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原文传递大气颗粒物含铅及其同位素检测系统

专利名称：	大气颗粒物含铅及其同位素检测系统
摘要：	本发明公开了一种大气颗粒物含铅及其同位素检测系统，包括气体收集模块、气体检测模块和样本输送单元；气体收集模块包括无人机和基座；无人机包括排气管、无人机样本通道和风扇；样本输送单元包括气体样本容器；基座包括座体，具有座体样本通道；输送管道固定位于座体的下方；气体检测模块包括激光照射装置、激光接收单元、光谱分析仪和质谱仪探头和测量气溶胶的单颗粒质谱仪；气体样本容器移动至检测段时，激光照射装置射出激光，激光作用于气体后，光谱分析仪接收光谱并分析得到气体的检测结果；质谱仪探头伸入气体样本容器内，检测到的数据传递给测量气溶胶的单颗粒质谱仪，得到气体的质谱检测结果。本发明具有精准、快速等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京信息工程大学
发明人：	张程元喆;刘玉柱;陆旭;周密;章炎麟;邢冠华
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-03T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910475963.X
公开号：	CN110068524A
代理机构：	南京钟山专利代理有限公司
代理人：	刘佳慧
分类号：	G01N15/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	211800 江苏省南京市江北新区宁六路219号
主权项：	1.一种大气颗粒物含铅及其同位素检测系统，其特征在于：包括气体收集模块、气体检测模块和样本输送单元；所述气体收集模块包括无人机和基座；所述无人机包括机体、若干个机翼、排气管、无人机样本通道和风扇，机翼设置在机体上，驱动无人机飞行；所述排气管设置在所述机体内，顶端可与外界相通；所述无人机样本通道竖直设置在所述机体内，顶端与所述排气管的底端连通，所述风扇设置在所述无人机样本通道的顶端；所述样本输送单元包括气体样本容器，气体样本容器具有可打开的顶盖和底盖，气体样本容器的侧壁透明；所述气体样本容器可拆卸地设置于所述无人机样本通道内，位于所述风扇的下方；所述排气管的顶端、所述气体样本容器的顶盖和底盖、所述无人机样本通道的位于气体样本容器下方的部分打开，所述风扇转动，气体持续从无人机样本通道的打开部分进入气体样本容器，再向上通过排气管排出，气体样本容器的顶盖和底盖闭合，气体收集完成；所述基座包括座体，座体具有竖直设置的座体样本通道，所述无人机停靠在座体上，无人机样本通道与座体样本通道相连通；所述样本输送单元还包括输送管道和支架；所述输送管道固定位于所述座体的下方，输送管道的顶端与所述座体样本通道相连通；所述支架的顶端与所述气体样本容器可拆卸连接，支架伸入无人机样本通道，与气体样本容器连接后，可带动气体样本容器穿过所述座体样本通道、移入所述输送管道中；所述输送管道具有检测段，检测段的管壁透明；所述气体检测模块包括激光照射装置、激光接收单元、光谱分析仪、质谱仪探头和测量气溶胶的单颗粒质谱仪；激光照射装置和激光接收单元分别设于所述检测段外相对的两侧，所述气体样本容器移动至检测段时，激光照射装置射出激光，激光作用于气体样本容器中的气体后，被激光接收单元接收并形成光谱；所述光谱分析仪与所述激光接收单元连接，光谱分析仪接收所述光谱，并分析得到气体的检测结果；所述质谱仪探头与测量气溶胶的单颗粒质谱仪连接；所述气体样本容器的侧壁具有可打开和关闭的检测孔；所述质谱仪探头可打开所述检测孔，伸入所述气体样本容器内，接收并检测被激光照射后的气体，检测到的数据传递给所述测量气溶胶的单颗粒质谱仪，得到气体的质谱检测结果。 