一种大气污染物自动垂直分层采样装置

本技术涉及大气监测，具体涉及一种大气污染物自动垂直分层采样装置。

背景技术：

1、随着人类社会的发展，大气环境越来越受到重视。各行各业开始注重大气监测、碳污协同治理等。其中大气垂直观测是一项重要内容，大气监测不仅需要掌握近地层大气污染排放浓度，对较高大气层的大气成分特征也需要精确掌握具有重要意义。

2、然而，在大气垂直方向的气体监测分析上，当前相关领域主要依托卫星等红外光谱的遥感测量与反演计算，该方法存在较大误差，受气象因素、传感器、算法等多方面限制，不能代表真实的大气成分特征。如何实现对大气层的直接垂直采样成为一个重要的问题。因此，设计安全、稳定、高效、精确的大气垂直气体采样装置十分重要，相关采样监测结果可显著提升对大气层不同高度大气成分特征的认知，解决遥感监测与反演存在的不足，提供重要的实测值，进行参考校验，推进我国大气环境保护工作的顺利开展。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构设计合理、易操作及采样代表性强的大气污染物自动处置分层采样装置。

2、本实用新型的技术方案如下：

3、一种大气污染物自动垂直分层采样装置，包括探空升降模块、垂直被动采气模块及地面分析模块；

4、所述垂直被动采气模块设置于探空升降模块内，所述探空升降模块用于将垂直被动采气模块带到大气预定高度；垂直被动采气模块用于在探空升降模块平飘后下降过程中对不同高度的大气依次进行采样，并记录气象参数；所述垂直被动采气模块与地面分析模块通过气路连接，地面分析模块用于将垂直被动采气模块采集到的气样进行分析处理。

5、进一步地，所述探空升降模块包括探空气球、降落伞及保温箱体，所述探空气球下端设有降落伞，所述降落伞下端设有保温箱体，所述降落伞与探空气球通过绳索连接，所述保温箱体与降落伞通过绳索连接。

6、进一步地，所述探空气球与降落伞连接的绳索上设有降落伞切割器，所述降落伞切割器与地面控制系统信号连接。

7、进一步地，所述垂直被动采气模块包括环形固定架和一组惰性采气瓶，所述环形固定架安装于保温箱体内部，所述环形固定架外表面沿其周向方向间隔设有惰性采气瓶，所述惰性采气瓶顶部设有惰性限流阀，所述惰性限流阀进气口设有采气管，所述惰性采气瓶底部设有压力阀口，所述采气管上设有用于自动打开采气管的打开机构。

8、进一步地，打开机构包括直通阀、弹力控制绳、普通固定绳及固定绳切割器，所述直通阀设于采气管上，所述弹力控制绳首端固定于固定架上，每个直通阀的开关一端绑于弹力控制绳上，每个直通阀的开关另一端绑于普通固定绳上，所述普通固定绳首端固定于固定架上，所述固定绳切割器设置在普通固定绳与固定架连接处。

9、进一步地，所述固定绳切割器与地面控制系统信号连接；所述采气管为不锈钢管线。

10、进一步地，所述保温箱体为厚泡沫保温箱；

11、进一步地，所述保温箱体内装载有用于记录气象参数和轨迹数据的gps温湿压传感器组件。

12、与现有技术相比较，本实用新型的有益效果如下：

13、1）采用本实用新型的技术方案，通过在采气管上设有用于自动打开采气管的打开机构，探空气球到达最高设定高度后，地下控制系统控制降落伞切割器切掉探空气球，降落伞打开，待气球平飘后开始下降，与此同时，遥控固定绳切割器切割普通固定绳，弹力控制绳将直通阀开关打开，开始在下降过程中依次采气，解决了大气垂直采样难的问题；

14、2）与基于遥感反演的大气垂直廓线监测方法相比较，本实用新型装置实现直接采集的大气层样品具有代表性，精确度高；

15、3）本实用新型采样装置易操作、稳定性高，采集的样品代表性强，避免了复杂的电路控制设计，保证了各层采气样品的均一性和安全性，整体设计高效实用。

技术特征：

1.一种大气污染物自动垂直分层采样装置，其特征在于包括探空升降模块、垂直被动采气模块（6）及地面分析模块；

2.根据权利要求1所述的一种大气污染物自动垂直分层采样装置，其特征在于所述探空升降模块包括探空气球（1）、降落伞（3）及保温箱体（5），所述探空气球（1）下端设有降落伞（3），所述降落伞（3）下端设有保温箱体（5），所述降落伞（3）与探空气球（1）通过绳索连接，所述保温箱体（5）与降落伞（3）通过绳索连接。

3.根据权利要求2所述的一种大气污染物自动垂直分层采样装置，其特征在于所述探空气球（1）与降落伞（3）连接的绳索上设有降落伞切割器（2），所述降落伞切割器（2）与地面控制系统信号连接。

4.根据权利要求2所述的一种大气污染物自动垂直分层采样装置，其特征在于所述垂直被动采气模块（6）包括环形固定架（61）和一组惰性采气瓶（63），所述环形固定架（61）安装于保温箱体（5）内部，所述环形固定架（61）外表面沿其周向方向间隔设有惰性采气瓶（63），所述惰性采气瓶（63）顶部设有惰性限流阀（62），所述惰性限流阀（62）进气口设有采气管（65），所述惰性采气瓶（63）底部设有压力阀口（64），所述采气管（65）上设有用于自动打开采气管（65）的打开机构。

5.根据权利要求4所述的一种大气污染物自动垂直分层采样装置，其特征在于打开机构包括直通阀（66）、弹力控制绳（7）、普通固定绳（8）及固定绳切割器（9），所述直通阀（66）设于采气管（65）上，所述弹力控制绳（7）首端固定于固定架（61）上，每个直通阀（66）的开关一端绑于弹力控制绳（7）上，每个直通阀（66）的开关另一端绑于普通固定绳（8）上，所述普通固定绳（8）首端固定于固定架（61）上，所述固定绳切割器（9）设置在普通固定绳（8）与固定架（61）连接处。

6.根据权利要求5所述的一种大气污染物自动垂直分层采样装置，其特征在于所述固定绳切割器（9）与地面控制系统信号连接；所述采气管（65）为不锈钢管线。

7.根据权利要求2所述的一种大气污染物自动垂直分层采样装置，其特征在于所述保温箱体（5）为厚泡沫保温箱。

8.根据权利要求2所述的一种大气污染物自动垂直分层采样装置，其特征在于所述保温箱体（5）内装载有用于记录气象参数和轨迹数据的gps温湿压传感器组件（4）。

技术总结
本技术公开了一种大气污染物自动垂直分层采样装置，包括探空升降模块、垂直被动采气模块及地面分析模块；垂直被动采气模块设置于探空升降模块内，探空升降模块用于将垂直被动采气模块带到大气预定高度；垂直被动采气模块用于在探空升降模块平飘后下降过程中对不同高度的大气依次进行采样，并记录气相参数；垂直被动采气模块与地面分析模块通过气路连接，地面分析模块用于将垂直被动采气模块采集到的气样进行分析处理，本技术采样装置易操作、稳定性高，采集的样品代表性强，避免了复杂的电路控制设计，保证了各层采气样品的均一性和安全性，整体设计高效实用。

技术研发人员：刘硕,陈炳江,兰文港,付海旺,金泽平,陈紫异,方双喜
受保护的技术使用者：浙江工业大学绍兴研究院
技术研发日：20240123
技术公布日：2024/11/7