为采集桶内进行采集液的补充。
进一步，优选的，所述注射组件包括齿轮、转动件以及注射器，其中，所述齿轮可转动的套接在采集桶外壁，所述齿轮有外部电机进行驱动，且，所述外部电机固定在安装板上，所述齿轮的底部固定有转动件，所述转动件贴合在采集桶外壁，且，所述采集桶外壁与转动件之间设置有密封圈，所述转动件上可滑动的设置有注射器，且，所述转动件远离气溶胶出口的一侧底部设置有电磁铁，所述电磁铁固定在采集桶外壁上。
进一步，优选的，所述注射器包括滑动块、压缩弹簧、连通管、增压泵、保温层以及注射针头，其中，所述滑动块可滑动的设置在转动件内部，且所述滑动块与转动件之间设置有压缩弹簧，所述滑动块远离采集桶的一侧倾斜固定有连接管的一端，所述连接管的另一端固定有容纳仓，所述容纳仓的顶部固定有增压泵，所述容纳仓的外壁套接有保温层，所述保温层能够使气溶胶保持活性，所述容纳仓的底部固定有注射针头，所述注射针头能够刺破试管的橡胶塞。
进一步，优选的，所述滑动块上开设有连通孔，所述连通孔能够使采集桶内部与注射器相连通，且，当所述滑动块向下滑动到极限位置时，所述连通孔与气溶胶出口刚好处于同轴位置。
进一步，优选的，所述采集桶的内壁开设有延展槽，所述延展槽内可滑动的设置有多个滑动件，且，所述延展槽与多个滑动件之间设置有风琴密封件，所述滑动件一侧固定有导流件的侧边，且，所述导流件靠近气溶胶出口的侧边固定在采集桶内壁上，所述采集桶外壁上固定有进气口，所述进气口与延展槽相连通，所述进气口通过软管与供气装置相连，所述供气装置固定在安装板上。
进一步，优选的，所述导流件为可形变材质，且当多个所述滑动件位于延展槽底部时，所述导流件通过空气压缩机形成圆弧形底面。
进一步，优选的，所述延展槽呈阶梯状排布在采集桶内壁，且，所述延展槽的底部开设有梯形槽。
进一步，优选的，多个所述滑动件远离导流件的一侧固定有梯形块，所述梯形块可在梯形槽内上下滑动，且，多个所述滑动件之间可进行相对滑动。
与现有技术相比，本发明提供了一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，具备以下有益效果：
本发明中，通过导流件的倾斜状态和圆弧状态能够对气溶胶进行输送与采集，并通过多个注射器可对气溶胶进行连续的收集，且收集过程中不与外界空气接触，减少了气溶胶的杂质，提高了气溶胶的测量准确性，且通过抽液泵能够使采集液进行循环使用，减少了资源的浪费，且通过注射器的保温层还能够保持气溶胶的活性，使测量结果更加准确。
附图说明
图1为一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置的整体示意图；
图2为一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置的采集组件示意图；
图3为一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置的A处放大示意图；
图4为一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置的采集桶内部展开示意图；
图中：1、底座；2、试管盘；3、试管；4、转动电机；5、采集室；6、安装板；7、采集组件；71、密封盖；72、离心电机；73、抽液泵；74、气溶胶出口；75、导流件；76、空气压缩机；77、增压泵；78、保温层、79、注射针头；701、齿轮；702、转动件；703、压缩弹簧；704、滑动块；705、电磁铁；706、延展槽；707、进气口；708、风琴密封件；709、滑动件；710、梯形槽；8、顶升气缸；9、供气装置；10、进气风机。
具体实施方式
参照图1～3，本发明提供一种技术方案：一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，包括底座1、试管盘2、采集室5、收集组件7以及进气风机10；
