CN114689373B - 智能云雾采样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能云雾采样器，包括云雾采样器、传感器模块和采样控制器；云雾采样器包括采样器本体，采样器本体的云雾进样口上活动安装有进样口挡板装置，采样器本体内依次设有云雾水捕捉器、均风稳流装置和轴流风机，采样器本体的底部连接有云雾水汇流槽和云雾水收集瓶；专门用于采集大气中的云雾水，实现云雾水采样，在采样控制器和传感器模块的配合下，实现了采样过程的自动化控制，同时利用采样控制器解决了采样中气象参数的存储传输问题，各项技术指标可通过采样控制器处理获得，基本实现了云雾水样品采集过程的无人干预；均风稳流装置的设置使云雾在机内流动稳定均衡，与云雾水汇流槽和云雾水收集瓶配合后极大地提高了采集效率。

Description

智能云雾采样器

技术领域

本发明涉及云雾水采集用设备技术领域，尤其涉及一种能自动采集云雾水智能型云雾采样器。

背景技术

雾是由悬浮在近地面大气中的微小液滴和冰晶微粒组成的气溶胶，是污染物在气态污染物和干湿沉降中传输、吸附、反应的重要媒介，成雾地点多位于气象条件多变的高山、海洋地区，成雾时间不定，且多发于夜间，采集的云雾水可供环保、卫生、劳动、安监、科研、教育等部门用于大气云雾常规及应急监测，可广泛用于气象台站、远程自动气象站、高山、海岛及大型船舶远程航测。

云雾水采集器是用来采集云雾水的精密仪器，为分析云雾成分提供水样，一般前部设有方形的云雾通道，用来云雾水捕捉器及云雾水收集部件，中部也设有方形通道，用来安装均风板等部件，而后部用来安装轴流风机等，且其前、中、后三部分为一体式成型结构。在进行云雾水采样时，在轴流风机的作用下，外部云雾进入至云雾通道与云雾水捕捉器接触，凝结形成云雾水后通过云雾水收集部件进行收集，云雾水收集后的气流在均风板、方形通道和轴流风机的配合下仪器之外。

为了提高云雾水捕捉器的收集效率，现有的捕捉器一般是通过在后部增加六边形且蜂窝状的稳流板，各通道均采用正方形筒体结构。但在使用的过程中，云雾水捕捉器往往只有一部分区域会与云雾进行碰撞接触，致使云雾水捕捉器各位置的采集率不均衡。而且通过实验及实地试用证明，采用上述结构的云雾水捕捉器对云雾水的浓度大小要求比较高，很多情况下的云雾水不能有效的采集。

另外，目前使用的云雾水采集器由于外壳是一体成型结构，因此体积、重量均较大，不利于搬运和安装，一体成型后内部积攒的云雾水也难以快速的排出，容易因滋生细菌而影响云雾水的收集质量，且清理不便，难以彻底清理。云雾水收集部件由于云雾通道内负压的存在，很容易在云雾水捕捉器表面及云雾水收集部件附近形成水膜，而影响云雾水的收集效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够拆分、便于搬运和安装，能够远程启动云雾水采集且采集效率高，有助于保证云雾水采集质量的智能云雾采样器。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：智能云雾采样器，包括用于采集云雾水的云雾采样器和用于检测云雾水采集条件信号的传感器模块，所述云雾采样器和所述传感器模块分别可拆卸连接至采样控制器；

所述云雾采样器包括采样器本体，所述采样器本体的云雾进样口上活动安装有进样口挡板装置，所述采样器本体内沿云雾行进方向依次设有云雾水捕捉器、均风稳流装置和轴流风机，所述进样口挡板装置和所述轴流风机分别连接至所述采样控制器，所述采样器本体的底部对应所述云雾水捕捉器依次连接有配合使用的云雾水汇流槽和云雾水收集瓶。

作为优选的技术方案，所述采样器本体包括独立设置的采样收集机壳和采样动力机壳，所述采样收集机壳与所述采样动力机壳之间可拆卸夹装有子母卡盘装置，所述采样收集机壳的底部与所述子母卡盘装置之间形成有排水缝隙，所述采样动力机壳朝向所述子母卡盘装置的一侧呈渐缩的锥形设置。

作为优选的技术方案，所述子母卡盘装置包括分别呈环形结构设置的子卡盘和母卡盘，所述子卡盘安装于所述采样动力机壳的端部，所述母卡盘可拆卸安装于所述采样收集机壳的端部，所述子卡盘的外周面上布置有卡头，所述母卡盘上设有便于各所述卡头穿过的卡口，所述母卡盘朝向采样收集机壳的一侧位于各所述卡口的侧部设有容纳所述卡头的卡台。

