CN206515104U - 一种用于检测大气中高氯酸盐含量的采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于检测大气中高氯酸盐含量的采样装置，包括气溶胶收集装置、大气湿沉降收集装置和样品稳定装置三部分组成。其中，气溶胶收集装置包括流量调节阀、气溶胶增长单元、液化单元和气溶胶收集单元。大气湿沉降收集装置包含采集斗和湿沉降收集单元组成。样品稳定装置是由气泵、气体传输管和控制装置组成。本实用新型可同时实现大气气溶胶和大气湿沉降的样品采集，是一种专门用于大气中高氯酸盐研究的采样装置，保障了样品中高氯酸盐的稳定性，防止样品中的高氯酸盐被生物降解。

Description

一种用于检测大气中高氯酸盐含量的采样装置

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，尤其是涉及一种用于检测大气中高氯酸盐含量的采样装置。

背景技术

气溶胶是空气中悬浮的固态或液态颗粒的总称，云、雾、尘埃、未完全燃烧产生的烟、蒸发的盐粒等都是气溶胶，而目前大气污染的主要成分就是气溶胶。气溶胶存在于大气环境和室内空气中，对人类健康造成威胁，因此，及时发现和防御是解决问题的关键。高氯酸盐是一种非挥发性的可溶性盐类，其在大气中主要以气溶胶的形式存在。其具有强稳定性和高水溶性，气溶胶中的高氯酸盐可通过大气干沉降及一系列的迁移转化，造成大范围的污染。目前国内外大多采用膜采样法捕集大气中的气溶胶，但该方法采样时间长，步骤繁琐，组分在采样和保存过程中容易改变，从而导致得到的数据存在一定偏差。为规避上述采样方法的缺陷，蒸汽喷射收集技术被应用到气溶胶的收集上，该技术是利用气溶胶细粒子在饱和水蒸气中快速吸湿增大，长大后的液滴利用撞击收集下来，从而实现气溶胶状态的转化，用于后续的化学成分的分析和监测。

中国专利CN101315314B提供了一种气溶胶捕集装置，其特征是包括气路部件，为所述气路提供蒸汽的蒸汽发生部件，为所述气路循环降温的冷却装置，控制所述蒸汽发生部件、所述气路部件和所述冷却装置的电路部件。该装置利用气溶胶吸湿长大，经冷却形成溶液实现了气溶胶的收集，但该装置中蒸汽发生部件与气溶胶入口方向垂直，不能实现蒸汽与气溶胶的均匀混合，且装置结构复杂，在一定程度上限制了推广使用范围。

另外，大气中自然形成的高氯酸盐通过大气沉降作用进入土壤、水体等环境介质，其中湿沉降是最主要的清除方式。湿沉降中的高氯酸盐背景浓度对估算陆地、海洋表面大气自然源输入通量具有重要意义。

目前没有专门用于检测大气中高氯酸盐含量的采样装置，用通用的大气采样装置比较繁琐，且如果采样周期较长容易造成高氯酸盐的生物降解。李利平等使用一定规格的玻璃缸露天连续采样，用于大气中高氯酸盐含量变化检测，该采样装置简单方便，但是该装置易滋生微生物，进而造成水体中高氯酸盐的生物降解，使得检测结果存在误差。

实用新型内容

本实用新型可同时实现大气气溶胶和大气湿沉降的样品采集，是一种专门用于大气中高氯酸盐研究的采样装置，保障了样品中高氯酸盐的稳定性，防止样品中的高氯酸盐被生物降解，同时解决现有通用采样装置的步骤繁琐、装置构造复杂的问题，进而提供一种可连续快速采样装置。

本实用新型包括气溶胶收集装置、大气湿沉降收集装置和样品稳定装置三部分组成。其中，气溶胶收集装置包括流量调节阀、气溶胶增长单元、液化单元和气溶胶收集单元。大气湿沉降收集装置包含采集斗和湿沉降收集单元组成。样品稳定装置是由气泵、气体传输管和控制装置组成。

所述气溶胶增长单元由蒸汽发生器和气体混合腔组成。其中蒸汽发生器由温控加热水箱组成，环套于气体混合腔上部，使蒸汽可以从不同角度喷射入气体混合腔体中，实现蒸汽与气溶胶的均匀混合。

所述液化单元为一蛇形冷却管使吸湿长大的气溶胶颗粒随着饱和水蒸气冷却、溶解，从而实现对气溶胶离子的捕集。

所述气溶胶收集单元密封连接于冷凝管下端，液化气溶胶离子通过漩涡流和冲击原理进行被收集，其上端连接真空泵，目的是提高收集效率。

收集单元设置有浮球液位开关和控制装置，可根据采样的液位变化实现样品的自动定量收集。

所述的样品稳定装置是为采集的样品提供曝气的装置，包括气泵、气体传输管和相应的控制装置组成，部分厌氧或兼性厌氧微生物可以降解高氯酸盐，氧气是高氯酸盐的共存电子受体，在氧气的存在下，高氯酸不易被生物降解。

