[发明专利]一种无需外接电源的轮式定时定量降雪样品采集装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种无需外接电源的轮式定时定量降雪样品采集装置，尤其是涉及一种分时段采集降雪历时中的雪样以用于研究降雪过程对大气污染物冲刷情况的自动采样装置。该采样装置可以应用于环境监测、水文气象部门采集降雪，属于环境监测、水文气象装备技术领域。

【背景技术】

根据污染源特性的不同，水污染可以分为点源污染和非点源污染。非点源污染是指溶解的和固体的污染物从非特定的地点，在降水（或融雪）冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体（包括河流、湖泊、水库和海湾等）并引起水体的富营养化或其它形式的污染。与点源污染相比，非点源污染发生具有随机性、排放途径及污染物排放的不确定性、污染负荷的时空差异性以及监测、控制和管理的难度大等特征。污染物种类有悬浮物（交通、大气干湿沉降物、烟闺烟尘）、营养物质（氮磷）、耗氧物质（生活垃圾、树叶、草及杂乱废弃物堆放）和有毒物质（重金属、杀虫剂、多氯联苯、多环芳烃等）。其中，降雪是北方冬季非常重要的一种降水形式，且冬季取暖导致空气中污染颗粒物增多，降雪过程产生的非点源污染尤其严重，因而降雪产生的非点源污染不容忽视。且有研究表明，降雪所携带的污染物质比降雨更多，因为雪花下落过程中与污染物质接触的时间较长，使得融雪的潜在污染影响较大。同时，积雪中部分污染物的含量明显高于同一地区雨水中污染物的平均浓度，表明不同时段的降雪产生的潜在非点源污染强度不同。鉴于此背景，分时段的采集降雪对于研究城市冬季非点源污染的负荷及变化是极其重要的。环境监测中需要采集降雪，过去多采用人工，即在降雪时监测人员多次持采样容器承接雪样。但在寒冷降雪天气中，人工采集降雪样品不仅费时、费力，也比较危险。因此，自动、高效地采集降雪样品是环境及水文气象领域关注的问题。应用于环境及水文气象领域的降水收集装置在不断发展，例如申请号为89207888.X，名称为降水自动采样器，公开号为CN2059252U的实用新型专利，利用集成高压、大电流选通开关电路系统和继电器，通过电机的正逆向转动控制箱体罩盖的开启和关闭，以实现降雨的自动采样，不仅结构简单紧凑，且价格较为便宜。又如申请号为20070084376.0，名称为降水自动采样器，公开号为CN201034863Y的实用新型专利，通过自然降雨和重力的作用实现采样器筒体的盖板自动开启采样，结构简单、成本低、维护方便，且无需电力便于推广，方便野外使用。还有申请号为200710056668.8，名称为收集罐为自动升降的大气干湿沉降多功能采样器，公开号为CN101013071A的发明专利，使用升降机构分别上下移动收集罐，配合雨水感应装置和时间控制器控制电路，实现雨水或干沉降样品的采集，设计简单且零件加工容易。

上述专利大都是对降雨进行采集，未针对降雪采样，更缺少多时段的降雪采样。近几年来，一些专利开始对降雪自动采样以及多时段降雨采样进行设计。例如申请号为200710056667.3，名称为降雨降尘分时段多功能全自动采样器，公开号为CN101013070A的发明专利，在由传动机构带动的旋转托盘上均匀设置多个收集杯，在下雨时能自动连续采集雨水，还可在关闭雨水控制器时自动采集不同时段的大气样品。又如申请号为200520088519.6，名称为一种降雨降雪采样器，公开号为CN2862009的发明专利，利用防雨装置和加热管，解决了采样器盖子因冰冻打不开的问题并且避免了从盖子的缝隙里进入沙尘等污染物影响检测质量的现象，设计了能进行简单雪样采集的装置。然而，以上专利虽然实现了降雪简单采样，但均未涉及分时段降雪历时中的雪样自动采集，且由于结构复杂、体积较大或功能限制等原因，均不能满足多时段降雪自动采样需要。开发一种新型的分时段自动采样装置，使之能应用于大部分冬季降雪采样，对城市冬季水污染研究具有非常重要的意义。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种无需外接电源的轮式定时定量降雪样品采集装置，针对上述问题，结合环境监测需求，提供一种结构紧凑、分时段连续进行雪样采集的降雪自动采样装置，以实现雪样及时、准确、连续的采集。

本发明是一种无需外接电源的轮式定时定量降雪样品采集装置，是由保温箱体、降雪接收结构、融雪储存结构、加热装置和太阳能供电设备组成。它们之间的位置连接关系是：降雪接收结构、融雪储存结构以及加热装置均位于保温箱体内部；其中降雪接收结构固定在保保温箱体右侧箱体的顶部，融雪储存结构位于左侧箱体的下部，加热装置则位于右侧边角；太阳能供电设备位于保温箱体外部的右侧，通过线缆连接。