作为优选的技术方案，所述卡头设置为楔形块，相应地所述卡台设置为楔形台，所述卡台距离所述卡口由近到远渐浅设置。

作为优选的技术方案，所述均风稳流装置包括夹装于所述采样收集机壳与所述子母卡盘装置之间的均风稳流孔板，贯穿所述均风稳流孔板设有中心冷却孔，所述中心冷却孔的外侧依次分层布置有均流孔环，所述均流孔环内各孔的直径由内层向外层依次渐大设置，且同层所述均流孔环内的各孔直径相同设置，位于在外层的所述均流孔环内各孔的孔径不大于所述中心冷却孔的孔径。

作为优选的技术方案，所述云雾水捕捉器包括固定套装于所述采样收集机壳内的云雾水捕捉筒，贯穿所述云雾水捕捉筒设有外捕捉框，所述外捕捉框内布置插接有内收集绳网框，所述内收集绳网框自所述云雾进样口向内倾斜设置，所述内收集绳网框的边框设置为首尾连接的圆杆。

作为优选的技术方案，所述进样口挡板装置包括下端铰接安装的进样口挡板，所述进样口挡板上端对应设有配合使用的锁钩，所述采样收集机壳内封装有用于驱动所述锁钩的推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁连接至所述采样控制器，所述锁钩还连接有锁钩复位拉簧，所述采样收集机壳内位于所述锁钩的下方活动安装有挡板顶出杆，所述采样收集机壳和所述进样口挡板之间还设有用于固定所述进样口挡板的挡板夹持装置。

作为优选的技术方案，所述挡板夹持装置包括所述采样收集机壳底端安装的两个夹持座，两所述夹持座的相对端分别活动安装有夹持卡头，所述夹持座内与对应的所述夹持卡头之间封装有夹持弹簧，所述进样口挡板表面安装有与两所述夹持卡头配合的夹持卡块。

作为对上述技术方案的改进，所述采样控制器包括控制器机壳，所述控制器机壳内封装有微处理器、PLC控制器、硬盘、内存、系统总线和通讯模块，所述控制器机壳表面嵌装有触摸显示屏，所述触摸显示屏通过所述系统总线与所述微处理器连接。

由于采用了上述技术方案，智能云雾采样器，包括用于采集云雾水的云雾采样器和用于检测云雾水采集条件信号的传感器模块，所述云雾采样器和所述传感器模块分别可拆卸连接至采样控制器；所述云雾采样器包括采样器本体，所述采样器本体的云雾进样口上活动安装有进样口挡板装置，所述采样器本体内沿云雾行进方向依次设有云雾水捕捉器、均风稳流装置和轴流风机，所述进样口挡板装置和所述轴流风机分别连接至所述采样控制器，所述采样器本体的底部对应所述云雾水捕捉器依次连接有配合使用的云雾水汇流槽和云雾水收集瓶；本发明具有以下有益效果：专门用于采集大气中的云雾水，实现云雾水采样，在采样控制器和传感器模块的配合下，实现了采样过程的自动化控制，同时利用采样控制器解决了采样中气象参数的存储传输问题，各项技术指标可通过采样控制器处理获得，基本实现了云雾水样品采集过程的无人干预；均风稳流装置的设置使云雾在机内流动稳定均衡，与云雾水汇流槽和云雾水收集瓶配合后极大地提高了采集效率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例云雾采样器的结构示意图；

