CN114152654B - 一种大气可溶盐沉积量监测装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大气可溶盐沉积量监测装置及测量方法。该检测装置包括样品采集模块、检测模块、数据分析模块、数据存储模块、通讯模块、供电模块、补液模块、控制模块、主控箱、外箱和显示终端,所述检测模块与所述数据分析模块、数据存储模块相连;所述主控箱内固定有所述数据分析模块、数据存储模块、通讯模块和控制模块;所述补液模块与所述采集模块相连。该测量方法具有检测速度快、检测结果准确的优点。
Description
技术领域
本发明属于环境监测领域,具体涉及一种大气可溶盐沉积量监测装置及测量方法。
背景技术
电导率法是目前常用的检测溶液中可溶盐浓度的方法之一。可以通过测量盐溶液的交流阻抗值测量可溶盐浓度。采用溶液法收集大气沉降物中的可溶盐时,不可避免地面临收集液蒸发的问题。若不采取措施,则当测量结果显示溶液浓度增加时,无法判断是由于可溶盐含量增加还是收集液体积减小导致的。因此,放置于大气环境中的可溶盐沉积量监测装置需要采取控制收集液体积的措施。一年中大气环境温度跨度较大,而交流阻抗值与溶液温度密切相关,由温度引起的交流阻抗值测量误差可以远超100%,长期服役于大气环境中的可溶盐沉积量监测装置需要实现不同环境温度下的检测。因此,亟需开发一种受环境温度、湿度干扰小的大气可溶盐沉积量监测装置及测量方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有方法采样周期长、检测误差大、检测结果难以及时反映环境变化等问题,提供一种大气可溶盐沉积量监测装置及测量方法,具有检测速度快、检测结果准确的优点。
本发明提供了一种大气可溶盐沉积量监测装置,包括样品采集模块、补液模块、检测模块、数据分析模块、数据存储模块、控制模块;所述样品采集模块用于采集大气中的可溶盐,其包括大气沉积物收集区、可溶盐收集液和收集液储液罐;所述补液模块用于保证所述收集液储液罐内的收集液体体积恒定;所述检测模块用于测量所述可溶盐收集液的电化学交流阻抗;所述数据分析模块用于实现根据阻抗测量值和温度测量值完成温度校正、收集液中可溶盐浓度计算、大气可溶盐沉积量计算和数模转换;所述数据存储模块用于存储经过所述数据分析模块得到的数据;控制模块用于控制所述补液模块、检测模块开关。
具体的,所述样品采集模块包括大气沉积物收集区、可溶盐收集液和收集液储液罐,所述大气沉积物收集区一端位于所述装置外部且暴露于大气环境中,用于收集自然沉积的大气中的可溶盐,另一端位于所述收集液储液罐内部且与所述可溶盐收集液接触,使所述大气沉积物收集区保持湿润状态,使可溶盐可以实时溶解进入所述可溶盐收集液中,且保证沉降物中的可溶盐完全溶解进入所述收集液中,避免了非液采集导致的环境湿度对可溶盐溶解量和可溶盐浓度测量结果的影响;所述收集液储液罐顶部安装有含安装孔的密封塞,所述安装孔用于安装大气沉积物收集区,所述密封塞用于阻挡除补液和所述大气沉积物收集区收集的大气可溶盐沉积物以外的其他液体或杂质离子进入所述收集液储液罐中。
进一步地,所述收集液储液罐底部安装有升降装置,所述升降装置由承载区和升降旋钮组成,所述升降装置用于调节所述收集液储液罐高度,控制所述大气沉积物收集区暴露于大气环境中的面积。
进一步地,所述可溶盐收集液由丙三醇、去离子水、基础电解质和杀菌剂组成;所述可溶盐收集液中,去离子水与丙三醇的体积比为7:3;所述基础电解质为分析纯氯化钠;所述基础电解质浓度不低于0.05mg/mL;所述杀菌剂为有机物或弱酸性物质,所述杀菌剂的体积不超过所述可溶盐收集液体积的1‰。
