一种适用于不同高度的大气环境监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及大气环境监测技术领域，更具体涉及一种适用于不同高度的大气环境监测装置。


背景技术：

2.大气污染监测是指间断或连续地测定大气中污染物的浓度、来源和分布，研究、分析大气污染现状和变化趋势的工作。监测任务主要是：
①
对大气中的主要污染物进行定期的或连续的监测，在大量数据基础上评价大气环境质量现状及其发展趋势；
②
对向大气排放污染物的污染源进行监督性监测，判断其是否符合国家规定的大气污染物排放标准，并及时提出控制污染物排放的措施；
③
评价大气污染治理设施的环境效果等。传统的检测仪器均设置在地面上某一固定点进行检测，这样存在检测数据单一，设备利用率低。
3.而现有的多旋翼无人机系统对监测区域进行垂直飞行，同步采集影像数据、pm2.5数据和温度、湿度、气压，地面站通过远程无线传输方式接收数据，通过对探测数据的订正和拟合处理，获得不同高度的pm2.5浓度分布曲线、大气能见度垂直分布曲线。该种方法的缺陷在于无人机的动力有限，且无人机的机翼会对大气的采集造成一定的影响，难以实现静态有效的大气采样，且无人机的采样高度收动力能源影响，难以实现多个高度节点的采样，同时其并不能顺应流动的大气方向进行跟踪采样。而对于大气成分检测，大气污染预警、预防，在同一时间维度下，不同高度的大气成分检测尤为重要，以上问题亟待解决。
4.有鉴于此，有必要对现有技术中的环境监测装置予以改进，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于公开一种适用于不同高度的大气环境监测装置，能够解决现有的飞行器由于动力问题而导致的监测高度与监测时长不够，监测样本单一，以及由飞行器的飞行方式导致的采样样本误差的问题，实现在超长时段与里程下的高效率监测。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种适用于不同高度的大气环境监测装置，包括升空装置与采样监测装置，所述升空装置包括具有球形气囊的伞体，设置于所述伞体底端且能够密封所述伞体内腔的换气盘，以及设置于所述换气盘底端的加热室；
7.所述换气盘的中央开设有连通所述伞体与所述加热室的热流通道，所述换气盘的外周开设有多个连通所述伞体与外界的排气通道；
8.所述采样监测装置设置于所述换气盘的外周，所述加热室能够通过物理加热或化学制热的方式向所述伞体的内部填充大量热气，所述换气盘内部设有控制所述排气通道和所述热流通道的气体流通量的感应阀。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述采样监测装置包括固设于所述换气盘外周的真空球腔，所述真空球腔接设有抽气泵与采样管，所述真空球腔的内部设有的监测分析仪。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述伞体采用强化尼龙制成。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述伞体在靠顶端处设有改变内部球形气囊体积
的收缩部。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述采样管倾斜布置于所述伞体的外侧，且能够活动伸缩。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述采样管的采样口布置于所述伞体的腰部外侧。
14.作为本实用新型的进一步改进，还包括设置于伞体上的定位单元，所述定位单元由水平位置定位器与竖直高度定位器组成。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述监测分析仪包括大气成分传感器，温度传感器，光照传感器。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述感应阀均为电磁阀，并通过信号与地面控制终端相连。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.(1)一种适用于不同高度的大气环境监测装置，通过加热室对伞体的球形气囊内填充热气，球形气囊内腔中的低温气体通过底端的换气盘上的排气通道排出，利用热空气热浮与球形气囊内的密度降低，产生更大的向上的浮力作用，以及实现对伞体的驱动升空，相对于飞行器的螺旋桨动力驱动升空，实现了静态升空，减少了螺旋桨对大气采样的影响，同时加热室通过物理电加热或化学品制热的方式，向球形气囊内填充热空气或热氢气，相比于传统的飞行器驱动，在该方式驱动能够实现超长时段与里程下的高效率大气采样与监测。