图2是本发明实施例采样控制器的结构框图；

图3是本发明实施例采样动力机壳的剖面结构示意图；

图4是图3中A处的放大结构示意图；

图5是本发明实施例子卡盘和母卡盘的拆分状态示意图；

图6是本发明实施例采样收集机壳及进样口挡板装置的侧视图；

图7是本发明实施例进样口挡板装置闭合状态的剖面结构示意图；

图8是本发明实施例进样口挡板装置开启状态的剖面结构示意图；

图9是图7中B处的放大结构示意图；

图10是本发明实施例均风稳流装置结构示意图；

图11是本发明实施例风机快插固定座的安装状态结构示意图；

图12是图11中C处的放大结构示意图；

图13是本发明实施例风机快插固定座的俯视图；

图14是本发明实施例风机快插固定座的仰视图；

图中：1-云雾采样器；11-云雾进样口；12-采样收集机壳；13-采样动力机壳；1301-锥形筒机壳段；1302-柱形筒机壳段；14-子卡盘；15-母卡盘；16-卡头；17-卡口；18-卡台；19-排水缝隙；110-进样口挡板；111-锁钩；112-推拉式电磁铁；113-锁钩复位拉簧；114-挡板顶出杆；115-顶出弹簧；116-夹持座；117-夹持卡头；118-夹持弹簧；119-夹持卡块；120-轴流风机；121-云雾水捕捉筒；122-外捕捉框；123-内收集绳网框；124-均风稳流孔板；125-中心冷却孔；126-均流孔环；127-云雾水汇流槽；128-云雾水收集瓶；129-风机导线过孔；130-风机导线；131-快接插头；132-快插固定座本体；133-泄水槽；134-接头固定槽；135-泄水口；136-立式通道；137-横式通道；2-传感器模块；3-采样控制器；31-控制器机壳；32-触摸显示屏；4-安装支撑架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2所示，智能云雾采样器，用于自动完成云雾水的水样采集，包括用于采集云雾水的云雾采样器1和用于检测云雾水采集条件信号的传感器模块2，所述云雾采样器1和所述传感器模块2分别可拆卸连接至采样控制器3。所述云雾采样器1可拆卸安装于安装支撑架4上，所述安装支撑架4的高度约为1500mm，重量约为20KG，且设置为三脚架，支撑稳定牢固。其中，所述采样控制器3包括控制器机壳31，所述控制器机壳31内封装有微处理器、PLC控制器、硬盘、内存、系统总线和通讯模块，所述控制器机壳31表面嵌装有触摸显示屏32，所述触摸显示屏32通过所述系统总线与所述微处理器连接。所述传感器模块2通过线缆与所述采样控制器3的信号接口相连，所述云雾采样器1内的动力部件均通过相应的线缆与所述采样控制器3的接口相连。

所述传感器模块2通过线缆与所述采样控制器3的工作电压为24V（DC），其中所述采样控制器3的重量约为10KG，可接收或传输的信号包括4～20mA信号、0～2.5V信号、RS-485信号等，所述采样控制器3的数据存储方式为PCB数据记录，可在-50℃～45℃的温度环境稳定中，工作高度大约为2000mm。所述传感器模块2为一体式结构，内部集合封装有雨量传感器、温湿度传感器等，用于检测环境中的温度、湿度、降雨量等参数信号，并输送至所述采样控制器3内进行存储和分析。通过所述触摸显示屏32可以设置温度、湿度、降雨量等阈值参数，以便于利用所述采样控制器3进行控制，实现云雾水样的自动采集，即当达到相应的阈值后，方可自动控制所述云雾采样器1的相关部件进行启动或停止。

如图1、图3、图4和图5所示，所述云雾采样器1包括采样器本体，所述采样器本体的云雾进样口11上活动安装有进样口挡板装置，其中所述云雾采样器1的整体长度约为610mm，所述云雾进样口11的直径约为160mm，整体最大直径约为220mm，所述云雾采样器1总体重约为15KG，可运行于-5～+20℃的温度范围内。其中，所述采样器本体包括独立设置的采样收集机壳12和采样动力机壳13，所述采样收集机壳12与所述采样动力机壳13之间可拆卸夹装有子母卡盘装置，通过所述子母卡盘装置可以实现所述采样收集机壳12与所述采样动力机壳13的拆分和连接。拆分后所述采样收集机壳12与所述采样动力机壳13分别体积小，质量轻，在复杂地形使用时便于搬运和安装。所述采样收集机壳12与所述采样动力机壳13均为改性氧化铝合金材料制成，轻便坚固，尤其适合湿度较大的环境使用。

具体地，所述子母卡盘装置包括分别呈环形结构设置的子卡盘14和母卡盘15，且所述母卡盘15朝向所述采样收集机壳12的一侧设有凸出的连接翻边，贯穿所述连接翻边布置有连接孔。通过连接螺栓与所述连接孔的配合，可以实现所述母卡盘15与所述采样收集机壳12的拆分和连接，以方便安装内部其它结构。所述子卡盘14安装于所述采样动力机壳13的端部，所述子卡盘14的外周面上布置有卡头16，所述母卡盘15上设有便于各所述卡头16穿过的卡口17，所述母卡盘15朝向采样收集机壳12的一侧位于各所述卡口17的侧部设有容纳所述卡头16的卡台18。且所述卡头16设置为楔形块，相应地所述卡台18设置为楔形台，所述卡台18距离所述卡口17由近到远渐浅设置，连接后自密封性好，无需借助其它密封部件，可以防止气流从连接处外逸，避免造成泄压而影响抽吸云雾的效率。