具体的,所述检测模块包括电化学交流阻抗探头、温度探头和探头连接线,所述电化学交流阻抗探头、温度探头完全浸没于所述可溶盐收集液中,所述电化学交流阻抗探头由刚性绝缘基底、惰性电极和电极引出线组成,用于测量所述可溶盐收集液的电化学交流阻抗,所述刚性绝缘基底用于固定所述惰性电极,所述检测模块经所述探头连接线与所述数据分析模块电连接。
具体的,所述补液模块包括液位传感器、补液罐、输液管、蠕动泵和电机,所述液位传感器固定于所述收集液储液罐中上部,用于测量所述收集液储液罐内的液位高度,所述输液管一端固定于所述收集液储液罐顶部,另一端固定于所述补液罐底部,所述输液管中部安装于所述蠕动泵轨道内,在所述收集液储液罐内的液位高度下降时将所述补液罐内的补液输送至所述收集液储液罐中,保证所述收集液储液罐内的所述收集液体积恒定,避免因长期暴露在户外导致所述收集液挥发引起的收集液中可溶盐浓度增加造成的假性可溶盐沉积量增加的结果,提高检测结果的准确性,所述电机用于启动所述蠕动泵。
进一步地,所述液位传感器为激光传感器,所述补液罐中的补液为含有杀菌剂的去离子水;所述杀菌剂为有机物或弱酸性物质,其体积不超过所述补液体积的1‰。
具体的,所述控制模块用于控制所述补液模块、测量模块开关。
具体的,所述大气可溶盐沉积量监测装置还包括通讯模块、供电模块、主控箱、外箱和显示终端;所述通讯模块用于实现无线通讯和本地通讯;所述供电模块包括太阳能电池板和可充电电池,用于给所述检测模块、数据分析模块、数据存储模块、通讯模块、补液模块、控制模块和显示终端供电;所述显示终端用于显示时间、温度、收集液阻抗值、可溶盐浓度和可溶盐沉积量;所述主控箱内固定有所述数据分析模块、数据存储模块、通讯模块和控制模块;所述外箱用于固定所述主控箱、样品采集模块、补液模块、检测模块、供电模块。
本发明还提供了一种大气可溶盐沉积量测量方法,包括以下步骤:
S1、通过控制模块打开液位传感器,测量所述收集液储液罐内的液位高度;若所述收集液储液罐内的液位高度低于预设高度,则通过控制模块启动所述电机,启动蠕动泵,通过所述输液管将所述补液管中的补液输送至所述收集液储液罐内,所述液位传感器感应所述收集液储液罐内的液位高度,当液位高度达到预设值时,关闭电机,停止蠕动泵;若所述收集液储液罐内的液位高度与预设高度一致,则不启动所述电机;
S2、通过控制模块启动电化学交流阻抗测量和温度测量,测量所述收集液储液罐内的可溶盐收集液阻抗和温度。将测量到的阻抗值和温度值传输至所述数据分析模块中;
S3、数据分析模块根据步骤S2中测量得到温度对测量到的阻抗值进行温度校正,温度校正公式为:Z20=ZT[1-b(T-20)],其中b为温度校正系数,b与温度T的关系为:Z的单位为Ω,T的单位为℃;
S4、根据步骤S3计算得到的校正后的阻抗值计算收集液中的可溶盐浓度,可溶盐浓度c与阻抗值Z的关系为:logc=3.7996-1.358×logZ,c的单位为mg/mL,Z的单位为Ω;
S5、根据大气沉积物收集区暴露面积计算可溶盐沉积量;
S6、通过显示终端显示测试时间、步骤S2中测量得到的温度、收集液阻抗值、步骤S4计算得到的可溶盐浓度和步骤S5计算得到的可溶盐沉积量;
S7、判断是否达到预设测试时间,若达到预设测试时间,则通过控制模块关闭电化学交流阻抗测量和温度测量;若未达到预设测试时间,则重复步骤S2-S6:
S8、将所述数据分析模块接收到的电化学交流阻抗值、温度值、经步骤S4计算得到的可溶盐浓度值、经步骤S5计算得到的可溶盐沉积量和测试时间传输并存储在所述数据存储模块中;
具体的,步骤S1中,所述预设高度误差不超过1mm。