19.(2)利用感应阀控制热流通道与排气通道之间的冷热交换速率，实现对伞体的升空高度调节，以满足对不同高度的大气采样需求，同时伞体具有活动收缩改变球形气囊体积的收缩部，能够进一步的改善伞体的升空效率；而伞体采用的强化尼龙材料能够满足保温与耐磨性能，其结构更结实。
20.(3)采样监测装置采用抽真空采样，利用气流自高压向低压运动的原理，实现采样管对大气的自吸，实现简便采样，采样效率高，大大提高了对大气的监测效率。
附图说明
21.图1为本实用新型一种适用于不同高度的大气环境监测装置的主视示意图；
22.图2为本实用新型一种适用于不同高度的大气环境监测装置的半剖示意图；
23.图3为本实用新型一种适用于不同高度的大气环境监测装置的仰视示意图。
24.图中：1、伞体；2、换气盘；3、加热室；10、球形气囊；21、热流通道；22、排气通道；40、真空球腔；41、采样管。
具体实施方式
25.下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
28.请参图1至图3所示出的本实用新型一种适用于不同高度的大气环境监测装置的一种具体实施方式。
29.参图1所示，在本实施例中，一种适用于不同高度的大气环境监测装置，包括升空装置与采样监测装置，升空装置包括具有球形气囊10的伞体1，设置于伞体1底端且能够密封伞体1内腔的换气盘2，以及设置于换气盘2底端的加热室3；换气盘2的中央开设有连通伞体1与加热室3的热流通道21，换气盘2的外周开设有多个连通伞体1与外界的排气通道22；采样监测装置设置于换气盘2的外周，加热室3能够通过物理加热或化学制热的方式向伞体1的内部填充大量热气，换气盘2内部设有控制排气通道22和热流通道21的气体流通量的感应阀。
30.需要理解的是，一种适用于不同高度的大气环境监测装置，通过加热室3对伞体1的球形气囊10内填充热气，球形气囊10内腔中的低温气体通过底端的换气盘2上的排气通道22排出，利用热空气热浮与球形气囊10内的密度降低，产生更大的向上的浮力作用，以及实现对伞体1的驱动升空，相对于飞行器的螺旋桨动力驱动升空，实现了静态升空，减少了螺旋桨对大气采样的影响，同时加热室3通过物理电加热或化学品制热的方式，向球形气囊10内填充热空气或热氢气，相比于传统的飞行器驱动，在该方式驱动能够实现超长时段与里程下的高效率大气采样与监测。
31.参图2所示，具体的，伞体1采用强化尼龙制成。伞体1在靠顶端处设有改变内部球形气囊10体积的收缩部。
32.需要理解的是，利用感应阀控制热流通道21与排气通道22之间的冷热交换速率，实现对伞体1的升空高度调节，以满足对不同高度的大气采样需求，同时伞体1具有活动收缩改变球形气囊10体积的收缩部，能够进一步的改善伞体1的升空效率；而伞体1采用的强化尼龙材料能够满足保温与耐磨性能，其结构更结实。
33.参图3所示，更具体的，在本实施例中，采样监测装置包括固设于换气盘2外周的真空球腔40，真空球腔40接设有抽气泵与采样管41，真空球腔40的内部设有的监测分析仪。采样监测装置采用抽真空采样，利用气流自高压向低压运动的原理，实现采样管41对大气的自吸，实现简便采样，采样效率高，大大提高了对大气的监测效率。采样管41倾斜布置于伞体1的外侧，且能够活动伸缩，采样管41朝向伞体1的外侧布置，能够减少伞体1在升空过程中外周气流对采样工作的影响，同时通过采样管41的活动伸缩可以改变采样的高度，实现静态纵向多点位的采样监测，能够丰富大气的监测数据，实现对区域内的大气环境形成更立体的监测。采样管41的采样口布置于伞体1的腰部外侧。还包括设置于伞体1上的定位单元，定位单元由水平位置定位器与竖直高度定位器组成。监测分析仪包括大气成分传感器，温度传感器，光照传感器。感应阀均为电磁阀，并通过信号与地面控制终端相连。
34.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。