所述采样收集机壳12与所述采样动力机壳13的拆装过程为：两者安装连接时，将所述卡口17与所述卡头16对准，保持所述采样收集机壳12或所述采样动力机壳13固定不动，推动另一机壳，使所述卡头16进入至对应的所述卡口17内，旋转能够动的机壳，由于所述卡头16与所述卡台18均为楔形结构，越旋转两机壳的接触就越紧密，实现了不借助密封圈的情况下两者间的紧密连接；两者拆分时，反向操作能够旋转的机壳至所述卡口17与所述卡头16再次对准，将该机壳向外抽出即可。由此可见，操作简单，无需借助任何外部工具，且自密封效果好。

所述采样动力机壳13朝向所述子母卡盘装置的一侧呈渐缩的锥形设置。具体地，所述采样动力机壳13包括用于连接所述母卡盘15的锥形筒机壳段1301，用于安装轴流风机120的柱形筒机壳段1302，且所述锥形筒机壳段1301与所述柱形筒机壳段1302为一体成型结构。所述锥形筒机壳段1301的设置其内径渐变，有助于云雾水收集后气流的输出，间接减小了云雾进入端的压力，有利于提高云雾进入效率。

所述采样收集机壳12的底部与所述子母卡盘装置之间形成有排水缝隙19，且所述排水缝隙19的宽度不大于1mm。云雾水收集后，未完全凝结的云雾在外排过程中部分会凝结于采样收集机壳12的表面，并逐渐汇集至采样收集机壳12底部，可以通过设置的所述排水缝隙19排出，从而防止机壳内积攒凝结水，避免细菌等的滋生，从而保证云雾水的收集质量。

所述采样器本体的所述采样收集机壳12与所述采样动力机壳13均为改性氧化铝合金材料，属于高轻度材料，使两部分的质量都非常轻便，在搬运和安装时，大幅度地减少了工作人员的体能消耗。所述子母卡盘装置的设置，使所述采样收集机壳12与所述采样动力机壳13的安装和拆卸更加简单方便，减小了对安装辅助设备的要求。所述排水缝隙19的设置，能及时地清除所述采样收集机壳12内的冷凝水，从而降低采集样本污染的可能性。

如图6、图7、图8和图9所示，所述进样口挡板装置用于在云雾水收集时打开所述云雾进样口11，在云雾水收集完毕后封闭所述云雾进样口11，以避免云雾通道被污染，在保证内部器件保持洁净的同时，简化了开启操作，使用更方便。当所述传感器模块2识别到云雾信号后，在所述采样控制器3控制下，可延时10秒控制所述轴流风机120启动，进行云雾水采集。所述进样口挡板装置具体包括下端铰接安装的进样口挡板110，所述进样口挡板110上端对应设有配合使用的锁钩111，所述锁钩111延伸至所述采样收集机壳12内且转动安装设置。所述进样口挡板110的上端表面设有锁槽，所述锁钩111表面设有与所述锁槽配合使用且凸起的锁头。所述锁头与所述锁槽钩挂配合，实现所述进样口挡板110的闭合；所述锁头与所述锁槽分离时，所述进样口挡板110开启，云雾可以通过云雾进样口11进入至所述采样收集机壳12的内部，实现云雾水收集。

所述采样收集机壳12内封装有用于驱动所述锁钩111的推拉式电磁铁112，所述推拉式电磁铁112的推拉杆对应所述锁钩111设置，且位于所述锁钩111的转动安装点的内侧。所述推拉式电磁铁112连接至所述采样控制器3，实现所述进样口挡板110的远程自动开启。所述采样控制器3也能够与水样分析点的控制设备（如智能终端、PC机等）通过网络等无线信号连接。当需要进行云雾水采集时，在水样分析点通过控制设备下达开锁的控制信号，所述采样控制器3接收到开锁信号后，将所述推拉式电磁铁112的电路接通，其推拉杆伸出并将所述锁钩111外顶，所述锁钩111沿其转动安装点产生转动，使所述锁头与所述锁槽脱离，实现开锁。所述采样控制器3、水样分析点的控制设备以及两者间的信号连接等，均为本技术领域普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细描述。

贯穿所述采样收集机壳12设有适应所述锁钩111转动的长孔。当所述锁钩111被所述推拉式电磁铁112外顶产生转动时，所述锁头的外端会略微升高，所述长孔用于适应所述锁头外端高度的变化。所述锁钩111还连接有锁钩复位拉簧113，用于在所述锁钩111将所述进样口挡板110锁合时，实现所述锁钩111的锁合保持。所述锁钩复位拉簧113竖向设置，所述锁钩复位拉簧113上端连接至所述锁钩111且位于所述锁钩111的转动安装点外侧，所述锁钩复位拉簧113下端安装于所述采样收集机壳12内，所述进样口挡板110被锁合后，在所述锁钩复位拉簧113的拉力作用下，可以防止所述进样口挡板110被吹开，确保在不进行云雾水采样时，所述云雾水进口保持封闭状态，防止外部杂质、灰尘等进入。