所述底座1顶部固定有采集室5，所述采集室5内部下端面可转动的设置有试管盘2，所述试管盘2底部与转动电机4的输出端固定连接，且所述试管盘2上圆周开设有多个圆形通孔，多个所述圆形通孔内放置有试管3，所述试管3顶部由橡胶塞进行密封；
所述采集室5内靠近顶部的位置固定有安装板6，所述安装板6中间位置固定有采集组件7，所述采集组件7的顶部通过管道连接有进气风机10，所述进气风机10固定在采集室的顶端。
在本实施例中，所述采集组件7包括采集桶、密封盖71、离心电机72、导流件75、空气压缩机76以及注射组件，其中，所述采集桶的顶部固定有密封盖71，所述密封盖71的顶部固定有离心电机72，所述采集桶的底部固定有空气压缩机76，需要注意的是，所述空气压缩机76能够控制气体的进入与排出；
所述采集桶靠近底部的一侧开设有气溶胶出口74，所述气溶胶出口74的下方设置有导流件75；
所述采集桶的外壁可转动的设置有至少两组注射组件，且，其中一组所述注射组件的顶部设置有顶升气缸8，所述顶升气缸8固定在安装板6上，需要注意的是，当顶升气缸8向下压动注射组件时，能够对试管3橡胶塞进行预刺破，便于注射组件的二次进入，提高了注射组件的使用寿命。
作为较佳的实施例，所述密封盖71顶部一侧固定有抽液泵73，所述抽液泵73的一端采用管道延伸入采集桶内部，且与气溶胶出口74靠近，所述抽液泵73的另一端采用管道从密封盖71的另一侧伸入采集桶内，所述抽液泵73能够通过一个管道将采集桶内部的上层采集液进行抽取，并通过另一个管道再将其注入采集桶内，形成循环使用，减少了资源的消耗；
所述密封盖71顶部还开设有补液口，能够为采集桶内进行采集液的补充。
作为较佳的实施例，所述注射组件包括齿轮701、转动件702以及注射器，其中，所述齿轮701可转动的套接在采集桶外壁，所述齿轮701有外部电机进行驱动，且，所述外部电机固定在安装板6上，所述齿轮701的底部固定有转动件702，所述转动件702贴合在采集桶外壁，且，所述采集桶外壁与转动件702之间设置有密封圈，所述转动件702上可滑动的设置有注射器，且，所述转动件702远离气溶胶出口74的一侧底部设置有电磁铁705，所述电磁铁705固定在采集桶外壁上。
作为较佳的实施例，所述注射器包括滑动块704、压缩弹簧703、连通管、增压泵77、保温层78以及注射针头79，其中，所述滑动块704可滑动的设置在转动件702内部，且所述滑动块704与转动件702之间设置有压缩弹簧703，所述滑动块704远离采集桶的一侧倾斜固定有连接管的一端，所述连接管的另一端固定有容纳仓，所述容纳仓的顶部固定有增压泵77，所述容纳仓的外壁套接有保温层78，所述保温层78能够使气溶胶保持活性，所述容纳仓的底部固定有注射针头79，所述注射针头79能够刺破试管3的橡胶塞。
作为较佳的实施例，所述滑动块704上开设有连通孔，所述连通孔能够使采集桶内部与注射器相连通，且，当所述滑动块704向下滑动到极限位置时，所述连通孔与气溶胶出口74刚好处于同轴位置，也就是说，气溶胶在进行采集时，注射器与采集桶不进行连通，在采集完成后，通过顶升气缸8下压注射器，使注射器与采集桶进行连通。
作为较佳的实施例，所述采集桶的内壁开设有延展槽706，所述延展槽706内可滑动的设置有多个滑动件709，且，所述延展槽706与多个滑动件709之间设置有风琴密封件708，所述滑动件709一侧固定有导流件75的侧边，且，所述导流件75靠近气溶胶出口74的侧边固定在采集桶内壁上，所述采集桶外壁上固定有进气口707，所述进气口707与延展槽706相连通，所述进气口707通过软管与供气装置9相连，所述供气装置9固定在安装板6上。
