一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀的制作方法
【專利摘要】屬于大氣監(jiān)測裝置的一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀，用于采集、處理和分析大氣干濕沉降樣品。本實用新型采用干、濕沉降物采樣桶和感雨傳感器位于監(jiān)測位置,干沉降物采樣桶上有噴頭,采樣桶密封蓋與干沉降物采樣桶或濕沉降物采樣桶的上口配合密封,干、濕沉降樣品閥連通干、濕沉降物采樣桶和樣品沉淀池,樣品沉淀池連通樣品分樣器，樣品分樣器將樣品分別輸往監(jiān)測儀器的技術方案，解決了現(xiàn)有大氣沉降物在線監(jiān)測裝置存在只能采集、分析大氣濕沉降物，而不能同時在線自動采集、提取處理和分析大氣干沉降物的技術問題。
【專利說明】一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于大氣監(jiān)測裝置，具體的講是一種分別采集、提取處理和分析大氣環(huán)境干沉降物及濕沉降物樣品的大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀。
【背景技術】
[0002]環(huán)境污染受到廣泛關注，而降塵、沙塵暴、灰霾、酸雨等空氣污染問題成為重要的研究課題。我國環(huán)保系統(tǒng)近年來先后配備了空氣在線自動監(jiān)測儀器-空氣自動站、二氧化硫和氮氧化物自動在線監(jiān)測儀器-CEMS、COD/氨氮在線監(jiān)測裝置等。自動在線監(jiān)測以其準確、高效的優(yōu)點成為發(fā)展趨勢。現(xiàn)有大氣沉降物在線監(jiān)測裝置存在只能采集分析大氣濕沉降物，而不能同時在線自動采集、提取處理和分析大氣干沉降物和濕沉積物的缺陷。
實用新型內容
[0003]本實用新型要解決現(xiàn)有大氣沉降物在線監(jiān)測裝置存在只能采集、分析大氣濕沉降物，而不能同時在線自動采集、提取處理和分析大氣干沉降物和濕沉積物的技術問題，提供一種可分別采集、提取處理和分析大氣干沉降物及濕沉降物樣品的大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型采取的技術方案是:一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀，包括采樣桶，所述采樣桶位于監(jiān)測位置，分為干沉降物采樣桶和濕沉降物采樣桶，位于監(jiān)測位置的感雨傳感器連接控制系統(tǒng)；干沉降物采樣桶上有連通去離子水供應源的噴頭，控制系統(tǒng)控制噴頭工作；控制系統(tǒng)控制密封蓋驅動機構，密封蓋驅動機構驅動采樣桶密封蓋與干沉降物采樣桶的上口或濕沉降物采樣桶的上口配合密封；干沉降物采樣桶和濕沉降物采樣桶的底部出口分別連通干沉降樣品閥和濕沉降樣品閥，控制系統(tǒng)連接干沉降樣品閥和濕沉降樣品閥；干沉降樣品閥和濕沉降樣品閥的出口連通樣品沉淀池的入口，樣品沉淀池的出口連通樣品分樣器，控制器控制樣品分樣器將樣品輸往由控制系統(tǒng)控制的監(jiān)測儀器。
[0005]感雨傳感器輸出的電信號傳遞到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)判斷是干沉積物或濕沉降物，進而控制密封蓋驅動機構，驅動采樣桶密封蓋密封覆蓋干沉降物采樣桶上口或者濕沉降物采樣桶上口，有效的在線收集大氣中干沉降物或濕沉降物。干沉降物采樣完成后，控制系統(tǒng)控制噴頭向干沉降物采樣桶的桶壁噴灑去離子水，沖刷凈收集到的干沉降物樣品。控制系統(tǒng)控制干沉降樣品閥和濕沉降樣品閥工作，使干沉降物與去離子水的混合物或濕沉降物分別進入樣品沉淀池，將水不溶物沉淀掉。控制系統(tǒng)控制沉淀后的干沉降物的溶液或濕沉降物進入樣品分樣器，將干沉降物的溶液或濕沉降物送入相應的監(jiān)測儀器，在控制系統(tǒng)的控制下完成在線自動監(jiān)測。本實用新型能夠分別采集、提取處理和分析大氣干沉降物及濕沉降物樣品。
[0006]干沉降物采樣桶的底部出口與干沉降樣品閥之間和濕沉降物采樣桶的底部出口與濕沉降樣品閥之間分別安裝有一級過濾器。一級過濾器對干沉降物與淋洗液的混合物和濕沉降物進行物理性的過濾。
[0007]干沉降樣品閥和濕沉降樣品閥的出口與樣品沉淀池的入口之間安裝樣品處理器，樣品處理器內有連接控制系統(tǒng)的液體振蕩器。液體振蕩器使干濕沉降物的水溶性離子充分溶解，提高監(jiān)測精度。
