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原文传递两粒径段或多粒径段自动切换大气颗粒物采样装置

专利名称：	两粒径段或多粒径段自动切换大气颗粒物采样装置
摘要：	本实用新型公布了一种能连续干燥并在两粒径段或多粒径段自动切换大气颗粒物采样装置，包括大气采样系统、工控模块和计算机控制模块；大气采样系统连接在大气颗粒物组分在线监测仪器的前端，包括高效旋风分离器、Nafion气流干燥管、电磁阀、真空泵、临界流量孔和气体管路；气体管路包括总采样气路、初级引流气路、次级引流气路、仪器采样气路和气流干燥管鞘气气路；通过工控模块和计算机控制模块联合控制大气采样系统中的电磁阀的开闭，调节初级引流气路和次级引流气路的流量，改变高效旋风分离器的切割粒径，实现多粒径段自动切换的大气颗粒物采样，能够实现分粒径段进行长期监测大气颗粒物化学组分。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京大学
发明人：	陈琦;郑琰;李垚纬
专利状态：	有效
申请日期：	2018-08-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201821300916.9
公开号：	CN208953340U
代理机构：	北京万象新悦知识产权代理有限公司
代理人：	黄凤茹
分类号：	G01N1/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	100871 北京市海淀区颐和园路5号
主权项：	1.一种多粒径段自动切换的大气颗粒物采样装置，包括大气采样系统、工控模块和计算机控制模块；大气采样系统连接在大气颗粒物组分在线监测仪器的前端；通过工控模块和计算机控制模块联合控制大气采样系统中的电磁阀的开闭，实现多粒径段自动切换；其中：大气采样系统包括高效旋风分离器、Nafion气流干燥管、HEPA过滤器、电磁阀、真空泵、临界流量孔、流量计、两通球阀和气体管路；所述气体管路包括总采样气路、初级引流气路、次级引流气路、仪器采样气路和气流干燥管鞘气气路；所述气流干燥管鞘气气路与所述初级引流气路为同一气路；所述总采样气路通过三通接头连接高效旋风分离器的出气口、仪器采样气路和次级引流气路；所述高效旋风分离器和Nafion气流干燥管之间至少包括一段U形弯曲管；所述次级引流气路连接HEPA过滤器、流量计、多个电磁阀和临界流量孔组合，并通过两通球阀与真空泵相连；所述仪器采样气路连接Nafion气流干燥管和在线监测仪器；所述仪器采样气路通过三通接头分为仪器本身进样气路和初级引流气路，连接HEPA过滤器—流量计—电磁阀—临界流量孔组合，并接入所述Nafion气流干燥管的鞘气入口；所述Nafion气流干燥管的鞘气出口与真空泵相连，在真空泵入口连接两通球阀，构成气流干燥管鞘气气路；所述高效旋风分离器的颗粒物切割粒径由总采样流量控制；采样气流经过高效旋风分离器实现颗粒物粒径切割；工控模块包括开关电源、工控卡、继电器模组、电路和供电端口；工控模块通过电线连接各供电端口和信号端口，并通过数据线与计算机相连；工控卡的信号通道对应大气采样系统中的各个电磁阀；工控卡通过信号通道与计算机控制模块建立通信；计算机控制模块控制工控卡对应通道发出信号，从而通过工控模块的继电器模组控制供电端口所处电路的通断，进而控制大气采样系统电磁阀的开闭，从而调节大气采样系统中的初级引流气路和次级引流气路的流量，改变高效旋风分离器的切割粒径，由此实现多粒径段自动切换的大气颗粒物采样。 2.如权利要求1所述的多粒径段自动切换的大气颗粒物采样装置，其特征是，总采样流量为大气颗粒物组分在线监测仪器本身采样流量、初级引流气路流量和次级引流气路流量之和。 3.如权利要求1所述的多粒径段自动切换的大气颗粒物采样装置，其特征是，所述气体管路的材料视气路功能采用不同材料；用于仪器采样的气路可采用内壁抛光的不锈钢管；其余气路可采用特氟龙管或铜管。 4.如权利要求3所述的多粒径段自动切换的大气颗粒物采样装置，其特征是，用于仪器采样的气路包括总采样器路和仪器采样气路。 5.如权利要求1所述的多粒径段自动切换的大气颗粒物采样装置，其特征是，计算机控制模块触发电路通断的模式包括自动控制模式和手动控制模式；自动控制模式有自动计时功能，可选择各个电磁阀的初始“开/闭”状态，并设定开闭变化的时间间隔，循环触发电路，通过电路通断变化控制大气采样系统各个电磁阀的开闭；手动控制模式通过单次触发电路通断，直接控制每路电磁阀的开闭。 6.如权利要求5所述的多粒径段自动切换的大气颗粒物采样装置，其特征是，计算机控制模块采用自动控制模式触发电路通断，并自动保存文本数据文件，记录每路电磁阀的开闭状态、变化和对应变化发生时间。 7.如权利要求1所述的多粒径段自动切换的大气颗粒物采样装置，其特征是，工控模块具体通过USB或RS232数据线与计算机相连。 8.如权利要求1所述的多粒径段自动切换的大气颗粒物采样装置，其特征是，与大气采样系统连接的大气颗粒物组分在线监测仪器可采用气溶胶质谱仪、气溶胶化学组成监测仪、有机碳/元素碳分析仪、在线水溶性离子分析仪。 9.如权利要求8所述的多粒径段自动切换的大气颗粒物采样装置，其特征是，气溶胶质谱仪包括Q-AMS、HR-ToF-AMS；气溶胶化学组成监测仪包括ACSM、ToF-ACSM；有机碳/元素碳分析仪为OC/EC；在线水溶性离子分析仪包括WAGA、IGAC、MARGA。 10.一种两粒径段自动切换的大气颗粒物采样装置，其特征是，包括大气采样系统和一个可设置时长的循环延时继电器；所述大气采样系统连接在大气颗粒物组分在线监测仪器的前端；所述大气颗粒物组分在线监测仪器采用切割粒径为2.5微米的气溶胶化学组成监测仪ToF-ACSM；大气采样系统包括高效旋风分离器、Nafion气流干燥管、HEPA过滤器、电磁阀、真空泵、临界流量孔、流量计、两通球阀和气体管路；所述气体管路包括总采样气路、初级引流气路、次级引流气路、仪器采样气路和气流干燥管鞘气气路；所述气流干燥管鞘气气路与所述初级引流气路为同一气路；所述可设置时长的循环延时继电器，用于循环控制次级引流气路中电磁阀的开闭状态；次级引流气路只有一条支路；初级引流气路通过减小颗粒物在采样系统的停留时间减小测量误差；由此实现两个粒径段自动切换进行切割。
所属类别：	实用新型