[发明专利]一种单颗粒物采样装置及系统

说明书

本发明一种单颗粒物采样装置及系统，包括：采样头、电机、气泵和控制模块；采样头包括上盖、粒径切割板、样品台、采样头转轴和下盖；上盖和下盖组成腔体；上盖上设置有与外界大气相连通的进气口，下盖上设置有与所述气泵相连接的出气口；粒径切割板设置在腔体内，与上盖组成加速腔，与下盖组成采集腔；粒径切割板上设置有一个及以上的粒径切割孔，样品台上设置有若干均匀分布的样品位，每个样品位上设置有与粒径切割孔数相同的凹槽用于放置样品膜；采样头转轴设置在样品台的下方，所述电机与采样头转轴和控制模块分别相连接以根据控制模块的指令带动样品台转动。本发明能够远程实时控制气泵的开关及样品位的切换，从而实现连续自动采样。

技术领域

本发明涉及气溶胶测量技术领域，特别是一种单颗粒物采样装置及系统。

背景技术

室内空气或室外大气中的气溶胶颗粒物不仅影响空气质量，还可能危害暴露人群的健康。采集并获取大气颗粒物的成分信息是改善空气质量、分析颗粒物的气候和环境及健康效应的重要手段。现有的颗粒物采样器大多是通过惯性碰撞、过滤截留和静电吸引等原理进行采集，这类采集器的质量和体积均较大，不便于移动和携带。现有的通常使用的大气单颗粒采样器一次只能采集一个样品，无法进行连续采样，若要采集多个样品则需多次拆卸，更换样品膜，操作繁琐耗时。且现有的单颗粒采样器只能提供手动或半自动连续采样，在采样过程中，通过手动切换样品位，以实现多个样品的连续采集；单个采样器在同一采样时间只能采集一个样品，若要同时采集多个样品需要同时使用多个采样器。现有的采样器应用场景有一定限制，无法用于部分移动平台，如搭载在无人机上采集高空间分辨率的样品和固定点的长时间连续观测。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种单颗粒物采样装置及系统，能够手动和/或自动远程实时控制气泵的开关及样品位的切换，从而实现对单颗粒物的连续自动采样。

本发明采用如下技术方案：

一方面，一种单颗粒物采样装置，包括：采样头、电机、气泵和控制模块；所述采样头包括上盖、粒径切割板、样品台、采样头转轴和下盖；所述上盖和下盖组成腔体；所述上盖上设置有与外界大气相连通的进气口，所述下盖上设置有与所述气泵相连接的出气口；所述粒径切割板设置在所述腔体内，与所述上盖组成加速腔，与所述下盖组成采集腔，所述样品台设置在所述采集腔中；所述粒径切割板上设置有一个及以上的粒径切割孔，所述样品台上设置有若干均匀分布的样品位，每个样品位上设置有与粒径切割孔数相同的凹槽用于放置取样膜，每个所述粒径切割孔的中心与一个样品位的每个凹槽的中心对准；所述采样头转轴设置在样品台的下方，所述电机与所述采样头转轴和所述控制模块分别相连接以根据所述控制模块的指令带动所述样品台转动。

优选的，所述粒径切割板、样品台和下盖上分别设置有两条对准线；所述粒径切割板的对准线、所述样品台上的对准线以及所述下盖上的对准线用于进行相互对准。

优选的，相邻样品位之间设置有缝隙。

优选的，所述上盖和所述下盖的形状为圆柱形；所述粒径切割板和样品台的形状为圆盘形。

优选的，所述单颗粒物采样装置，还包括：第一o型密封圈和第二o型密封圈；所述上盖和所述下盖通过所述第一o型密封圈相连接；所述粒径切割板和所述下盖通过所述第二o型密封圈相连接。

优选的，所述采样头转轴和所述下盖之间配有滚动轴承和第三o型密封圈。

优选的，所述单颗粒物采样装置，还包括：联轴器；所述电机的电机转轴与所述采样头转轴下端通过联轴器相连接。

优选的，所述单颗粒物采样装置，还包括：电机固定板；所述电机固定在所述电机固定板上；所述电机固定板通过若干铜柱与所述下盖相连接。

优选的，所述单颗粒物采样装置，还包括：直流电源；所述直流电源与所述控制模块相连接以供电。