CN115343119A - 一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，涉及大气环境探测技术领域。该用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，包括安装板和风机罩，所述安装板的顶端固定连接有采集箱，所述采集箱的内部设置有采集机构，所述采集机构的内部前侧设置有驱动机构，所述安装板的内部底端设置有抽取机构，通过启动第二气缸进行左右移动，可以驱动密封挡板向着左右方向移动，从而控制两侧的输入口打开，使不同时间段的采集液分别进入到两个收集舱中，完成不同时间段的全样气收集处理，通过设置抽取针筒与可自动闭合的转动板，保证了采集过程中的密封性，不会使采集液受到空气中其他物质的影响。

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，具体为一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置。

背景技术

大气气溶胶又被称为大气颗粒物，由悬浮在气体中的固体或液体微粒与气体载体组成的多相体系，在这种分散体系中，分散相为固体或液体的小质点，而分散质则为气体，受到自然过程和人为活动两部分的影响所造成，气溶胶能作为水滴和冰晶的凝结核以及太阳辐射的吸收体和散射体，是大气的重要组成部分，大气气溶胶的采集对于大气环境的探测有着重要意义，气溶胶的采集方法有自然沉降法、过滤法、静电吸附法、撞击采集法、离心采集法等。

气溶胶的尺度范围变化较大，当前对大气中的气溶胶主要通过采集器来进行收集，一般先将空气抽进仪器内部，利用采集液对空气中的气溶胶粒子进行收集，而传统采集装置的密封性较低，在转移采集液时容易混入其他杂质，影响气溶胶的测量效果，同时现有设备在收集的过程中，通常只能进行单次收集，无法对气溶胶进行区间分段收集，收集效果较低，效率不高。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，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，解决了现有设备不能对气溶胶进行分时段独立收集，同时转移采集液的过程中容易混入其他杂质影响气溶胶测量效果的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，包括安装板和风机罩，所述安装板的顶端固定连接有采集箱，所述采集箱的内部设置有采集机构，所述采集机构的内部前侧设置有驱动机构，所述安装板的内部底端设置有抽取机构；

所述采集机构包括分隔板、漏槽、密封挡板和两个收集舱，两个所述收集舱的顶端一侧均设置有保温器，所述分隔板固定在采集箱的内部上端，所述分隔板的底端后侧设置有漏槽，所述漏槽的底端固定连接有引导槽，所述引导槽的前端左右两侧均设置有输入口，所述引导槽的前端中部固定连接有固定板，所述固定板的内部一端固定连接有第一气缸，所述第一气缸杆体的前端固定连接有推动板，两个所述输入口的前端均固定连接有连接管，所述连接管的一端分别固定连接在同侧收集舱的顶端中部一侧，两个所述收集舱的相邻一端中部均固定连接有前位板，所述前位板的中部设置有连接口，所述前位板的内端中部转动连接有转动板，所述转动板的底端设置有第一强磁铁，所述前位板的后端中部下侧设置有第二强磁铁；

所述驱动机构包括固定架，所述固定架的后端下侧固定连接有限位块，所述限位块的顶端左右两侧均滑动连接有插杆，所述固定架的顶端后侧固定连接有第二气缸，所述第二气缸杆体的前端固定连接有齿条板，所述齿条板的后端中部固定连接有压动板，所述固定架的中部转动连接有转动齿轮，所述压动板的底端后侧固定连接有双头连杆，所述双头连杆的左右两端均转动连接有U型连接板；

所述抽取机构包括承载槽，所述承载槽的左右两端均固定连接有抽取针筒，所述抽取针筒的前端中部设置有连接槽，所述抽取针筒的内部设置有推动针头，所述承载槽的底端左右两侧均固定连接有中空板。

