[发明专利]太阳能驱动的主动式空气采样器

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能驱动的主动式空气采样器。

背景技术

二噁英（Dioxins）是近年来广受关注的一类持久性有机污染物（POPs），它不仅具有极强的化学稳定性，而且具有致癌、致畸、致突变毒性。二噁英为无意排放的环境污染物，主要是由人为活动引起，包括废弃物的露天焚烧、钢铁生产、有色金属冶炼、含氯化学品生产、纸浆漂白等等，此外有少量由森林火灾、火山喷发等一些自然过程产生。这导致环境中二噁英无处不在，与人类健康紧密相关。为开展环境中二噁英的深入研究工作，相关采样技术得到不断发展。环境空气中二噁英的采集可分为主动式和被动式。主动式采集的原理是通过气泵抽动使空气通过滤膜收集颗粒物，并用吸附材料收集气相污染物。采用主动式采样器进行空气采样的优势在于采样体积可准确获得，样品定量结果可靠，可反映短时间内的污染物变化情况。但缺点是成本相对较高，采样过程中需要动力驱动（电源）及操作人员的现场监管，目前不适合野外大规模采样。被动式采集则主要依据于气体分子扩散和渗透原理，污染物分子在吸附材料和大气之间进行重新分配。被动式采集弥补了主动式采集的缺点，但是样品采样体积无法准确获得，也限制了其大规模推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能驱动的主动式空气采样器，本发明利用太阳能电池板提供电能并加以储存，驱动小功率直流风机，实现对环境空气中二噁英的主动式采集。

本发明首先提供了一种风机风速测试装置，它包括一透明的等臂U形管；所述等臂U形管的水平管上设有一进烟孔；

所述等臂U形管的两臂的开口端均连通一T形三通管，且所述T形三通管的垂直管与所述等臂U形管的两臂相连通；

一个所述T形三通管的一端开口连接一质量流量计。

利用本发明风机风速测试装置可测定小功率直流风机的转速与其流量之间的关系，可按照如下步骤进行：一侧管路给定恒定气流，其流量可通过气体体积流量计读出；另一侧为待测风机系统。根据流体力学原理，当水平管路中有气流通过时，纵向管道内空气会有图1中箭头所示方向的运动趋势，而只有两端流速一致的情况下U形管内的空气才会因为两端气压相等而保持静止（可以通过进烟孔处烟雾方向判断），从而调节风机转速直至两端平衡，即可得出风机此时的流量与气体体积流量计的读数相等，进而可得到风机转速与其流量之间的关系。

本发明的风机风速测试装置避免了直接用流量计测试风机流量带来的误差，因为质量流量计自身存在阻力，解决了流量及压力都很低的风机无法直接测试的问题。

本发明还提供了一种太阳能驱动的主动式空气采样器，它包括采样箱体、太阳能电池板、直流风机、采样筒、蓄电池和蓄电池充放电管理系统；

所述太阳能电池板设于所述采样箱体外；

所述直流风机、所述采样筒、所述蓄电池和所述蓄电池充放电管理系统均设于所述采样箱体内；所述采样筒的底部为一过滤网，所述采样箱体的底部设有一通孔，所述过滤网通过所述通孔与外界相连通；所述直流风机的进风口与所述采样筒的开口密封连接，所述直流风机的出风口通过设于所述采样箱体上的通孔与外界相连通；

所述蓄电池充放电管理系统分别与所述太阳能电池板、所述蓄电池和所述直流风机电连接，用于将所述太阳能电池板的发电量储存于所述蓄电池，以及控制所述蓄电池向所述直流风机供电。

所述的主动式空气采样器中，所述主动式空气采样器包括依次排列的3块所述太阳能电池板，且位于两端的所述太阳能电池板可折叠设置，这样在没有阳光的时候，可以将所述太阳能电池板折叠起来放置。

所述的主动式空气采样器中，所述太阳能电池板与竖直方向呈45°角。

所述的主动式空气采样器中，所述直流风机与所述采样筒通过一变径接头进行密封链接。

所述的主动式空气采样器中，所述直流风机的中心轴线与所述采样筒的中心轴线重合。

所述的主动式空气采样器中，所述过滤网为20目～30目不锈钢网，以滤去空气中的大颗粒污染物。

所述的主动式空气采样器中，所述直流风机与一风机转速控制模块电连接，所述风机转速控制模块控制所述风机的转速恒定，这样通过恒定所述直流风机的转速，并结合利用所述风机风速测试装置得到的风机转速与其流量之间的关系，即可得到其流量，根据进样时间即可得到总的进样量。