具体的,步骤S2中,启动电化学交流阻抗测量和温度测量与将测量到的收集液阻抗值和温度值传输至所述数据分析模块之间的时间间隔为10-30分钟。
具体的,步骤S3中温度校正公式和温度校正系数b与温度T的关系式适用范围为-10℃-45℃。
具体的,步骤S6中,所述预设测试时间为10分钟。
具体的,所述大气可溶盐沉积量测量方法还包括数据本地传输步骤和无线传输步骤。
具体的,所述本地传输步骤为:将所述步骤S8中存储的电化学交流阻抗值、温度值、可溶盐浓度值、可溶盐沉积量和测试时间经RS232传输至本地服务器中;所述无线传输步骤包括:将所述步骤S8中存储的电化学交流阻抗值、温度值、可溶盐浓度值、可溶盐沉积量和测试时间通过4G通信和4G收发器发送至网站服务器,然后所述网站服务器将测试时间、电化学交流阻抗值、温度值和可溶盐浓度值保存到数据服务器,授权用户通过终端计算机连接到所述数据服务器实时访问测量数据,实现对大气可溶盐沉积量的实时监测。
本发明的有益效果:
本发明采用电导率法对大气中可溶盐沉积量进行检测,具有检测速度快的优点,补液模块可以使可溶盐收集液体积恒定,避免假性可溶盐沉积量检测结果增加;样品采集模块中的密封塞保证了采样面积的准确性;温度探头和数据分析模块中的温度校正功能消除了外界气温因素的干扰。以上各特征保证了大气可溶盐沉积量检测结果的准确性,使得本发明具有检测速度快、检测误差小、检测结果可以及时反映环境变化的优点。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的不当限定。以下,结合附图来详细说明本公开的实施方案,其中:
图1是本发明实施例所述的大气可溶盐沉积量监测装置示意图。
图2是本发明实施例中所述的大气可溶盐沉积量监测装置中可充电电池示意图。
图3是本发明实施例中所述大气可溶盐沉积量测量方法流程图。
图4是本发明实施例中所述室外放置60天的可溶盐沉积密度监测结果。
图5是本发明对照例中所述根据未经温度校正的阻抗值计算得到室外放置60天的可溶盐沉积密度监测结果。
其中,1-主控箱、2-外箱、3-显示终端、4-大气沉积物收集区、5-可溶盐收集液和收集液储液罐、6-密封塞、7-承载区、8-升降旋钮、9-电化学交流阻抗探头、10-温度探头、11-探头连接线、12-太阳能电池板、13-可充电电池、14-液位传感器、15-补液罐、16-输液管、17-蠕动泵、18-电机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2,本发明提供一种大气可溶盐沉积量监测装置,包括样品采集模块、检测模块、数据分析模块、数据存储模块、通讯模块、供电模块、补液模块、控制模块、主控箱1、外箱2和显示终端3。所述样品采集模块包括大气沉积物收集区4、可溶盐收集液和收集液储液罐5,所述大气沉积物收集区4一端位于所述外箱2外部且暴露于大气环境中,用于收集自然沉积的大气中的可溶盐,另一端位于收集液储液罐5内部且与可溶盐收集液接触,使所述大气沉积物收集区4保持湿润状态,使可溶盐可以实时溶解进入所述可溶盐收集液中;所述可溶盐收集液由丙三醇、去离子水、基础电解质和杀菌剂组成;所述收集液储液罐5顶部安装有含安装孔的密封塞6,所述安装孔用于安装大气沉积物收集区4,所述密封塞6用于阻挡除补液和所述大气沉积物收集区4收集的大气可溶盐沉积物以外的其他液体或杂质离子进入所述收集液储液罐5中。
具体的,所述收集液储液罐5底部安装有升降装置,所述升降装置由承载区7和升降旋钮8组成,所述升降装置用于调节所述收集液储液罐5的高度,控制所述大气沉积物收集区4暴露于大气环境中的面积。
具体的,所述可溶盐收集液中去离子水与丙三醇的体积比为7:3。