优选的，所述推动板的左端滑动连接有限位滑杆，所述限位滑杆的左端固定连接在固定板的内部另一端，所述引导槽与固定板的中部均设置有通槽。

优选的，所述密封挡板的前端中部依次穿过引导槽与固定板中部的通槽并固定连接在推动板的后端中部，两个所述U型连接板的底端分别固定连接在同侧收集舱的相邻一端上部。

优选的，所述中空板的相邻一侧上部分别与同侧抽取针筒的一端连通，所述中空板的前端下侧固定连接有保温器，所述中空板的相邻一端下侧均固定连接有输送管。

优选的，两个所述收集舱的前后两端中部均设置有滑动凹槽，所述滑动凹槽分别与承载槽的内部前后两端的凸条滑动连接。

优选的，所述转动齿轮的前端固定连接有推杆，两个所述插杆的顶端分别固定连接在齿条板的中部左右两侧，所述齿轮与齿条板的前侧啮合连接。

优选的，所述安装板的底端中部转动连接有支撑架，所述安装板的顶端前部左右两侧均设置有储存箱，所述储存箱的顶端分别与同侧输送管的底端连通，所述安装板的左右两端前侧均转动连接有侧边板，所述安装板的顶端转动连接有顶部盖板。

优选的，所述风机罩的内部一侧设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有叶轮，所述叶轮的一端转动连接在风机罩的内部另一侧，所述风机罩的前端下侧设置有送风槽，所述送风槽固定连接在采集箱的后端中部上侧并与采集箱的内部连通。

工作原理：本发明在使用过程中，首先打开顶部盖板，向采集箱的内部上侧倒入采集液，采集液会顺着漏槽进入到引导槽的内部，在密封挡板的作用下，采集液会被挡住，无法通过输入口和连接管进入到收集舱中，采集液准备完毕后，打开驱动电机，通过驱动电机来带动叶轮转动，由叶轮吸入外部空气至采集箱的内部，外部空气与采集液进行混合后，通过启动第一气缸，由第一气缸的杆体带动密封挡板进行左右移动，当密封挡板向一侧移动时，引导槽另一侧的输入口会打开，让采集液顺着连接管进入到其中一个收集舱中，采集液流动一段时间后，再次启动气缸，使其杆体带动密封挡板对输入口进行密封阻挡，之后启动保温器，对收集舱内部进行保温处理，保障气溶胶粒子的活性，当需要对采集的气溶胶进行收集时，首先启动第二气缸运作，由第二气缸的杆体驱动齿条板向下移动，齿条板向下移动的过程中，会带动与其固定连接的压动板进行向下移动，由于压动板的底端后侧固定连接有双头连杆，在压动板向下移动的过程中，双头连杆会向下同步移动，双头连杆为双头结构形式，当双头连杆被压动板压动时，会推动与其两端转动连接的U型连接板向着相远离的方向移动，U型连接板固定连接在收集舱的一端，因此当U型连接板移动时会推动收集舱朝着承载槽的两端移动，当收集舱移动到一定位置后，收集舱外端的连接口会与中空板两端设置的抽取针筒的一端进行连接，在此过程中，推动针头会首先穿过前位板中部的连接口并与转动板进行接触，同时顶开转动板，之后启动抽气泵进行辅助抽液，提高液体的流速，收集舱内部的采集液混合体会通过连接口进入到抽取针筒内端的连接槽中，并依次通过中空板和输送管进入到储存箱中，实现对全样气的单次采集，采集完成后，第一气缸的杆体缩回，带动双头连杆上升，两个收集舱会向着相接近的方向移动，通过第一强磁铁和第二强磁铁配合，可以使推动针头脱离连接口时使转动板返回至闭合状态，在此过程中，另一侧的收集舱由于内部没有进入采集液，因此处于闲置状态，当需要对另一侧收集舱的内部进行收集时，通过启动第一气缸进行反向移动，即可驱动密封挡板向着另一侧移动，从而使另一侧的输入口打开，使其他时间段的采集液混合体进入到另一个收集舱中，之后再重复第二气缸的操作步骤，使采集液混合体进入到另一个储存箱中，当第二气缸发生故障或其他情况时，通过拉动驱动机构即可完成手动操作，整个采集过程自动化程度高，可以完成对不同时间段的全样气进行收集，同时也保证了采集过程中的密封性，不会使采集液受到空气中其他物质的影响。