作为较佳的实施例，所述导流件75为可形变材质，且当多个所述滑动件709位于延展槽706底部时，所述导流件75通过空气压缩机76形成圆弧形底面，也就是说，当供气装置9向延展槽706内送入气体时，滑动块704与延展槽706底部接触，并使空气压缩机76处于抽气状态，从而使导流件75形成圆弧形底面，此时为采集初始状态，当采集完成后，通过抽液泵73将采集液上层抽出，在关闭供气装置9，控制空气压缩机76处于进气状态，使滑动块704与延展槽706顶面阶梯状贴合，使导流件75向气溶胶出口74倾斜，便于气溶胶的流动，需要注意的是，气溶胶向注射器流动的速度大于注射器向试管3内注射的速度，从而使装置可进行连续的采集与收集，提高了采集效率。
参照图3～4作为较佳的实施例，所述延展槽706呈阶梯状排布在采集桶内壁，且，所述延展槽706的底部开设有梯形槽710。
作为较佳的实施例，多个所述滑动件709远离导流件75的一侧固定有梯形块，所述梯形块可在梯形槽710内上下滑动，且，多个所述滑动件709之间可进行相对滑动。
具体的，通过进气风机10将空气送入采集桶内，在通过密封盖71上的补液口加入采集液，开启离心电机72，使采集桶内的气流呈螺旋状，并带动采集液转动，此时，供气装置9向延展槽706内送入气体，使滑动块704与延展槽706底部接触，并使空气压缩机76处于抽气状态，从而使导流件75形成圆弧形底面，便于采集液随螺旋状气流进行转动，提高采集效率，采集完成后，能够通过抽液泵73将采集液上层抽出，在关闭供气装置9，控制空气压缩机76处于进气状态，使滑动块704与延展槽706顶面阶梯状贴合，使导流件75向气溶胶出口74倾斜，顶升气缸8推动其下方的注射器向下滑动，使连通孔与气溶胶出口74对齐，通过导流件75将气溶胶送入注射器内，且，通过注射器向下滑动还能够对试管3橡胶塞进行预刺破，便于后续的注射，当达到采集量时，顶升气缸8向上移动，注射器通过压缩弹簧703向上滑动，使其闭合，再通过外部电机转动注射器，对下一个注射器进行气溶胶送入，当内部存有气溶胶的注射器转动到电磁铁705上方时，此时，进行预刺破的试管3也同时转动到电磁铁705下方，通过电磁铁705控制注射器伸入试管3内，进行气溶胶收集，并送至测量装置进行测量，当采集桶内的气溶胶完全流出后，导流件75恢复初始状态，抽液泵73将抽取的上层液注入采集桶，继续进行气溶胶收集，通过循环使用减少了资源浪费。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，包括底座(1)、试管盘(2)、采集室(5)、采集组件(7)以及进气风机(10)，其特征在于：
所述底座(1)顶部固定有采集室(5)，所述采集室(5)内部下端面可转动的设置有试管盘(2)，所述试管盘(2)底部与转动电机(4)的输出端固定连接，且所述试管盘(2)上圆周开设有多个圆形通孔，多个所述圆形通孔内放置有试管(3)，所述试管(3)顶部由橡胶塞进行密封；
所述采集室(5)内靠近顶部的位置固定有安装板(6)，所述安装板(6)中间位置固定有采集组件(7)，所述采集组件(7)的顶部通过管道连接有进气风机(10)，所述进气风机(10)固定在采集室的顶端；
所述采集组件(7)包括采集桶、密封盖(71)、离心电机(72)、导流件(75)、空气压缩机(76)以及注射组件，其中，所述采集桶的顶部固定有密封盖(71)，所述密封盖(71)的顶部固定有离心电机(72)，所述采集桶的底部固定有空气压缩机(76)；
所述采集桶靠近底部的一侧开设有气溶胶出口(74)，所述气溶胶出口(74)的下方设置有导流件(75)；
所述采集桶的外壁可转动的设置有至少两组注射组件，且，其中一组所述注射组件的顶部设置有顶升气缸(8)，所述顶升气缸(8)固定在安装板(6)上；
所述密封盖(71)顶部一侧固定有抽液泵(73)，所述抽液泵(73)的一端采用管道延伸入采集桶内部，且与气溶胶出口(74)靠近，所述抽液泵(73)的另一端采用管道从密封盖(71)的另一侧伸入采集桶内，所述抽液泵(73)能够通过一个管道将采集桶内部的上层采集液进行抽取，并通过另一个管道再将其注入采集桶内，形成循环使用；