具体的,所述检测模块包括电化学交流阻抗探头9、温度探头10和探头连接线11,所述电化学交流阻抗探头9、温度探头10完全浸没于所述可溶盐收集液中,所述电化学交流阻抗探头9由刚性绝缘基底、惰性电极和电极引出线组成,用于测量所述可溶盐收集液的阻抗,所述刚性绝缘基底用于固定惰性电极,所述检测模块经所述探头连接线与所述数据分析模块电连接。
具体的,所述供电模块包括太阳能电池板12和可充电电池13,用于给所述检测模块、数据分析模块、数据存储模块、通讯模块、补液模块、控制模块和显示终端供电。
具体的,所述补液模块包括液位传感器14、补液罐15、输液管16、蠕动泵17和电机18,所述液位传感器19固定于所述收集液储液罐5中上部,用于测量所述收集液储液罐5内的液位高度,所述输液管16一端固定于所述收集液储液罐5顶部,另一端固定于所述补液罐15底部,所述输液管16中部安装于所述蠕动泵17轨道内,在所述收集液储液罐5内的液位高度下降时将所述补液罐15内的补液输送至所述收集液储液罐5中,保证所述收集液储液罐5内的液位高度恒定,所述电机18用于启动所述蠕动泵17。
具体的,所述液位传感器14为激光传感器,所述补液罐15中的补液为含有杀菌剂的去离子水。
所述控制模块用于控制所述补液模块、测量模块开关。
具体的,所述数据分析模块用于实现根据阻抗测量值和温度测量值完成温度校正、收集液中可溶盐浓度计算、大气可溶盐沉积量计算和数模转换,所述通讯模块用于实现无线通讯和本地通讯,所述显示终端3用于显示时间、温度、阻抗值和可溶盐浓度。
本发明还提供了一种大气可溶盐沉积量测量方法,如图3所示,包括以下步骤:
S1、通过控制模块打开液位传感器,测量所述收集液储液罐内的液位高度。若所述收集液储液罐内的液位高度低于预设高度,则通过控制模块启动所述电机,启动蠕动泵,通过所述输液管将所述补液管中的补液输送至所述收集液储液罐内,所述液位传感器感应所述收集液储液罐内的液位高度,当液位高度达到预设值时,关闭电机,停止蠕动泵;若所述收集液储液罐内的液位高度与预设高度一致,则不启动所述电机;
S2、通过控制模块启动电化学交流阻抗测量和温度测量,测量所述收集液储液罐内的收集液阻抗和温度。将测量到的收集液阻抗值和温度值传输至所述数据分析模块中;
S3、数据分析模块根据步骤S2中测量得到温度对测量到的阻抗值进行温度校正,其中温度校正公式为:Z20=ZT[1-b(T-20)],其中b为温度校正系数,b与温度T的关系为:Z的单位为Ω,T的单位为℃;
S4、根据步骤S3计算得到的校正后的阻抗计算收集液中的可溶盐浓度,其中可溶盐浓度c与阻抗值Z的关系为:1ogc=3.7996-1.358×logZ,c的单位为mg/mL,Z的单位为Ω;
S5、根据大气沉积物收集区暴露面积计算可溶盐沉积量;
S6、通过显示终端显示测试时间、步骤S2中测量得到的温度、收集液阻抗值、S4计算得到的可溶盐浓度和步骤S5计算得到的可溶盐沉积量;
S7、判断是否达到预设测试时间,若达到预设测试时间,则通过控制模块关闭电化学交流阻抗测量和温度测量;若未达到预设测试时间,则重复步骤S2-S6:
S8、将所述数据分析模块接收到的电化学交流阻抗值、温度值、经步骤S4计算得到的可溶盐浓度值、经步骤S5计算得到的可溶盐沉积量和测试时间传输并存储在所述数据存储模块中;
具体的,步骤S1中,所述预设高度误差不超过1mm。
具体的,步骤S3中温度校正公式和温度校正系数b与温度T的关系式适用范围为-10℃-45℃。
具体的,步骤S6中,所述预设测试时间为10分钟。
具体的,所述大气可溶盐沉积量测量方法还包括数据本地传输步骤和无线传输步骤。