(三)有益效果

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：

1、本发明通过第一气缸带动密封挡板进行左右移动，控制两个输入口的闭合，让采集液顺着连接管进入到其中一个收集舱中，通过启动第二气缸运作，驱动齿条板向下移动，由齿条板带动与其固定连接的压动板进行向下移动，压动板向下移动的过程中，双头连杆会向下同步移动，推动与其两端转动连接的U型连接板向着相远离的方向移动，收集舱内部的采集液混合体会通过连接口进入到抽取针筒内端的连接槽中，并依次通过中空板和输送管进入到储存箱中，整个传输过程中，采集液得到了良好的密封性保障，不会使采集液受到空气中其他物质的影响。

2、本发明通过启动第一气缸进行反向移动，驱动密封挡板向着另一侧移动，从而使另一侧的输入口打开，使其他时间段的采集液混合体进入到另一个收集舱中，之后再重复第二气缸的操作步骤，即可使采集液混合体进入到另一个储存箱中，当第二气缸发生故障或其他情况时，通过拉动驱动机构即可完成手动操作，整个采集过程自动化程度高，可以完成对不同时间段的全样气进行收集，保温器可以对收集舱内部进行保温处理，保障气溶胶粒子的活性。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的仰视图；

图3为本发明的送风机结构示意图；

图4为本发明的采集箱内部结构示意图；

图5为本发明的局部结构示意图；

图6为本发明的引导槽结构示意图；

图7为本发明的前位板结构示意图；

图8为本发明的抽取针筒示意图；

图9为本发明的驱动机构结构示意图；

图10为本发明的收集舱结构示意图；

图11为本发明的承载槽整体结构示意图。

其中，1、安装板；2、采集箱；3、采集机构；301、分隔板；302、漏槽；303、引导槽；304、通槽；305、输入口；306、连接管；307、固定板；308、第一气缸；309、推动板；310、限位滑杆；311、密封挡板；312、滑动凹槽；313、保温器；314、收集舱；315、前位板；316、转动板；317、第一强磁铁；318、连接口；319、第二强磁铁；4、驱动机构；401、固定架；402、第二气缸；403、齿条板；404、转动齿轮；405、推杆；406、压动板；407、双头连杆；408、U型连接板；409、插杆；410、限位块；5、抽取机构；501、承载槽；502、抽取针筒；503、中空板；504、保温器；505、连接槽；506、推动针头；507、输送管；6、储存箱；7、风机罩；8、叶轮；9、驱动电机；10、送风槽；11、顶部盖板；12、支撑架；13、侧边板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-11所示，本发明实施例提供一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，包括安装板1和风机罩7，安装板1的顶端固定连接有采集箱2，采集箱2的内部设置有采集机构3，采集机构3的内部前侧设置有驱动机构4，安装板1的内部底端设置有抽取机构5；

采集机构3包括分隔板301、漏槽302、密封挡板311和两个收集舱314，两个收集舱314的顶端一侧均设置有保温器313，保温器313可以对收集舱314的内部进行保温处理，保障气溶胶粒子的活性，分隔板301固定在采集箱2的内部上端，分隔板301的底端后侧设置有漏槽302，漏槽302的底端固定连接有引导槽303，引导槽303的前端左右两侧均设置有输入口305，通过两侧的输入口305可以向两个收集舱314的内部输送采集液混合体，引导槽303的前端中部固定连接有固定板307，固定板307的内部一端固定连接有第一气缸308，第一气缸308杆体的前端固定连接有推动板309，通过第一气缸308可以驱动密封挡板311进行左右移动，从而实现对输入口305的封闭，两个输入口305的前端均固定连接有连接管306，连接管306的一端分别固定连接在同侧收集舱314的顶端中部一侧，通过连接管306可以使引导槽303内部的采集液进入到收集舱314中，两个收集舱314的相邻一端中部均固定连接有前位板315，前位板315的中部设置有连接口318，连接口318的作用是让收集舱314内部的采集液混合体通过抽取针管502进入到中空板503中，前位板315的内端中部转动连接有转动板316，转动板316的底端设置有第一强磁铁317，前位板315的后端中部下侧设置有第二强磁铁319，通过第一强磁铁317和第二强磁铁319配合，可以使推动针头506脱离连接口318时使转动板316返回至闭合状态；

