一種氣溶膠快速采集稱重與無線傳輸裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型專利涉及一種氣溶膠快速收集稱重與信號無線傳輸裝置，屬于環(huán)保監(jiān)測儀器領域。
【背景技術】
[0002]氣溶膠是懸浮于空氣中的微細顆粒物，既可以是固態(tài)的，也可以是液態(tài)的，其化學組成非常復雜。一般來說，氣溶膠顆粒的粒徑大約在0.01?10微米，可分為自然和人類產(chǎn)生兩類。隨著現(xiàn)代化建設高速發(fā)展，工業(yè)制造中產(chǎn)生的氣溶膠顆粒越來越多，這些大量懸浮的氣溶膠顆粒包含各種微量金屬、硫酸與硝酸鹽、無機氧化物和含氧有機化合物等，對地球表面的大氣能見度、氣候、環(huán)境等產(chǎn)生了極為重大影響。尤其是近些年來大氣霧霾現(xiàn)象頻發(fā)，氣溶膠是罪魁禍首，而直徑小于2.5微米的氣溶膠(PM2.5)已經(jīng)成為污染環(huán)境最重要的一類，因此對PM2.5等氣溶膠進行準確采集觀測正越來越受到人們的關注，而正確地對氣溶膠顆粒物進行質量濃度的分級、標定和預警，是研究和解決氣溶膠顆粒物污染的首要問題。當前對氣溶膠的監(jiān)測已經(jīng)成為我國環(huán)境保護的重要環(huán)節(jié)。
[0003]目前采集與測定大氣中的懸浮氣溶膠質量濃度的方法一般為離線采樣測量法和在線采樣測量法。按照測量原理的不同，又可以將它們分為激光β射線法、激光散射法、壓電晶體差頻法、濾膜稱重法、微量振蕩天平法等等，它們各有優(yōu)缺點。其中濾膜稱重法測定的是氣溶膠顆粒物的絕對質量濃度，因而測量精度相對較高，測量不會受到顆粒物大小、形狀、顏色等因素的影響，但是該裝備的采樣儀復雜、濾膜操作費時、不能立即給出測試結果(需要3?24小時)。為此，本實用新型設計出了基于龍卷風原理的收集裝置，龍卷風可以用來讓氣溶膠匯聚更快地被濾膜吸收，增強氣溶膠顆粒物進入濾膜的效率和速度。同時，為了在一定程序上提高測量結果的信息傳輸和預報效率，通過無線傳輸裝置給用戶氣溶膠濃度的變化信息，這樣便可以達到及時預警或報警的作用。鑒于目前我國的GPRS，藍牙，WIFI等無線通訊工具發(fā)展日漸成熟，因此可以利用無線數(shù)據(jù)技術來提高監(jiān)測大氣氣溶膠污染情況的效率。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]氣溶膠是大氣成分中很重要的組成部分，它不僅影響著人類的健康，還能增加大氣的化學反應，增加降水、成云和成霧的可能性，降低能見度，影響大氣輻射收支，導致環(huán)境溫度和植物生長速率的改變。因此對大氣氣溶膠濃度及時監(jiān)測來達到預警報警的作用有重要意義。目前我國主要標準是采用膜法采集氣溶膠，雖然精度高，但是濾膜采集氣溶膠所用時間漫長，且收集的部分氣溶膠易揮發(fā)，導致測量失準。針對以上缺點，本實用新型提出了高效率的龍卷風收集裝置和無線傳輸裝置。
[0005]為了實現(xiàn)上述【背景技術】存在的需求，本實用新型提供一種氣溶膠顆?？焖俨杉Q重與無線傳輸?shù)难b置。
[0006]為實現(xiàn)上述的技術目的，本實用新型的技術方案是:一種氣溶膠快速采集稱重與無線傳輸裝置，其特征是，包括氣溶膠采集裝置、龍卷風集納裝置、物體質量稱量裝置和數(shù)據(jù)處理與傳輸裝置，所述氣溶膠采集裝置連接龍卷風集納裝置，所述龍卷風集納裝置連接物體質量稱量裝置，所述物體質量稱量裝置連接數(shù)據(jù)處理與傳輸裝置。