所述采样收集机壳12内位于所述锁钩111的下方活动安装有挡板顶出杆114，实现远程开锁时，所述进样口挡板110的顺利开启。所述挡板顶出杆114插接安装于所述采样收集机壳12上，所述挡板顶出杆114的内端与所述采样收集机壳12之间限位安装有顶出弹簧115。当所述进样口挡板110处于闭合所述云雾进样口11的状态时，会将所述挡板顶出杆114向内推动，并压缩所述顶出弹簧115；当所述推拉式电磁铁112启动，使所述锁钩111与所述进样口挡板110分离时，所述进样口挡板110对所述挡板顶出杆114内推力消失，在所述顶出弹簧115的弹力作用下，所述挡板顶出杆114外移将所述进样口挡板110推开。当风力较大或长时间不用时，及时所述锁钩111与所述进样口挡板110分离，所述进样口挡板110有时也会保持闭合不动状态，难以自动开启，通过设置所述顶出弹簧115和所述挡板顶出杆114后，则可以彻底避免上述现象，确保在远程开锁时，所述进样口挡板110能够成功开启。

所述采样收集机壳12和所述进样口挡板110之间还设有用于固定所述进样口挡板110的挡板夹持装置，所述云雾采样器1属于精密贵重仪器，当所述进样口挡板110被开启后，需将其保持住，防止被风吹得来回晃动产生磨损，有助于保护所述进样口挡板110。

具体地，所述挡板夹持装置包括所述采样收集机壳12底端安装的两个夹持座116，两所述夹持座116的相对端分别活动安装有夹持卡头117，所述夹持座116内与对应的所述夹持卡头117之间封装有夹持弹簧118，所述进样口挡板110表面安装有与两所述夹持卡头117配合的夹持卡块119，两所述夹持卡块119之间形成有夹持缝隙。当所述进样口挡板110被打开后，在其沿着铰接安装点向下转动过程中，由于其自身重力会产生一定的动能。当所述进样口挡板110翻转至所述夹持卡块119与两所述夹持卡头117接触时，使两所述夹持卡头117压缩对应的所述夹持弹簧118后，部分会缩入至相应的所述夹持座116内，使所述夹持卡块119进入至所述夹持缝隙中，并在所述夹持弹簧118的作用下，利用两所述夹持卡头117将所述夹持卡块119夹持固定，使所述进样口挡板110保持固定不动，不会因为风的吹动而来回晃动，防止其产生碰撞和磨损。所述夹持卡头117的端面为半球状，与所述夹持卡块119接触面积小，阻力小，有助于所述夹持卡块119的顺利进入，同时对其进入具有一定的导向作用。

需要云雾水采样时，可通过远程控制锁钩复位拉簧113实现开锁，开锁后在挡板顶出杆114的作用下，将进样口挡板110推出并在其自身重力作用下沿着铰接安装处旋转180°，将云雾进样口11打开，实现云雾水自动采样，开启后的进样口挡板110通过挡板夹持装置自动保持住；云雾水采集完毕，取收集瓶时人工将进样口挡板110复位扣好，并通过锁钩111锁住，防止外部杂质进入，以保证内部各部件的洁净性。

如图1、图3、图7和图8所示，所述采样器本体内沿云雾行进方向依次设有云雾水捕捉器、均风稳流装置和所述轴流风机120，所述进样口挡板装置和所述轴流风机120分别连接至所述采样控制器3，所述轴流风机120工作电压为220V（AC），所述轴流风机120的启停运行是通过所述采样控制器3进行控制的，且所述轴流风机120体积小，压力小，风量大，易于安装。当需要收集云雾水时，所述采样控制器3控制所述轴流风机120启动开始工作，将所述采样器本体内的气流外排，使其内腔内形成负压环境，外部云雾通过所述云雾进样口11进入至所述采样器本体内，且经过所述云雾水捕捉器和所述均风稳流装置后，由所述轴流风机120排出。当云雾与所述云雾水捕捉器接触时会发生碰撞接触，大部分云雾会在所述云雾水捕捉器上形成凝结产生云雾水并向下流动汇聚，而少部分夹杂在空气中未凝结的云雾会随气流经过所述均风稳流装置后被所述轴流风机120排出。