驱动机构4包括固定架401，固定架401的后端下侧固定连接有限位块410，限位块410的顶端左右两侧均滑动连接有插杆409，插杆409的主要作用是为齿条板403起到限位的作用，固定架401的顶端后侧固定连接有第二气缸402，第二气缸402杆体的前端固定连接有齿条板403，齿条板403的后端中部固定连接有压动板406，固定架401的中部转动连接有转动齿轮404，压动板406的底端后侧固定连接有双头连杆407，双头连杆407的左右两端均转动连接有U型连接板408，当双头连杆407受到压动板406的下压力时，其两端会向两侧分开；

抽取机构5包括承载槽501，承载槽501的左右两端均固定连接有抽取针筒502，抽取针筒502的前端中部设置有连接槽505，抽取针筒502的内部设置有推动针头506，承载槽501的底端左右两侧均固定连接有中空板503。

推动板309的左端滑动连接有限位滑杆310，限位滑杆310的左端固定连接在固定板307的内部另一端，通过限位滑杆310可以使密封挡板311在移动的过程中更加稳定，引导槽303与固定板307的中部均设置有通槽304。

密封挡板311的前端中部依次穿过引导槽303与固定板307中部的通槽304并固定连接在推动板309的后端中部，两个U型连接板408的底端分别固定连接在同侧收集舱314的相邻一端上部，当U型连接板408移动时，会推动与其固定连接的收集舱314同步移动。

中空板503的相邻一侧上部分别与同侧抽取针筒502的一端连通，中空板503的前端下侧固定连接有保温器504，保温器504可以对收集舱314内部的采集液混合体进行保温，保持分子活性，中空板503的相邻一端下侧均固定连接有输送管507，输送管507的作用是将收集舱314内部的采集液混合体输送至储存箱6中。

两个收集舱314的前后两端中部均设置有滑动凹槽312，滑动凹槽312分别与承载槽501的内部前后两端的凸条滑动连接，通过滑动凹槽312与凸条进行配合，可以对收集舱314起到限位的作用。

转动齿轮404的前端固定连接有推杆405，两个插杆409的顶端分别固定连接在齿条板403的中部左右两侧，齿轮404与齿条板403的前侧啮合连接，当齿条板403移动时，会带动转动齿轮404进行转动，当第二气缸402发生故障或其他情况时，通过拉动驱动机构4即可完成手动操作。

安装板1的底端中部转动连接有支撑架12，支撑架12可以调节高度，安装板1的顶端前部左右两侧均设置有储存箱6，储存箱6的顶端分别与同侧输送管507的底端连通，通过设置两个储存箱6，可以分组收集混合采集液混合体，安装板1的左右两端前侧均转动连接有侧边板13，侧边板13可以转动打开，方便后续转移或更换储存箱6，安装板1的顶端转动连接有顶部盖板11，通过打开顶部盖板11，可以向采集箱2的上部置入采集液。

风机罩7的内部一侧设置有驱动电机9，驱动电机9的输出端固定连接有叶轮8，叶轮8的一端转动连接在风机罩7的内部另一侧，风机罩7的前端下侧设置有送风槽10，送风槽10固定连接在采集箱2的后端中部上侧并与采集箱2的内部连通，通过驱动电机9可以驱动叶轮8进行转动，从而产生一定的吸力，讲外部空气输送到采集箱2的内部。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于大气气溶胶测量的全样气采集装置，包括安装板(1)和风机罩(7)，其特征在于：所述安装板(1)的顶端固定连接有采集箱(2)，所述采集箱(2)的内部设置有采集机构(3)，所述采集机构(3)的内部前侧设置有驱动机构(4)，所述安装板(1)的内部底端设置有抽取机构(5)；