具体的,所述本地传输步骤为:将所述步骤S8中存储的电化学交流阻抗值、温度值、可溶盐浓度值、可溶盐沉积量和测试时间经RS232传输至本地服务器中;所述无线传输步骤包括:将所述步骤S8中存储的电化学交流阻抗值、温度值、可溶盐浓度值、可溶盐沉积量和测试时间通过4G通信和4G收发器发送至网站服务器,然后所述网站服务器将测试时间、电化学交流阻抗值、温度值和可溶盐浓度值保存到数据服务器,授权用户通过终端计算机连接到所述数据服务器实时访问测量数据,实现对大气可溶盐沉积量的实时监测。
实施例1
将大气可溶盐沉积量监测装置固定于距地高度1m的平台中心位置,距平台高度1m处架设有倾斜角为45°的遮雨顶。监测装置的太阳能电池板固定于遮雨顶南向外侧。大气沉积物收集区面积为200cm2,可溶盐收集液体积为200mL,基础电解质为分析纯氯化钠,浓度为0.1mg/mL,可溶盐收集液中杀菌剂为辛酸,体积为0.2mL。补液中的杀菌剂为辛酸,体积浓度为0.001,启动电化学交流阻抗测量和温度测量与将测量到的收集液阻抗值和温度值传输至所述数据分析模块之间的时间间隔为15分钟。设定阻抗测量频率为100kHz。设定每天8:00、12:00、17:00分通过控制模块打开液位传感器,测量收集液储液罐内的液位高度。当液位高度达到预设高度时,启动测量模块。启动测量模块15分钟后,将测量得到的收集液阻抗值和温度值传输至数据分析模块中。数据分析模块根据测量得到温度对阻抗值进行温度校正,并计算收集液中的可溶盐浓度及可溶盐沉积量。
启动数据传输10分钟后停止传输,关闭测量模块,将数据存储在存储模块并传输至数据服务器。通过终端计算机实现远程监测。
图4为在山东济南室外放置60天的可溶盐沉积密度监测结果。结果表明,同一天内的测量结果偏差较小,可溶盐沉积量随着放置时间增加呈逐渐增加的趋势,表明大气沉积物收集区表面的大气可溶盐沉积量逐渐增加。在监测前30天,测量得到的收集液可溶盐浓度约为0.09mg/mL,与基础电解质浓度接近,误差约为10%,表明本发明提供的大气可溶盐沉积量测量方法具有良好的准确性。
第60天时监测装置显示大气可溶盐沉积量为25.4mg,可溶盐收集液浓度为0.127mg/mL。
对照例1
如实施例1所述,不同的是,未对室外放置60天的收集液阻抗值进行温度校正。图5为根据未经温度校正的阻抗值计算得到的室外放置60天的可溶盐沉积密度监测结果。结果表明,根据未经温度校正的阻抗值计算得到的可溶盐沉积密度在同一天内的测量结果偏差较大,这与实际情况不符。在监测前30天,测量得到的收集液可溶盐浓度约为0.02-0.03mg/mL,远小于基础电解质浓度0.1mg/mL,误差约为70-80%,说明根据未经温度校正的阻抗值计算得到的可溶盐沉积密度误差较大,本发明提供的大气可溶盐沉积量测量方法中温度校正是必要的。
对照例2
配制浓度为0.127mg/mL的NaCl-丙三醇水溶液,将配置的上述溶液转移至洁净干燥的收集液储液罐中,使液位高度低于预设高度且可完全没过温度探头和电化学交流阻抗探头。通过控制模块启动液位传感器,测量收集液储液罐内的液位高度。当液位高度达到预设高度时,启动测量模块。启动测量模块15分钟后,将测量得到的收集液阻抗值和温度值传输至数据分析模块中。数据分析模块根据测量得到的温度对阻抗值进行温度校正,并计算可溶盐收集液的浓度及可溶盐沉积量。测量结果显示,可溶盐收集液浓度为0.110mg/mL,大气可溶盐沉积量为22.1mg,误差为13.4%,表明本发明提供的大气可溶盐沉积量监测装置及测量方法具有良好的准确性,可以满足户外监测的需要。
