[实用新型]一种沙尘气溶胶离线采样与在线测量装置

说明书

本实用新型公开一种沙尘气溶胶离线采样与在线测量装置，所述装置包括追风式沙尘气溶胶进样模块(1)、沙尘气溶胶收集模块(2)、颗粒物光学计数测量模块(3)和动力与流量控制模块(4)，追风式沙尘气溶胶进样模块(1)与沙尘气溶胶收集模块(2)和颗粒物光学计数测量模块(3)均紧密可拆卸相连接设置，沙尘气溶胶收集模块(2)、颗粒物光学计数测量模块(3)均与动力与流量控制模块(4)紧密相连接设置。本装置结构简单，安全可靠，易于制造、安装、使用和维护，具有使用灵活、采样量大、收集效率高、离线采样和在线测量相结合的优势，摆脱了传统滤膜或滤筒的截留过滤式采样方式，能够直接获得颗粒物单体。

技术领域

本实用新型属于大气科学技术领域，尤其是一种沙尘气溶胶离线采样与在线测量装置。

背景技术

沙尘气溶胶是一种重要的大气气溶胶类型，其排放量和大气丰度在所有类型的气溶胶中均数一数二，对地球辐射平衡、气候变化、生态循环、空气污染和人体健康等都起着十分重要的作用。亚洲是全球第二大的沙尘排放源，中国西北地区和内蒙古一带的沙尘、荒漠和戈壁是重要的沙尘来源。在每年的冬春季，中国经常遭受沙尘暴的袭扰，空气质量严重恶化，危害社会正常运转和人民的生命财产安全，同时，大范围、高强度的沙尘过程会促进气溶胶的垂直输送，增加对流层和平流层中气溶胶含量，输送到太平洋乃至北美洲、北极上空，从而对全球气候产生影响。2021年，我国经历了多频次、大范围、高强度的沙尘暴过程。在全球变暖的背景下，未来沙尘暴发生的概率可能继续增大。因此，加强对沙尘气溶胶的理解和认识十分重要和必要。

沙尘气溶胶研究包括外场观测采样、模型模拟和卫星遥感，而后两种研究方法都依赖于外场观测采样的实验结果的比对和验证。传统的沙尘气溶胶采样包括被动式和主动式两种，被动式采样(自然沉降法等)方法简单、成本低，但采样效率低，使用范围有限；主动式采样是将含有沙尘气溶胶的气体抽进采样器，通过滤膜或滤筒将大于一定粒径的颗粒物截留，与气流分离，从而得到气溶胶样品。主动式采样方法简单、可靠、高效，已长期应用在各种研究中。

现有的主动式采样方法是将颗粒物收集在滤膜或滤筒上，对于沙尘气溶胶来说，存在以下问题：首先，单张膜或滤筒的采样量十分有限。以常用的四通道采样器为例，采样流量为 16.7升每分钟，在极端高浓度沙尘暴期间，24小时收集到的颗粒物总质量仅为数毫克，无法满足需要数克样品的矿物分析等实验；若继续延长采样时间，可能会导致滤膜的压降显著增大，憋死抽气泵。

其次，使用滤膜或滤筒过滤截留法，沙尘气溶胶会直接嵌入在各种材质滤膜(包括但不限于玻璃纤维滤膜、特氟龙滤膜、石英滤膜、聚碳酸酯滤膜等)的纤维空隙中，难以从滤膜或滤筒上分离下来，不利于后续的实验分析。

再次，上述沙尘气溶胶离线采样往往需要颗粒物数浓度等关键在线监测数据的支撑，在现有情况下，多是使用两台及以上设备，一台负责离线采样，一台负责在线测量，在实际使用中存在集成度低、操作繁琐的问题。

综上，现有沙尘气溶胶离线采样方法存在样品采集量少、颗粒物分离难、缺乏颗粒物数浓度等关键参数的在线测量作为支撑等问题，难以满足矿物组分分析、沙尘气溶胶单体分析、沙尘气溶胶污染程度分析等实验和数据分析需要。

通过检索，尚未发现与本专利申请相关的专利公开文献。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，提供一种沙尘气溶胶离线采样与在线测量装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：