[发明专利]一种便携式云雾颗粒物采集设备和采集方法

说明书

本发明公开了一种便携式云雾颗粒物采集设备和采集方法，包括：外壳，用于提供容纳腔室；第一冷凝罐，其内部盛装有翅片结构，为封闭结构，第一冷凝罐的底部设置有集水结构；蓄冷剂，填充于第一冷凝罐与外壳之间的空隙中；进样管道，其一端与第一冷凝罐的顶部连接，另一端穿过外壳，并延伸至外壳的外部；出气管道，其一端与第一冷凝罐的底部连接，另一端穿出外壳，与抽气泵连接。该采集设备可以高效收集空气中的雾滴，同时对云雾中的无机颗粒、挥发性有机物和微生物等进行采集，全面地展现云雾气溶胶内部的生态和物质结构。

技术领域

本发明涉及颗粒物采集技术领域，尤其涉及一种便携式云雾颗粒物采集设备和采集方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

在水气充足、微风及大气层稳定的情况下，如果接近地面的空气冷却至某种程度时，空气中的水气便会凝结，附着于空气中的灰尘上，形成小水珠，悬浮于空中，形成雾。相关研究表明，雾是大气中水的一种特殊的存在形态，构成独特的微观生态系统。将雾气冷凝成液滴并加以收集，进而分析当中颗粒物的组成和性质，对于气溶胶内部生化反应规律的揭示具有重要意义。

云雾中含有大量的水分和环境污染物，如微生物、有机和无机颗粒，所形成的高湿环境会促进微生物的繁殖。现有的浮游采样方法(如利用浮游采样仪)采用培养基收集并培养大气微生物，无法在高湿大气环境下使用，不能对无机颗粒及挥发性有机物进行采样，且最终形成的微生物群落不能代表大气的实际群落结构，存在非常大的局限性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种便携式云雾颗粒物采集设备和采集方法。该采集设备可以高效收集空气中的雾滴，同时对云雾中的无机颗粒、挥发性有机物和微生物等进行采集，全面地展现云雾气溶胶内部的生态和物质结构。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种便携式云雾颗粒物采集设备，包括：

外壳，用于提供容纳腔室；

第一冷凝罐，其内部盛装有翅片结构，为封闭结构，第一冷凝罐的底部设置有集水结构；

蓄冷剂，填充于第一冷凝罐与外壳之间的空隙中；

进样管道，其一端与第一冷凝罐的顶部连接，另一端穿过外壳，并延伸至外壳的外部；

出气管道，其一端与第一冷凝罐的底部连接，另一端穿出外壳，与抽气泵连接。

抽气泵在出气管道的末端，提供动力，促进雾的顺利流动，该种设计使得雾样在收集过程中不会与泵体接触，避免对雾样产生污染，影响雾中颗粒物检测的准确性。

雾从外壳的外部连续进入采集设备内部，首先流入第一冷凝罐内，由于出气管道的端部位于第一冷凝罐的内部，在抽气泵的抽气作用下，在第一冷凝罐的底部形成负压，所以进入第一冷凝罐中的雾自第一冷凝罐的顶部向第一冷凝罐的底部流动，流经翅片结构，翅片结构在周围蓄冷剂的冷却作用下温度较低，对雾气进行冷凝，且提供雾气凝结后的水滴的附着位点，使雾滴从空气中分离出，并在第一冷凝罐的底部收集。分离后的空气被抽气泵抽出外壳。

由于采用该种结构，可以使雾中的小水滴以颗粒物为凝结核聚集，最终在翅片上形成大水珠，从而使气态雾中的各种成分有效的被浓缩到液态水滴中，为接下来的相关仪器测量打下坚实基础。

采用蓄冷剂对雾进行冷凝收集，能耗低，成本低，且不会受制于电力设备。

在一些实施例中，所述集水结构包括漏斗导水结构和收集管道，漏斗导水结构设置于第一冷凝罐的底部，收集管道的一端连接在漏斗导水结构的出口，另一端穿过外壳，向外延伸。