2.根据权利要求1所述的大气颗粒物含铅及其同位素检测系统，其特征在于：其中，所述气体检测模块还包括检测环；所述检测环套在所述输送管道的检测段外，所述激光照射装置和激光接收单元均固定在检测环上，且位于检测环上相对的位置；所述检测环绕其中心转动，同时上下移动，上下移动范围为从所述气体样本容器的顶部位置至气体样本容器的底部位置。 3.根据权利要求1所述的大气颗粒物含铅及其同位素检测系统，其特征在于：其中，所述激光接收单元包括棱镜、光栅和光谱接受装置，棱镜位于所述输送管道和光栅之间；所述光栅具有若干个依次相接的光栅侧面；所述光栅侧面与所述棱镜相对设置，光栅可绕若干个光栅侧面中间的中心线转动，转动时，若干个光栅侧面依次与棱镜相对，接收并筛选棱镜分解的光谱；所述光谱接受装置设于所述光栅内，接受光栅侧面筛选后的光谱，光谱接受装置与所述光谱分析仪连接，将收集的光谱传送至光谱分析仪。 4.根据权利要求1所述的大气颗粒物含铅及其同位素检测系统，其特征在于：其中，所述支架包括圆盘和杆体，圆盘固定在杆体的顶端；所述圆盘与所述气体样本容器的底盖可拆卸连接，连接时，所述杆体移动，带动气体样本容器上下移动。 5.根据权利要求4所述的大气颗粒物含铅及其同位素检测系统，其特征在于：其中，所述气体检测模块还包括挡板；所述挡板设于所述检测段的顶端位置外，可通过检测段管壁的开口移入检测段；所述支架的圆盘与所述气体样本容器的内壁相匹配契合；所述气体样本容器位于检测段时，挡板移入检测段，挡在气体样本容器的上端，气体样本容器的底盖打开，支架上移，气体样本容器内的气体被上移的圆盘压缩。 6.根据权利要求1所述的大气颗粒物含铅及其同位素检测系统，其特征在于：其中，所述无人机的机体具有可上下分离的中部机体和下部机体，下部机体位于中部机体的下方；所述无人机样本通道分为上通道段和下通道段，分别设于中部机体和下部机体内；所述气体样本容器可拆卸地设置在所述上通道段内；所述无人机还包括若干个可伸缩的连接杆，连接杆的上端固定在所述中部机体内，下端固定在所述下部机体内；所述连接杆伸长，中部机体与下部机体分开，气体可从中部机体和下部机体之间的缝隙进入无人机样本通道；所述无人机的底端还设有可打开和闭合的无人机底盖，无人机底盖闭合时，无人机的底端被密封，打开时，气体样本容器可从无人机样本通道中移出。 7.根据权利要求1所述的大气颗粒物含铅及其同位素检测系统，其特征在于：其中，所述基座还包括基座外壳，基座外壳的顶面具有可打开的太阳能电池板；所述座体固定位于所述基座内，座体为充电模块，可接受所述太阳能电池板收集转换的电能；所述座体的顶端具有环形的充电插头，环绕设置在所述座体样本通道顶端的周围；所述无人机的底端具有环形的充电插槽，环绕设置在所述气体样本通道底端的周围；所述充电插槽与所述充电插头相匹配，充电插头可插入充电插槽，插入后，位于充电插头中心的座体样本通道，与充电插槽中心的无人机样本通道连通；所述无人机飞入所述基座外壳，停靠在所述座体上时，座体顶端的充电插头插入无人机底端的充电插槽内，充电模块为无人机充电。 8.根据权利要求1所述的大气颗粒物含铅及其同位素检测系统，其特征在于：还包括气体处理单元；所述气体处理单元包括排气管道和排气风扇；所述排气管道的一端与所述输送管道的底端侧面相连通，另一端与外界连通；所述排气管道呈L形，所述排气风扇设于排气管道内的转弯处；所述气体样本容器下移至输送管道的底端时，所述检测孔与排气管道相对，检测孔打开，排风风扇转动，气体样本容器内的气体被排出。 9.根据权利要求7所述的大气颗粒物含铅及其同位素检测系统，其特征在于：还包括外壳；所述基座外壳固定在所述外壳的上端；所述输送管道的顶端伸入基座外壳内，顶端与座体样本通道的底端相连通，输送管道的剩余部分竖直设于外壳内。
所属类别：	发明专利