申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述,但是本领域技术人员应该理解,以上实施例仅为本发明的优选实施方案,详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神,而非对本发明保护范围的限制,相反,任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或者修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种大气可溶盐沉积量监测装置,其特征在于,包括:样品采集模块、补液模块、检测模块、数据分析模块、数据存储模块、控制模块;所述样品采集模块用于采集大气中的可溶盐,其包括大气沉积物收集区、可溶盐收集液和收集液储液罐;所述补液模块用于保证所述收集液储液罐内的收集液体体积恒定;所述检测模块用于测量所述可溶盐收集液的电化学交流阻抗和温度;所述数据分析模块用于实现根据阻抗测量值和温度测量值完成温度校正、收集液中可溶盐浓度计算、大气可溶盐沉积量计算和数模转换;所述数据存储模块用于存储经过所述数据分析模块得到的数据;所述控制模块用于控制所述补液模块和检测模块开关;
所述大气沉积物收集区一端位于所述装置外部且暴露于大气环境中,另一端位于所述收集液储液罐内部且与所述可溶盐收集液接触;所述收集液储液罐顶部安装有含安装孔的密封塞,所述安装孔用于安装大气沉积物收集区,所述密封塞用于阻挡除补液和所述大气沉积物收集区收集的大气可溶盐沉积物以外的其他液体或杂质离子进入所述收集液储液罐中;
所述补液模块包括液位传感器、补液罐、输液管、蠕动泵和电机,所述液位传感器固定于所述收集液储液罐中上部,用于测量所述收集液储液罐内的液位高度,所述输液管一端固定于所述收集液储液罐顶部,另一端固定于所述补液罐底部,所述输液管中部安装于所述蠕动泵轨道内,在所述收集液储液罐内的液位高度下降时将所述补液罐内的补液输送至所述收集液储液罐中,保证所述收集液储液罐内的液位高度恒定,所述电机用于启动所述蠕动泵;
所述温度校正公式为:,其中b为温度校正系数,b与温度T的关系为:/>,Z的单位为Ω,T的单位为℃;
校正后的阻抗值计算收集液中的可溶盐浓度,可溶盐浓度c与阻抗值Z的关系为:,c的单位为mg/mL,Z的单位为Ω。
2.根据权利要求1所述的大气可溶盐沉积量监测装置,其特征在于,所述可溶盐收集液由丙三醇、去离子水、基础电解质和杀菌剂组成。
3.根据权利要求1所述的大气可溶盐沉积量监测装置,其特征在于,所述收集液储液罐底部安装有升降装置,所述升降装置由承载区和升降旋钮组成,所述升降装置用于调节所述收集液储液罐高度,控制所述大气沉积物收集区暴露于大气环境中的面积。
4.根据权利要求2所述的大气可溶盐沉积量监测装置,其特征在于,所述可溶盐收集液中的去离子水与丙三醇的体积比为7:3;所述可溶盐收集液中的所述基础电解质为分析纯氯化钠;所述基础电解质浓度不低于0.05mg/mL;所述杀菌剂为有机物或弱酸性物质,所述杀菌剂的体积不超过所述可溶盐收集液体积的1‰。
5.根据权利要求1所述的大气可溶盐沉积量监测装置,其特征在于,所述检测模块包括电化学交流阻抗探头、温度探头和探头连接线,所述电化学交流阻抗探头、温度探头完全浸没于所述可溶盐收集液中,所述电化学交流阻抗探头由刚性绝缘基底、惰性电极和电极引出线组成,用于测量所述可溶盐收集液的电化学交流阻抗,所述刚性绝缘基底用于固定所述惰性电极,所述检测模块经所述探头连接线与所述数据分析模块电连接。
6.根据权利要求1所述的大气可溶盐沉积量监测装置,其特征在于,所述液位传感器为激光传感器,所述补液罐中的补液为含有杀菌剂的去离子水,所述杀菌剂为有机物或弱酸性物质,所述杀菌剂的体积不超过所述补液体积的1‰。