如图7和图8所示，所述云雾水捕捉器包括固定套装于所述采样收集机壳12内的云雾水捕捉筒121，贯穿所述云雾水捕捉筒121设有外捕捉框122，所述外捕捉框122内布置插接有内收集绳网框123，所述内收集绳网框123自所述云雾进样口11向内倾斜设置，所述内收集绳网框123的边框设置为首尾连接的圆杆。所述外捕捉框122为固定安装于所述采样收集机壳12内，所述内收集绳网框123为抽拉式插接安装结构，可以从所述外捕捉框122和所述采样收集机壳12内取出，以方便清理或更换，以保证云雾水收集的效率和质量。所述内收集绳网框123的倾斜角度为40～60°，经多次测试获知当其倾斜角度设置为50°左右时，收集效果最佳。所述内收集绳网框123的边框设置为圆杆结构，目的在于借助其弧形表面使云雾水汇集快速地向下汇集，同时其与支撑部件相接触时会形成线接触，插接拆装时磨损小。所述采样收集机壳12与所述云雾水捕捉筒121套装形成了双层类圆柱筒状结构，且内层的所述云雾水捕捉筒121为尼龙筒；所述内收集绳网框123内均布固定有收集绳网，所述收集绳网设置为聚四氟乙烯材质，所述内收集绳网框123设置为306不锈钢材质且在其外表面涂覆有聚四氟乙烯涂层，因此与云雾水接触的材料均满足了云雾水采样的不沾性需求，既提高了云雾水的采样效率也保证了采集质量。

如图10所示，所述均风稳流装置包括夹装于所述采样收集机壳12与所述子母卡盘装置之间的均风稳流孔板124，贯穿所述均风稳流孔板124设有中心冷却孔125，所述中心冷却孔125的外侧依次分层布置有均流孔环126，所述均流孔环126内各孔的直径由内层向外层依次渐大设置，且同层所述均流孔环126内的各孔直径相同设置，位于在外层的所述均流孔环126内各孔的孔径不大于所述中心冷却孔125的孔径。所述均风稳流孔板124、分层布置的所述均流孔环126与所述锥形筒机壳段1301的锥腔配合，使进入至所述采样收集机壳12内空气分布均匀，保证所述云雾水捕捉器表面各点空气流速均匀稳定，提高云雾水与所述云雾水捕捉器的碰撞强度，最终扩大收集范围，提高云雾水收集效率，消除了目前相关设备在使用过程中因内部气流不稳定而造成云雾水收集不到或收集效率低的缺陷。直径最大的所述中心冷却孔125起到所述轴流风机120降温冷却的作用。

具体地，云雾在所述采样器本体行进时，会与其内壁间或接触的各部件间形成摩擦阻力，所述云雾水捕捉筒121和所述锥形筒机壳段1301相当于所述轴流风机120的集流器、导流器和整流罩，可以集中进风端的气流，并对气流的行进形成导流和调整，对流场形成约束，最终在所述云雾进样口11处形成强负压，从而保证云雾与所述内收集绳网框123的碰撞强度，提高了云雾水收集效率。

如图1和图7所示，所述采样器本体的底部对应所述云雾水捕捉器设有采样口，所述采样器本体的底部位于所述采样口的外侧依次连接有配合使用的云雾水汇流槽127和云雾水收集瓶128，实现云雾水的顺利汇流和收集。具体地，所述云雾水汇流槽127对收集形成的云雾水进行汇集和导流，使之顺利地流入至所述云雾水收集瓶128内，实现云雾水的采样，同时，所述云雾水汇流槽127兼做所述内收集绳网框123的支撑架，使插接安装的所述内收集绳网框123得到支持，避免与云雾碰撞过程中产生松动而影响云雾水收集效率。所述云雾水汇流槽127整体为特氟龙高分子材料制成，所述云雾水收集瓶128由高密度聚乙烯材料制成，均属于惰性材料，与云雾水接触不易与其内部成分产生反应，有助于保证云雾水成分分析的准确性。所述云雾水收集瓶128的容积为500ml，一个所述云雾采样器1可配置多个所述云雾水收集瓶128，以便于连续采样时更换使用。

如图11、图12、图13和图14所示，所述采样器本体的底部对应所述轴流风机120还安装有风机快插固定座，且设于贯穿所述采样器本体设置的风机导线过孔129外侧，所述轴流风机120通过风机导线130与配合使用的快接插头131，实现与外部电源及控制装置的连接，设置所述风机快插固定座的目的在于及时外排凝结形成的云雾水，同时实现所述风机导线130安全连接。