所述采集机构(3)包括分隔板(301)、漏槽(302)、密封挡板(311)和两个收集舱(314)，两个所述收集舱(314)的顶端一侧均设置有保温器(313)，所述分隔板(301)固定在采集箱(2)的内部上端，所述分隔板(301)的底端后侧设置有漏槽(302)，所述漏槽(302)的底端固定连接有引导槽(303)，所述引导槽(303)的前端左右两侧均设置有输入口(305)，所述引导槽(303)的前端中部固定连接有固定板(307)，所述固定板(307)的内部一端固定连接有第一气缸(308)，所述第一气缸(308)杆体的前端固定连接有推动板(309)，两个所述输入口(305)的前端均固定连接有连接管(306)，所述连接管(306)的一端分别固定连接在同侧收集舱(314)的顶端中部一侧，两个所述收集舱(314)的相邻一端中部均固定连接有前位板(315)，所述前位板(315)的中部设置有连接口(318)，所述前位板(315)的内端中部转动连接有转动板(316)，所述转动板(316)的底端设置有第一强磁铁(317)，所述前位板(315)的后端中部下侧设置有第二强磁铁(319)；

所述驱动机构(4)包括固定架(401)，所述固定架(401)的后端下侧固定连接有限位块(410)，所述限位块(410)的顶端左右两侧均滑动连接有插杆(409)，所述固定架(401)的顶端后侧固定连接有第二气缸(402)，所述第二气缸(402)杆体的前端固定连接有齿条板(403)，所述齿条板(403)的后端中部固定连接有压动板(406)，所述固定架(401)的中部转动连接有转动齿轮(404)，所述压动板(406)的底端后侧固定连接有双头连杆(407)，所述双头连杆(407)的左右两端均转动有U型连接板(408)；

所述抽取机构(5)包括承载槽(501)，所述承载槽(501)的左右两端均固定连接有抽取针筒(502)，所述抽取针筒(502)的前端中部设置有连接槽(505)，所述抽取针筒(502)的内部设置有推动针头(506)，所述承载槽(501)的底端左右两侧均固定连接有中空板(503)。

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：所述推动板(309)的左端滑动连接有限位滑杆(310)，所述限位滑杆(310)的左端固定连接在固定板(307)的内部另一端，所述引导槽(303)与固定板(307)的中部均设置有通槽(304)。

3.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：所述密封挡板(311)的前端中部依次穿过引导槽(303)与固定板(307)中部的通槽(304)并固定连接在推动板(309)的后端中部，两个所述U型连接板(408)的底端分别固定连接在同侧收集舱(314)的相邻一端上部。

4.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：所述中空板(503)的相邻一侧上部分别与同侧抽取针筒(502)的一端连通，所述中空板(503)的前端下侧固定连接有保温器(504)，所述中空板(503)的相邻一端下侧均固定连接有输送管(507)。

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：两个所述收集舱(314)的前后两端中部均设置有滑动凹槽(312)，所述滑动凹槽(312)分别与承载槽(501)的内部前后两端的凸条滑动连接。

6.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：所述转动齿轮(404)的前端固定连接有推杆(405)，两个所述插杆(409)的顶端分别固定连接在齿条板(403)的中部左右两侧，所述齿轮(404)与齿条板(403)的前侧啮合连接。

7.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：所述安装板(1)的底端中部转动连接有支撑架(12)，所述安装板(1)的顶端前部左右两侧均设置有储存箱(6)，所述储存箱(6)的顶端分别与同侧输送管(507)的底端连通，所述安装板(1)的左右两端前侧均转动连接有侧边板(13)，所述安装板(1)的顶端转动连接有顶部盖板(11)。

8.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：所述风机罩(7)的内部一侧设置有驱动电机(9)，所述驱动电机(9)的输出端固定连接有叶轮(8)，所述叶轮(8)的一端转动连接在风机罩(7)的内部另一侧，所述风机罩(7)的前端下侧设置有送风槽(10)，所述送风槽(10)固定连接在采集箱(2)的后端中部上侧并与采集箱(2)的内部连通。

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