[0007]進一步的，所述龍卷風集納裝置包括進風裝置和螺旋管道，所述進風裝置包括兩個相向設置的進風口，所述進風口分別連接導氣管和氣栗。
[0008]進一步的，所述螺旋管道設置為兩級螺旋管道。
[0009]進一步的，所述氣溶膠采集裝置包括氣溶膠進氣口、氣溶膠龍卷風交疊采集區(qū)以及排氣口，所述氣溶膠進氣口連接氣溶膠氣栗。
[0010]通過兩個相對方向設置的進風口和導氣管形成兩股空氣強烈相向對流運動，再利用流動的氣流在兩級螺旋管道相互摩擦旋轉形成空氣漩渦，從而在氣溶膠龍卷風交疊采集區(qū)產(chǎn)生自然快速旋轉的人造龍卷風，而龍卷風形成氣壓差將抽取空氣中的氣溶膠顆粒物，一方面，有些氣溶膠具有一定的揮發(fā)性，龍卷風形成的漩渦可以有效地減緩了氣溶膠的揮發(fā)，另一方面，龍卷風強大的氣流顯著提高了氣溶膠采集裝置的吸氣效率，同時也加速了氣溶膠顆粒物被濾膜高效吸收，從而極大地縮短了濾膜稱重的時間，有利于快速氣溶膠質量濃度檢測與預警。
[0011]進一步的，所述物體質量稱量裝置包括高精度微量天平和濾膜，由于氣溶膠質量很小，所以采用高精度的稱重分析天平(精度±0.01mg/m3)。濾膜稱重法是工業(yè)生產(chǎn)與試驗中常用的清潔度測定方法之一。它的測定原理是:將一定濃度的待測氣溶膠樣品通過干燥過的濾膜充分過濾，氣溶膠顆粒物被收集在濾膜表面，利用分析天平進行稱重，然后將濾膜清洗并再次充分干燥和進行天平稱重，根據(jù)分析天平稱出過濾清洗前后干燥的濾膜質量，計算其增加值即為氣溶膠顆粒物的質量。采用濾膜質量稱重時，可通過下式計算氣溶膠顆粒物質量濃度，即單位體積空氣中氣溶膠顆粒物的質量:C=(m2-ml)/Q.t，上式中C為氣溶膠質量濃度，單位為mg/m3，m2、ml分別為采樣后、前濾膜質量，單位為mg，Q是氣溶膠采樣儀的吸氣效率，單位為m3/min，t為采樣時間，單位為min。
[0012]進一步的，所述數(shù)據(jù)處理與傳輸裝置包括ARM主控處理器和無線發(fā)收模塊。
[0013]進一步的，所述處理器采用STM32F429芯片，該處理器具有低功耗，實時性能出色等特性。
[0014]進一步的，所述無線發(fā)收模塊采用WIFI或S頂900B無線模塊。S頂900B外觀小巧，性能穩(wěn)定，性價比高，利用它連接GPRS無線網(wǎng)絡來對大氣氣溶膠質量濃度的測量值進行及時傳輸與發(fā)布。
[0015]本實用新型的原理為:氣溶膠氣栗抽取足夠的大氣送入氣溶膠進氣口，利用龍卷風集納裝置和濾膜高效率采集空氣中的氣溶膠顆粒物，然后利用物體質量稱量裝置進行對氣溶膠顆粒質量的測量，最后通過數(shù)據(jù)處理與傳輸裝置將測量的氣溶膠質量濃度數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩舻氖謾C或電腦。
[0016]本實用新型所達到的有益效果:本實用新型所述一種氣溶膠的快速采集稱重與無線傳輸裝置采用高效率的采集、收集、信息處理與傳輸?shù)确绞剑c傳統(tǒng)的濾膜稱重法采樣不同，利用龍卷風提高了吸氣效率和收集效率，減輕了氣溶膠在保存過程中的改變所帶來的誤差，也解決了半揮發(fā)性組分導致測量不準的問題。數(shù)據(jù)的無線傳輸使得對氣溶膠濃度的監(jiān)測更加方便。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的流程圖；
[0018]圖2是本實用新型的結構不意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實