[发明专利]一种自动化多级式单颗粒撞击式采样器及采样方法

权利要求书

1.一种自动化多级式单颗粒撞击式采样器，其特征是，包括：自旋多级式采样头、动力与旋转模块、控制与显示模块；

其中，自旋多级式采样头包括：设有进气管的顶盖、上层旋转式样品台、中盖、中层旋转式样品台、下盖、下层旋转式样品台、样品台转轴和设有出气管的底座；顶盖、中盖、下盖、样品台转轴和底座组成完整密闭的腔体，用于切割和收集对应粒径的颗粒物；

动力与旋转模块包括抽气泵、压力传感器、定位旋转电机和供电电池；

所述控制与显示模块包括触控显示面板和定制化控制系统；

所述自旋多级式采样头的顶盖上设置有与外界大气相连通的进气管，底座设置有与所述动力与旋转模块的抽气泵相连接的出气管；顶盖、中盖和下盖分别设置有对应颗粒物粒径的气流加速孔，每个气流加速孔的中心与进气管和出气管对准；上层旋转式样品台、中层旋转式样品台和下层旋转式样品台分别位于顶盖、中盖、下盖和底座构成的腔体内，上层旋转式样品台、中层旋转式样品台和下层旋转式样品台上分别设置有均匀分布且一一对应的多个样品位，样品位的中心与气流加速孔的中心对准；样品台转轴设置在样品台的下方，通过同步带与动力与旋转模块相连接；

所述动力与旋转模块的抽气泵用于为将外界大气抽进采样器以收集颗粒物提供动力；压力传感器设置在底座出气管与抽气泵之间，用于实时测量并通过控制与显示模块将流量稳定在设定值；定位旋转电机用于控制上层旋转式样品台、中层旋转式样品台和下层旋转式样品台按控制与显示模块的指令转动到指定位置；供电电池用于提供电能；

所述控制与显示模块中，触控显示面板用于设置采样条件和显示相关信息；定制化控制系统分别与抽气泵、压力传感器、定位旋转电机、供电电池和触控显示面板相连接，用于实现数字与模拟信号的读取和控制，从而实现对自旋多级式采样头、动力与旋转模块的控制调节，并记录储存有关采样信息；

通过所述自旋多级式采样头的顶盖、中盖、下盖设置的气流加速孔和所述上层旋转式样品台、中层旋转式样品台、下层旋转式样品台收集多个粒径的大气颗粒物，使用上层旋转式样品台、中层旋转式样品台、下层旋转式样品台、样品台转轴、同步带、动力与旋转模块控制切换样品位和启停采样。

2.如权利要求1所述的自动化多级式单颗粒撞击式采样器，其特征是，所述自旋多级式采样头的顶盖、中盖、下盖和底座上分别设置有样品膜位置标识，用于对准和定位；

所述自旋多级式采样头的顶盖、中盖、下盖和底座上分别设置有O型密封圈，以构成封闭腔体。

3.如权利要求1所述的自动化多级式单颗粒撞击式采样器，其特征是，所述上层旋转式样品台、中层旋转式样品台和下层旋转式样品台上的样品位均为均匀分布且一一对应。

4.如权利要求1所述的自动化多级式单颗粒撞击式采样器，其特征是，所述定位旋转电机通过同步带与所述样品台转轴相连接。

5.如权利要求1所述的自动化多级式单颗粒撞击式采样器，其特征是，所述压力传感器实时测量并通过反馈调节控制抽气泵以设定流量抽取外界大气。

6.如权利要求1所述的自动化多级式单颗粒撞击式采样器，其特征是，所述供电电池用于在无电源线连接情况下，使所述自动化多级式单颗粒撞击式采样器长时间稳定工作。

7.如权利要求1所述的自动化多级式单颗粒撞击式采样器，其特征是，所述自动化多级式单颗粒撞击式采样器为模块化设置，可独立用于单颗粒的自动化采样，或作为单颗粒采样模块集成到仪器中使用。

8.如权利要求1所述的自动化多级式单颗粒撞击式采样器，其特征是，采样样品膜为铜网或硅片。