所述风机快插固定座包括快插固定座本体132，所述快插固定座本体132可以设置为实体结构，以避免内部缝隙或空间出现积水现象，造成结构腐蚀。贯穿所述快插固定座本体132布置有安装螺孔，通过与螺栓的配合使用，实现所述快插固定座本体132的可拆卸式安装。所述快插固定座本体132内间隔形成有泄水槽133和接头固定槽134，所述泄水槽133的开口向上且罩扣于所述风机导线过孔129的外周，所述泄水槽133的底壁上贯穿布置有泄水口135，在所述轴流风机120处凝结形成的云雾水，不可避免地会经过所述风机导线过孔129或沿着所述风机导线130向下流动，所述泄水槽133用于盛接上述云雾水，并通过所述泄水口135及时外排。在使用时，将所述快接插头131插入至所述接头固定槽134内，由于所述快接插头131为橡胶结构，可以靠两者之间的摩擦力实现保持插接固定。

所述接头固定槽134和所述泄水槽133之间连通有用于容纳风机导线130的过线通道，所述过线通道高于所述泄水槽133的底壁设置，可以避免所述泄水槽133内的云雾水流入所述接头固定槽134内，保证所述接头固定槽134始终保持干燥。所述接头固定槽134开口向下设置，所述过线通道包括贯穿所述接头固定槽134的顶壁设置的立式通道136，与所述泄水槽133连通设置的横式通道137，所述立式通道136连通至所述横式通道137的端部。且所述横式通道137为设于所述快插固定座本体132表面的线槽。所述立式通道136和所述横式通道137均与所述泄水槽133的底壁具有一定距离，可以防止云雾水溢流至所述接头固定槽134内。所述立式通道136和所述横式通道137内位于所述风机导线130的外部填充有密封胶，用于实现所述接头固定槽134与所述泄水槽133之间的间隔，防止水雾等潮湿气体通过所述立式通道136和所述横式通道137进入至所述接头固定槽134内。

在所述轴流风机120处凝结的云雾水下行只有两个路径，一是通过所述风机导线过孔129流淌至所述泄水槽133内；另一个是沿着所述风机导线130顺流至所述泄水槽133内。通过所述风机导线过孔129外排的云雾水会直接进入至所述泄水槽133内，并由所述泄水口135排出；使所述风机导线130先由风机导线过孔129进入至泄水槽133内，使其在所述泄水槽133内形成有低于所述横式通道137的弯折部，再经所述横式通道137和所述立式通道136进入至所述接头固定槽134内，与设于所述接头固定槽134内的所述快接插头131连接，使沿着所述风机导线130顺流的云雾水也能够顺利地滴流至所述泄水槽133内，再由所述泄水口135排出。

本实施例在使用时，包括以下操作步骤：

步骤一、携带所述云雾采样器1、所述传感器模块2和所述采样控制器3到达外场云雾水收集点，将上述各部分固定安装好。其中所述采样控制器3的安装方向要大致偏北（南半球偏南），且在视线范围内不得有任何高度超过5m的建筑物；所述采样控制器3的云雾进样口11水平面以上周围10m内不得有障碍物，将各部分通过线缆连接方式连接好，所述传感器模块2和所述采样控制器3形成云雾探测系统。

步骤二、所述云雾采样器1按照安装规范完成后，通过所述传感器模块2可同时测量温度、湿度、降雨量等参数传送至所述采样控制器3，所述采样控制器3依次判断天气为晴天、雾天或雨加雾天等，并记录相应温度、湿度、降雨量等气象参数。

步骤三、所述云雾探测系统监测到天气为非雾天气时，所述云雾采样器1上的所述云雾进样口11处于关闭状态，仅所述云雾探测系统处于工作状态，收集外场观测点的气象参数；所述云雾探测系统检测到天气为雨加雾天且降雨量大于0.8mm/min，虽然有雾但降雨量较大，所述云雾采样器1仍要处于关闭状态；所述云雾探测系统检测到天气为雾天或者雨加雾天，且降雨量或降雪量小于0.8mm/min，所述云雾采样器1处于开启状态，实施云雾水收集。

步骤四、所述云雾探测系统发出信号控制所述云雾采样器1处于开启状态后，所述云雾进样口11前端的所述进样口挡板110打开，两者呈平面180°夹角状；随后所述轴流风机120通电，所述云雾采样器1开始运行。

步骤五、云雾气团通过所述云雾水捕捉器、所述云雾水汇流槽127等汇集到所述云雾水收集瓶128中，观察所述云雾水收集瓶128收集满后及时更换空的所述云雾水收集瓶128即可。

步骤六、云雾水收集结束后，取走旧的所述云雾水收集瓶128，换上新的所述云雾水收集瓶128，手动扣合所述进样口挡板110，将所述云雾水捕捉器、所述云雾水汇流槽127等部位拆卸清洗后重新安装好，等待下一次云雾水样品收集使用。