所述密封盖(71)顶部还开设有补液口，能够为采集桶内进行采集液的补充。
2.根据权利要求1所述的一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，其特征在于：所述注射组件包括齿轮(701)、转动件(702)以及注射器，其中，所述齿轮(701)可转动的套接在采集桶外壁，所述齿轮(701)有外部电机进行驱动，且，所述外部电机固定在安装板(6)上，所述齿轮(701)的底部固定有转动件(702)，所述转动件(702)贴合在采集桶外壁，且，所述采集桶外壁与转动件(702)之间设置有密封圈，所述转动件(702)上可滑动的设置有注射器，且，所述转动件(702)远离气溶胶出口(74)的一侧底部设置有电磁铁(705)，所述电磁铁(705)固定在采集桶外壁上。
3.根据权利要求2所述的一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，其特征在于：所述注射器包括滑动块(704)、压缩弹簧(703)、连通管、增压泵(77)、保温层(78)以及注射针头(79)，其中，所述滑动块(704)可滑动的设置在转动件(702)内部，且所述滑动块(704)与转动件(702)之间设置有压缩弹簧(703)，所述滑动块(704)远离采集桶的一侧倾斜固定有连接管的一端，所述连接管的另一端固定有容纳仓，所述容纳仓的顶部固定有增压泵(77)，所述容纳仓的外壁套接有保温层(78)，所述保温层(78)能够使气溶胶保持活性，所述容纳仓的底部固定有注射针头(79)，所述注射针头(79)能够刺破试管(3)的橡胶塞。
4.根据权利要求3所述的一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，其特征在于：所述滑动块(704)上开设有连通孔，所述连通孔能够使采集桶内部与注射器相连通，且，当所述滑动块(704)向下滑动到极限位置时，所述连通孔与气溶胶出口(74)刚好处于同轴位置。
5.根据权利要求1所述的一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，其特征在于：所述采集桶的内壁开设有延展槽(706)，所述延展槽(706)内可滑动的设置有多个滑动件(709)，且，所述延展槽(706)与多个滑动件(709)之间设置有风琴密封件(708)，所述滑动件(709)一侧固定有导流件(75)的侧边，且，所述导流件(75)靠近气溶胶出口(74)的侧边固定在采集桶内壁上，所述采集桶外壁上固定有进气口(707)，所述进气口(707)与延展槽(706)相连通，所述进气口(707)通过软管与供气装置(9)相连，所述供气装置(9)固定在安装板(6)上。
6.根据权利要求5所述的一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，其特征在于：所述导流件(75)为可形变材质，且当多个所述滑动件(709)位于延展槽(706)底部时，所述导流件(75)通过空气压缩机(76)形成圆弧形底面。
7.根据权利要求5所述的一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，其特征在于：所述延展槽(706)呈阶梯状排布在采集桶内壁，且，所述延展槽(706)的底部开设有梯形槽(710)。
8.根据权利要求5所述的一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，其特征在于：多个所述滑动件(709)远离导流件(75)的一侧固定有梯形块，所述梯形块可在梯形槽(710)内上下滑动，且，多个所述滑动件(709)之间可进行相对滑动。
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