[实用新型]一种飞行式大气颗粒物稳压采样设备

说明书

本实用新型公开了一种飞行式大气颗粒物稳压采样设备，属于环境监测设备装置领域。将多旋翼无人机与大气颗粒物稳压采样箱固定组合在一起，使用无人机的智能电池对大气颗粒物采样箱一起供电，使用无人机飞行器的通信传输通道一同将搭载小型仪器的大气环境信息传输到地面遥控端。本实用新型能实现对空中的大气颗粒物进行采样，这些区域是地面观测采样无法涉及到的区域，可以弥补地面观测的不足，而且还可以实现气体的连续采样。

技术领域

本实用新型属于环境监测设备装置领域，更具体地说，涉及一种飞行式大气颗粒物稳压采样设备。

背景技术

大气颗粒物(Atmospheric Particulate Matters)是大气中存在的各种固态和液态颗粒状物质的总称，各种颗粒状物质均匀地分散在空气中构成一个相对稳定的庞大的悬浮体系。低于1微米的颗粒物沉降速度极慢，会在大气中长时间的存留，且会随着大气的动力作用下肆意飘散，进而导致极大的污染区域，甚至成为全球性的问题。比如二氧化硫和氮氧化物化学转化生成的硫酸和硝酸微粒，便是造成酸雨的主要原因。大量的颗粒物落在植物叶子上影响植物生长，落在建筑物和衣服上能起沾污和腐蚀作用，粒径在3.5微米以下的颗粒物，能被吸入人的支气管和肺泡中并沉积下来，引起或加重呼吸系统的疾病，大气中大量的颗粒物，干扰太阳和地面的辐射，从而对地区性甚至全球性的气候发生影响。

颗粒物采样器则是检测大气颗粒物的主要设备，利于抽气泵提供一个吸气动力，使空气进入采样器，空气中的气溶胶颗粒物会随着空气流通过切割器时，被阻留在切割器的收集板/滤膜上被采集。

环境监测需要得到比较精确的空气中颗粒物的含量，在采集空气中颗粒物的同时，需要保持采样气体流速的恒定，以得到准确的采样空气量。但由于多种因素的影响，切割器内的阻力会发生变化，从而使气流的流速相应变化。现有的颗粒物采样器大多都配备相应的气泵或风机等动力设备，通过改变电机的转速来保持采样器气流的流速恒定。

采样装置本身引起流量变化的主要因素是采样滤膜阻力的变化，随着滤膜上集聚的样品量增加，阻力增大，如果不加控制，采样气体流量就会降低。目前，大气采样器多采用限流孔(管)来控制采样流量，其原理是，在采样主气路中人为串联限流孔，增加很大的阻力，其数值远大于滤膜阻力变化值，这样可使由于滤膜阻力变化引起的流量变化处于允许范围。但这种方法的动力消耗较大，大部分能量用于克服限流孔阻力，需要的抽气泵压头较高，多用于小流量采样器，而对于中流量或大流量采样器来说，由于单位时间内采样量成级数上升，滤膜阻力的变化很大，如果继续采用限流孔法，对电机的要求就很高，动力浪费十分严重，而且直接影响电机的使用寿命。

目前，颗粒物采样大多通过流量控制器来控制气泵或风机的电机转速，以实现维持流量恒定的目的。传统的颗粒物采样器自身均装有动力设备，虽然可以提供稳定的动力源，保证采样速度恒定，但不能有效利用气流本身的动力，气泵等动力装置在提供颗粒物采样动力的同时还消耗了更多的动力来平衡采样器自身的阻力。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有飞行式大气颗粒物采样设备在采样过程中因气压环境不稳影响采样效果的问题，本实用新型提供一种飞行式大气颗粒物稳压采样设备，采用双限流管和调节旁路设计，可以保证采样时的稳定气压环境。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种飞行式大气颗粒物稳压采样设备，包括无人机，所述的无人机上搭载有颗粒物采样器，所述采样器包括采样箱，采样箱上开设有采样进气口，采样箱内设置有可调节阀门、采样滤膜室及抽气泵；所述采样进气口、可调节阀门、采样滤膜室及抽气泵依次通过管路串联；采样进气口与可调节阀门之间的管路为限流管，采样滤膜室与抽气泵之间的管路为限流管；可调节阀门与采样滤膜室之间的管路上设置有气压计；所述可调节阀门与抽气泵之间还通过调节旁路相连接，所述调节旁路与采样滤膜室并联设置。