本发明专门用于采集大气中的云雾水，在采样控制器3和传感器模块2的配合下，实现了采样过程的自动化控制，同时利用采样控制器3解决了采样中气象参数的存储传输问题，各项技术指标可通过采样控制器3处理获得，基本实现了云雾水样品采集过程的无人干预；均风稳流装置的设置使云雾在机内流动稳定均衡，与云雾水汇流槽127和云雾水收集瓶128配合后极大地提高了采集效率。云雾采样器1在便携性、流量稳定及现场安装等方面均有较大改进，极大地减轻了云雾水采样的劳动强度，同时在材质、尺寸和外观上也做了彻底的改变，使得云雾水的收集速率和效率都有了极大的提高。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.智能云雾采样器，其特征在于：包括用于采集云雾水的云雾采样器和用于检测云雾水采集条件信号的传感器模块，所述云雾采样器和所述传感器模块分别可拆卸连接至采样控制器；

所述云雾采样器包括采样器本体，所述采样器本体的云雾进样口上活动安装有进样口挡板装置，所述采样器本体内沿云雾行进方向依次设有云雾水捕捉器、均风稳流装置和轴流风机，所述进样口挡板装置和所述轴流风机分别连接至所述采样控制器，所述采样器本体的底部对应所述云雾水捕捉器依次连接有配合使用的云雾水汇流槽和云雾水收集瓶；

所述采样器本体包括独立设置的采样收集机壳和采样动力机壳，所述采样收集机壳与所述采样动力机壳之间可拆卸夹装有子母卡盘装置，所述采样收集机壳的底部与所述子母卡盘装置之间形成有排水缝隙，所述采样动力机壳朝向所述子母卡盘装置的一侧呈渐缩的锥形设置；

所述子母卡盘装置包括分别呈环形结构设置的子卡盘和母卡盘，所述子卡盘安装于所述采样动力机壳的端部，所述母卡盘可拆卸安装于所述采样收集机壳的端部，所述子卡盘的外周面上布置有卡头，所述母卡盘上设有便于各所述卡头穿过的卡口，所述母卡盘朝向采样收集机壳的一侧位于各所述卡口的侧部设有容纳所述卡头的卡台；

所述均风稳流装置包括夹装于所述采样收集机壳与所述子母卡盘装置之间的均风稳流孔板，贯穿所述均风稳流孔板设有中心冷却孔，所述中心冷却孔的外侧依次分层布置有均流孔环，所述均流孔环内各孔的直径由内层向外层依次渐大设置，且同层所述均流孔环内的各孔直径相同设置，位于在外层的所述均流孔环内各孔的孔径不大于所述中心冷却孔的孔径。

2.如权利要求1所述的智能云雾采样器，其特征在于：所述卡头设置为楔形块，相应地所述卡台设置为楔形台，所述卡台距离所述卡口由近到远渐浅设置。

3.如权利要求1所述的智能云雾采样器，其特征在于：所述云雾水捕捉器包括固定套装于所述采样收集机壳内的云雾水捕捉筒，贯穿所述云雾水捕捉筒设有外捕捉框，所述外捕捉框内布置插接有内收集绳网框，所述内收集绳网框自所述云雾进样口向内倾斜设置，所述内收集绳网框的边框设置为首尾连接的圆杆。

4.如权利要求1所述的智能云雾采样器，其特征在于：所述进样口挡板装置包括下端铰接安装的进样口挡板，所述进样口挡板上端对应设有配合使用的锁钩，所述采样收集机壳内封装有用于驱动所述锁钩的推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁连接至所述采样控制器，所述锁钩还连接有锁钩复位拉簧，所述采样收集机壳内位于所述锁钩的下方活动安装有挡板顶出杆，所述采样收集机壳和所述进样口挡板之间还设有用于固定所述进样口挡板的挡板夹持装置。

5.如权利要求4所述的智能云雾采样器，其特征在于：所述挡板夹持装置包括所述采样收集机壳底端安装的两个夹持座，两所述夹持座的相对端分别活动安装有夹持卡头，所述夹持座内与对应的所述夹持卡头之间封装有夹持弹簧，所述进样口挡板表面安装有与两所述夹持卡头配合的夹持卡块。

6.如权利要求1所述的智能云雾采样器，其特征在于：所述采样控制器包括控制器机壳，所述控制器机壳内封装有微处理器、PLC控制器、硬盘、内存、系统总线和通讯模块，所述控制器机壳表面嵌装有触摸显示屏，所述触摸显示屏通过所述系统总线与所述微处理器连接。

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