[发明专利]用于移动环境测试和分析的系统和方法

说明书

本文描述了用于移动科学或测量平台的系统、装置和方法。在一个方面中，移动科学平台可以包括具有电能源的车辆和联接到电能源的测量装置，例如质谱仪。输入管线可以联接到测量装置和一个或多个样品收集器，例如，用于获得气体样品。在一些方面中，输入管线可以包括加热元件，该加热元件被构造成保持管线温度等于或高于所收集的样本的温度，以减少或防止在收集的样本中形成冷凝物。在一些方面中，移动科学平台可以依赖电力、丙烷、压缩天然气或其他类似燃料运行或切换以运行，以使得能够收集没有(或具有水平降低的)车辆引起的污染的气体样本。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年12月22日提交的美国临时申请No.62/437,917的权益和优先权；该申请及其内容通过引用整体并入本文，如同在本文中完全阐述一样。

技术领域

本公开涉及科学测量平台，并且更具体地涉及移动科学测量平台。本公开还涉及用于从收集的样本中去除冷凝物的系统和装置以及精确取样装置。

背景技术

先前的移动科学测量平台是零碎的“Frankenstein”单元，没有集成“清洁”，连续、一致和冗余的动力系统，更不用说提供或确保纯净的未污染样本收集的系统。这些平台已经受到取样管线中冷凝物以及冷凝物被引入所使用的质谱仪或其它科学设备中的困扰，冷凝物不仅有损采集的数据，还污染了取样管线。此外，以前的移动科学平台使用传统的化石燃料，如汽油和柴油，这进一步使数据收集和分析变得非常复杂。在取样管线和其他科学设备附近燃烧并收集这些化石燃料产生的燃烧产物会污染所收集的数据。此外，以前的平台需要现场由科学家博士进行持续操作、样本收集和数据解释。因此，可以对现有的移动科学测量平台进行改进。

现有的空气取样方法受到将样本输送到测量设备的输送管线或示踪管中的非恒定温度或冷点的困扰，从而导致冷凝。输送管线或示踪管越长，形成冷凝物的机会就越多。冷凝可能污染示踪管的内部，这可能导致科学设备中人为升高的背景信号(或其他不准确性)。然后必须将这些冷凝物从取样系统中“烘出”以获得有效的测量结果，从而导致设备和测量停机时间。此外，当在示踪管中行进的冷凝物到达科学测量设备(例如质谱仪)时，可能导致昂贵的去污、示踪管更换和长的设备停机时间。因此，可以对用于科学测量和分析的空气和气体输送系统进行改进。

先前的空气和气体取样方法受到样本管线或质谱仪或所使用的其他科学仪器中的样本污染、有机物、无机物和原子元素冷凝以及分析空气样本的各种质谱仪的错误使用的困扰。通常使用没有过滤器或其他筛选装置的样本管线。因此，可以改进空气和气体的收集。

发明内容

本公开涉及用于移动科学或测量平台的系统、装置和方法。在一个方面中，移动科学平台可以包括具有电能源的车辆和联接到电能源的测量装置，例如质谱仪。输入管线可以联接到测量装置和例如用于获得气体样本的一个或多个样本收集器。在一些方面中，输入管线可以包括加热元件，该加热元件被构造成保持管线温度等于或高于所收集的样本温度，以减少或防止在收集的样本中形成冷凝物。在一些方面中，移动科学平台可以依赖电力、丙烷、压缩天然气或其他类似燃料运行或切换成依赖电动、丙烷、压缩天然气或其他类似燃料运行，以使得能够收集没有(或水平降低)车辆引起污染的气体样本。

在一些方面中，车辆可包括推进源，例如内燃机。推进源可以使用气体燃料或柴油燃料或其他类似燃料中的至少一种来运行。在一些情况下，可以使用丙烷、压缩天然气、电力或其他减少排放的燃料或能源中的至少一种来切换推进源以进行操作。当移动科学平台用于在移动时获得气体样本以避免污染所获得的气体样本时，这可能特别有用。在一些示例中，平台可包括切换装置，该切换装置可操作以基于测量装置是否正在从输入管线接收样本而将推进源的燃料源从汽油或柴油切换为丙烷或压缩天然气或电。