[发明专利]双向沙尘垂直通量采集仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于野外大气沙尘垂直方向输运规律研究的沙尘垂直通量采集仪器，具体地说是一种能够在野外采集沙尘天气过程中某一高度位置单位面积向上和向下运动沙尘的双向沙尘垂直通量采集仪。

背景技术

沙尘天气过程中产生的悬浮于对流层的沙尘微粒是大气气溶胶的重要来源之一，全球沙漠、干旱和半干旱地区每年由于沙尘运动形成的沙尘气溶胶大约在10亿到30亿吨，大约占全部大气气溶胶的百分之三十到百分之五十左右。这些沙尘气溶胶在大气物理和大气化学过程以及全球气候和生态系统中扮演着重要的角色，包括：引起全球气候系统的调整和变化；改变气溶胶的酸碱度，对于对流层光化学反应过程、硫酸盐和硝酸盐的输送和沉降以及臭氧的浓度有着重要的影响；长距离输送而注入海洋的沙尘影响了海洋的生物地球化学过程和海洋生物量；在沙尘颗粒物形成和长途传输过程中，发生了大量的化学和生物学污染，对大气环境和人类健康带来极大的危害。因此，越来越频繁的沙尘天气的发生及其带来的严重土壤风蚀、土地沙漠化以及环境问题促进了更多科学家对沙尘起扬、输运及沉降开展系统的研究工作。

而对沙尘天气过程中某一高度位置单位面积向上和向下运动的沙尘的垂直通量进行系统、深入的研究，掌握粉尘的释放、输送和沉降机制有助于揭示沙尘天气的发生、发展规律以及沙尘天气的危害方式和危害程度，为沙尘暴治理奠定理论基础。而现在常用的沙尘垂直通量收集仪主要是干收集缸和湿收集缸，因为结构较为简单、受到来流风场影响大等原因，造成对向下运动沙尘收集不够准确，最重要的是只能收集向下运动（降尘）的沙尘，对于向上运动（上扬）的沙尘无法收集，而向上（上扬）的沙尘输运量对于定量研究沙尘天气的发生、发展规律、确定沙尘的尘源区以及评估各类沙尘运动模型具有非常重要的作用，是沙尘天气研究必不可少的量化指标之一。 

发明内容

鉴于上述现状，本发明要解决技术问题在于提供一种结构简单、使用方便、同时收集单位面积向上和向下沙尘垂直通量的双向沙尘垂直通量采集仪。该采集仪能够在野外恶劣条件下，无需动力驱动收集获得指定时间间隔内的单位面积向上和向下沙尘垂直通量。

为解决技术问题，本发明采取的技术方案以下：一种双向沙尘垂直通量采集仪，包括采样部分、旋转部分与风向板，其特征在于：采样部分包括楔形采样体与楔形后罩，楔形采样体包括上、下对称设置的降尘采样组件和扬尘采样组件，降尘采样组件连接有降尘滤袋，扬尘采样组件连接有扬尘滤袋，楔形采样体的大头端与楔形后罩的大头端固定对接，降尘滤袋与扬尘滤袋位于楔形后罩内，楔形后罩的小头端设有排风口，采样部分与旋转部分、风向板连接。

降尘采样组件包括降尘迎风向挡板、降尘水平面板、降尘水平通风管与降尘收集管；降尘迎风向挡板上边沿与降尘水平面板固定对接，降尘迎风向挡板设有降尘水平进风口，降尘水平进风口安装降尘水平通风管，降尘水平面板设有开口向上的降尘收集口，降尘收集口安装降尘收集管，降尘水平通风管与降尘收集管垂直贯通，降尘水平通风管出风口安装降尘滤袋。

扬尘采样组件包括扬尘迎风向挡板、扬尘水平面板、扬尘水平通风管与扬尘收集管；扬尘迎风向挡板下边沿与扬尘水平面板固定对接，扬尘迎风向挡板设有扬尘水平进风口，扬尘水平进风口安装扬尘水平通风管，扬尘水平面板设有开口向下的扬尘收集口，扬尘收集口安装扬尘收集管，扬尘水平通风管与扬尘收集管垂直贯通，扬尘水平通风管出风口安装扬尘滤袋。

降尘水平进风口与扬尘水平进风口均安装有滤膜；降尘迎风向挡板下边沿与扬尘迎风向挡板上边沿固定对接；降尘迎风向挡板的两侧边沿与扬尘迎风向挡板的两侧边沿固定对接有侧板；楔形后罩的大头端固定对接于侧板、降尘水平面板与扬尘水平面板；楔形后罩通过竖向支杆与旋转部分连接，风向板通过横臂固定于楔形后罩。楔形采样体整体呈上、下对称的三角楔形。