7.根据权利要求1所述的大气可溶盐沉积量监测装置,其特征在于,所述大气可溶盐沉积量监测装置还包括通讯模块、供电模块、显示终端;所述通讯模块用于实现无线通讯和本地通讯;所述供电模块包括太阳能电池板和可充电电池,用于给所述检测模块、数据分析模块、数据存储模块、通讯模块、补液模块、控制模块和显示终端供电;所述显示终端用于显示时间、温度、收集液阻抗值、可溶盐浓度和可溶盐沉积量。
8.根据权利要求7所述的大气可溶盐沉积量监测装置,其特征在于,所述大气可溶盐沉积量监测装置还包括主控箱、外箱;所述主控箱内固定有所述数据分析模块、数据存储模块、通讯模块和控制模块;所述外箱用于固定所述主控箱、样品采集模块、补液模块、检测模块、供电模块。
9.一种应用如权利要求1-8任一项所述的大气可溶盐沉积量监测装置的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、通过控制模块打开液位传感器,测量所述收集液储液罐内的液位高度;若所述收集液储液罐内的液位高度低于预设高度,则通过控制模块启动所述电机,启动蠕动泵,通过所述输液管将所述补液管中的补液输送至所述收集液储液罐内,所述液位传感器感应所述收集液储液罐内的液位高度,当液位高度达到预设值时,关闭电机,停止蠕动泵;若所述收集液储液罐内的液位高度与预设高度一致,则不启动所述电机;
S2、通过控制模块启动电化学交流阻抗测量和温度测量,测量所述收集液储液罐内的可溶盐收集液阻抗和温度;将测量到的阻抗值和温度值传输至所述数据分析模块中;
S3、数据分析模块根据步骤S2中测量得到温度对测量到的阻抗值进行温度校正,温度校正公式为:,其中b为温度校正系数,b与温度T的关系为:,Z的单位为Ω,T的单位为℃;
S4、根据步骤S3计算得到的校正后的阻抗值计算收集液中的可溶盐浓度,可溶盐浓度c与阻抗值Z的关系为:,c的单位为mg/mL,Z的单位为Ω;
S5、根据大气沉积物收集区暴露面积计算可溶盐沉积量;
S6、通过显示终端显示测试时间、步骤S2中测量得到的温度、收集液阻抗值、步骤S4计算得到的可溶盐浓度和步骤S5计算得到的可溶盐沉积量;
S7、判断是否达到预设测试时间,若达到预设测试时间,则通过控制模块关闭电化学交流阻抗测量和温度测量;若未达到预设测试时间,则重复步骤S2-S6;
S8、将所述数据分析模块接收到的电化学交流阻抗值、温度值、经步骤S4计算得到的可溶盐浓度值、经步骤S5计算得到的可溶盐沉积量和测试时间传输并存储在所述数据存储模块中。
10. 根据权利要求9所述的测量方法,其特征在于,步骤S1中,所述预设高度误差不超过1 mm;步骤S2中,启动电化学交流阻抗测量和温度测量与将测量到的收集液阻抗值和温度值传输至所述数据分析模块之间的时间间隔为10-30分钟;步骤S3中温度校正公式和温度校正系数b与温度T的关系式适用范围为-10℃-45℃;步骤S6中,所述预设测试时间为10分钟。
11.根据权利要求9所述的测量方法,其特征在于,所述测量方法还包括数据本地传输步骤和无线传输步骤;所述本地传输步骤为:将所述步骤S8中存储的电化学交流阻抗值、温度值、可溶盐浓度值、可溶盐沉积量和测试时间经RS232传输至本地服务器中;所述无线传输步骤包括:将所述步骤S8中存储的电化学交流阻抗值、温度值、可溶盐浓度值、可溶盐沉积量和测试时间通过4G通信和4G收发器发送至网站服务器,然后所述网站服务器将测试时间、电化学交流阻抗值、温度值和可溶盐浓度值保存到数据服务器,授权用户通过终端计算机连接到所述数据服务器实时访问测量数据,实现对大气可溶盐沉积量的实时监测。
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