所述的样品稳定装置也可采用使采样瓶振荡曝气的装置。

本技术方案与背景技术相比，具有如下优点：

1、增设样品稳定装置，减少高氯酸盐的降解，避免样品采样时出现的误差；

2、同时实现大气气溶胶和湿沉降的采集；

3、采用蒸汽喷射收集技术进行气溶胶的收集，避免了传统膜采样法存在的采样时间长，组分在采样和保存过程中易改变等弊端；

4、将蒸汽发生器环套于气体混合腔外部，实现了气溶胶与蒸汽的均匀混合；

5、将气溶胶收集装置与高氯酸盐去除装置组合，实现了气溶胶中高氯酸盐的直接去除，进一步扩大了该装置的应用推广范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的一种用于检测大气中高氯酸盐含量的采样装置的整体结构示意图。

如图所示，1、流量调节阀 2、蒸汽发生器 3、气体混合腔 4、蛇形冷凝管 5、冷却入水口 6、冷却出水口 7-1、气溶胶收集器 7-2、大气湿沉降收集器8、真空泵 9、浮球液位开关 10、采集斗 11、自动旋转盘12、气泵13、气体传输管14、蠕动泵。

具体实施方式

如图1所示，本实施例所述的一种气溶胶中高氯酸盐的去除装置，包括气溶胶收集装置、大气湿沉降收集装置和样品稳定装置三部分组成。其中，气溶胶收集装置包括流量调节阀、气溶胶增长单元、液化单元和气溶胶收集单元。大气湿沉降收集装置包含采集斗和湿沉降收集单元组成。样品稳定装置是由气泵、气体传输管和控制装置组成。

所述气溶胶增长单元由蒸汽发生器2和气体混合腔3组成。其中蒸汽发生器2由温控加热水箱组成，环套于气体混合腔3上部。

所述液化单元由冷凝管组成，对体积增大的气溶胶进行急速降温，使气溶胶的状态由气态转化为液态。

所述的气溶胶收集单元包括气溶胶收集器7-1、真空泵8、浮球液位开关9，所述气溶胶收集器底部为曲面，上部密封连接于冷凝管4下端。

所述的大气湿沉降收集单元包括采集斗10、大气湿沉降收集器7-2、浮球液位开关9。

自动旋转盘11是为了配合样品的自动收集，当采样瓶中样品达到设置量时，配合自动更换空的采样瓶。

所述的样品稳定装置包括气泵12、气体传输管13。

该装置的工作过程为：

气体由进气口进入，流量调节阀1调节流量稳定后，蒸汽发生器2通过温控加热水箱将蠕动泵14提供的去离子水加热至100摄氏度以上，从各个角度喷射入气体混合腔3，与进气口进入的气体均匀混合，使水蒸气直接吸附于气溶胶颗粒表面，达到增大颗粒物粒径的目的。吸湿长大的气溶胶颗粒进入蛇形冷凝管4，冷却形成溶液，在撞击作用下进入气溶胶收集器7-1中，收集器7-1上连接的真空泵8加速了溶液的收集速率。收集器7-1设有浮球液位开关9，能控制收集器底部的开关。收集好样品瓶连接有曝气装置，分别是气泵12、气体传输管道13，优选的可以增设控制装置，使气泵只向完成样品收集的样品瓶中增氧。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实例，故不能以此限定本实用新型实施的范围，及依本实用新型专利范围及说明书内容所做的等效的变化和修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。

Claims (6)

1.一种用于检测大气中高氯酸盐含量的采样装置，其特征在于：所述的采样装置由气溶胶收集装置、大气湿沉降收集装置和样品稳定装置三部分组成；

所述的气溶胶收集装置包括流量调节阀、气溶胶增长单元、液化单元和气溶胶收集单元；

所述的大气湿沉降收集装置包括采集斗和湿沉降收集单元；

所述的样品稳定装置包括气泵、气体传输管和控制装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测大气中高氯酸盐含量的采样装置，其特征在于：所述的气溶胶收集单元包括气溶胶收集器、真空泵、浮球液位开关，所述气溶胶收集器底部为曲面，上部密封连接于冷凝管下端。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测大气中高氯酸盐含量的采样装置，其特征在于：所述气溶胶增长单元由蒸汽发生器和气体混合腔组成，其中蒸汽发生器由温控加热水箱组成，环套于气体混合腔上部。

4.根据权利要求1所述的一种用于检测大气中高氯酸盐含量的采样装置，其特征在于：所述的液化单元由冷凝管组成。

5.根据权利要求1所述的一种用于检测大气中高氯酸盐含量的采样装置，其特征在于：所述的气溶胶收集单元包括气溶胶收集器、真空泵、浮球液位开关，所述气溶胶收集器底部为曲面，上部密封连接于冷凝管下端。

6.根据权利要求1所述的一种用于检测大气中高氯酸盐含量的采样装置，其特征在于：所述的湿沉降收集单元包括大气湿沉降收集器、采集斗、浮球液位开关。