[发明专利]一种微型大气云雾水采集装置

说明书

本发明公开了一种微型大气云雾水采集装置，包括至少一个稳态单元，每个稳态单元包括两层正交或反对称铺设的碳纤维预浸料，还包括气动软体驱动器，气动软体驱动器对应固定在每个稳态单元的表面，气体软体驱动器包括驱动器内胆和设置在驱动器内胆表面的径向限位件，驱动器内胆内部沿长度方向设有空腔，驱动器内胆上设有连通空腔的进气通道。本发明的多稳态结构具有多种不同形态的稳定状态且不需要外力维持，有较好的驱动响应能力，多个稳态之间能稳定地转变，其结构简单、控制方便、能源消耗低，该微型大气云雾水采集装置适用于航空航天、软体机器人等可变形领域。

技术领域

本发明涉及大气环境检测技术领域，尤其涉及一种微型大气云雾水采集装置。

背景技术

云、雾是大气中的重要天气现象，云雾过程是一个由气体、液体和固体所组成的复杂系统。现阶段，大气灰霾的形成机理是新的科学问题，研究云雾中化学成分有助于研究灰霾在大气对流层如何演化、传输，从而认识灰霾形成和消散科学机理，因此采集云雾水并研究其中的化学成分显得尤为重要。

在《衡山云水总过氧化氢的浓度特征及气象影响因素》、《中国东部城市与高山浓雾中三级分档雾水的理化特性》等文章中，采集雾水都是采用主动采样器中的CASCC云雾水采样器，这种采样器采集面积大，不易清洗，只能固定在一点，且只能采集局部范围内的云雾水，难以进行垂直或更大范围的采集，这就减少了样本的多样性，同时也要耗费更多的资源去架设多个采样器。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种智能主动式云雾滴采样装置”，其公开号CN103913350B，它包括支架、云雾滴凝结和收集装置、防雨罩、动力装置、云雾滴存储箱、湿度传感器和降雨传感器；云雾滴凝结和收集装置的一端紧固连接防雨罩，另一端紧固连接动力装置，连接成的整体固定安装在支架顶板上；支架的第一支撑架紧固连接云雾滴存储箱，云雾滴存储箱连接云雾滴凝结和收集装置；支架的第一支撑架还紧固连接智能电子控制系统，湿度传感器和降雨传感器分别连接数据采集器，数据采集器连接信号处理系统，信号处理系统分别连接两电子电源开关，两电子电源开关分别连接动力装置和云雾滴存储箱，信号控制系统实时接收湿度传感器和降雨传感器的信号并进行判断，并根据判断结果实时对动力装置和云雾滴存储箱的工作状态进行调节。其不足之处是，该发明体积大，重量重，难以携带，只适用于安装在固定测量点，无法实现高空云雾水采集。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的采集器便携性不高，只适用于固定站点雾水的采集，无法实现高空采集的问题，提供一种微型大气云雾水采集装置，该仪器小巧轻便、操作简单、成本较低，能与系留探空设备联用，进行高空云雾水采样，也可用于固定站点雾水的采集。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种微型大气云雾水采集装置，包括壳体、设置在壳体内的吸收瓶、半导体制冷装置和微型泵，所述吸收瓶的进气口连通至壳体外，所述吸收瓶的出气口与微型泵的抽气管连接，所述微型泵的出气管连通至壳体外，所述半导体制冷装置与吸收瓶连接，所述微型泵和半导体制冷装置通过电源供电，所述微型泵和半导体制冷装置通过无线控制系统控制。

本发明的特点在于设置微型泵、吸收瓶和半导体制冷装置，通过微型泵对吸收瓶的抽气使吸收瓶内形成负压，吸收瓶通过进气口吸收大气中的云雾，再通过半导体制冷装置降低吸收瓶温度，使吸收瓶内的云雾液化甚至固化，吸收瓶、微型泵和半导体制冷装置体积小、重量轻，增加装置的便携性，半导体制冷装置无需制冷剂；通过分别设置在壳体和地面上的无线控制系统对半导体制冷装置和微型泵进行控制，在进入云端后接通电源，进行制冷和抽气，采集到样品后控制微型泵关闭，电源可以使用12V可充电电池；由于本装置体积小、重量轻，既可以随身携带至各采集点采集，又可以可与系留探空设备联用，例如无人机或系留气球，其中无人机自带定位模块、电池和飞行控制系统，可以通过飞行控制系统远程对无人机进行控制，可以实现高空采样，同时无人飞机的定位模块可对采样地点进行精准定位。

作为优选，吸收瓶外包裹有导热件，所述导热件与半导体制冷装置连接。