[0008]液體振蕩器是超聲波振蕩器。超聲波振蕩器結構簡單，工作效率高。
[0009]樣品沉淀池呈U字形的管狀，U字的兩個上口分別是樣品沉淀池入口和樣品沉淀池出口，U字的底部有樣品沉淀池廢液口 ；樣品沉淀池入口連通樣品處理器出口，樣品沉淀池出口連通樣品分樣器，樣品沉淀池廢液口連接樣品沉淀池閥，樣品沉淀池閥連接控制系統(tǒng)。干沉降物與去離子水的混合物和濕沉降物流到U字形的底部時，其中不溶于水的顆粒物會沉淀在底部。當分析完成后，控制系統(tǒng)控制樣品沉淀池閥打開，顆粒物排掉，從采樣桶注入的去離子水對樣品沉淀池整體進行清洗。
[0010]樣品沉淀池的出口與樣品分樣器之間安裝二級過濾器。二級過濾器對經(jīng)過沉淀后的干沉降物與去離子水的混合物和濕沉降物進行第二次物理性的過濾。
[0011]樣品分樣器是一個以上的液體泵，每個液體泵的入口分別連通樣品沉淀池的出口，每個液體泵的出口分別連通各自的監(jiān)測儀器，液體泵連接控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)控制液體泵將沉淀后的樣品輸往各自連通的監(jiān)測儀器。液體泵出口各自連通的監(jiān)測儀器，用于不同項目的監(jiān)測。監(jiān)測的要求不同，監(jiān)測儀器的設置和數(shù)量也不同，相對應的液體泵的數(shù)量也不同?，F(xiàn)有技術中有諸多技術方案實現(xiàn)樣品分樣。
[0012]樣品分樣器的直線電機驅動一個以上的注射缸的活塞桿；每個注射缸的進出液口連接一個注射缸二位三通閥的公共端；每個注射缸二位三通閥的常開端共同連接樣品分樣器的進樣口，連通樣品沉淀池的出口 ；每個注射缸二位三通閥的常閉端分別連接各自的監(jiān)測儀器；直線電機和注射缸二位三通閥連接控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制樣品分樣器的進樣口接通各個注射缸的內腔，控制注射缸的內腔分別接通各自連通的監(jiān)測儀器；每個注射缸二位三通閥的常開端共同連接樣品分樣器的進樣口的流道上連接樣品收集桶?？刂葡到y(tǒng)控制注射缸吸入、排出沉淀后的干沉降物與去離子水的混合物或濕沉降物，控制各個注射缸二位三通閥有序的分別接通分樣器的進樣口與其各自連通的監(jiān)測儀器。多余的樣品保存到樣品收集桶中，對樣品多次進樣分析使用。
[0013]噴頭是旋轉噴頭，旋轉噴頭的進水口連接去離子水高壓密封罐，去離子水制備機的出水口和空氣壓縮機的高壓空氣出口分別連接去離子水高壓密封罐；去離子水高壓密封罐內有連接控制系統(tǒng)的液位傳感器；去離子水制備機和空氣壓縮機連接控制系統(tǒng)。去離子水高壓密封罐儲存去離子水制備機輸入的去離子水，空氣壓縮機維持去離子水高壓密封罐內的壓力。液位傳感器監(jiān)測去離子水高壓密封罐內液面高度?？刂葡到y(tǒng)控制控去離子水制備機工作和向去離子水高壓密封罐輸送去離子水的數(shù)量，控制旋轉噴頭噴淋的用水量，達到定量噴淋的目的。控制系統(tǒng)根據(jù)空氣壓縮機中的壓力傳感器的電信號控制空氣壓縮機工作。干沉降物采樣完成后，控制系統(tǒng)控制儲存在高壓密封罐中的高壓去離子水通過旋轉噴頭形成霧狀的高壓旋轉水流，定時、定量、重復多次的噴灑在干沉降物采樣桶的桶壁。
[0014]密封蓋驅動機構是控制系統(tǒng)控制的電動機驅動的鉸接四桿機構，安裝干沉降物采樣桶和濕沉降物采樣桶的臺面作為機架，采樣桶密封蓋作為連桿，兩根連接桿平行、長度相等。電動機驅動鉸接四桿機構帶動采樣桶密封蓋平緩的平移，與干沉降物采樣桶的上口或濕沉降物采樣桶的上口配合密封?，F(xiàn)有技術中有諸多的結構實現(xiàn)采樣桶密封蓋與干沉降物采樣桶上口或濕沉降物采樣桶上口配合密封，例如，氣缸驅動干沉降物采樣桶和濕沉降物采樣桶上各自的采樣桶密封蓋運動，實現(xiàn)覆蓋和打開；又如電機驅動采樣桶密封蓋轉動，實現(xiàn)采樣桶密封蓋與干沉降物采樣桶上口或濕沉降物采樣桶上口配合密封等等。
[0015]濕沉降物采樣桶上有連通去離子水供應源的噴頭，控制系統(tǒng)控制噴頭工作。分析完成后，噴頭對干沉降物采樣桶和濕沉降物采樣桶的內壁噴灑，干沉降物采樣桶和濕沉降物采樣桶至監(jiān)測儀器間的部件、流路得到清洗，避免再次采集、提取處理和分析樣品產(chǎn)生污染。
[0016]本實用新型通過數(shù)字處理終端完成大氣干沉降物和濕沉降物樣品的統(tǒng)計和儲存。
[0017]本實用新型的優(yōu)點是:控制系統(tǒng)根據(jù)感雨傳感器輸出信號控制采樣桶密封蓋密封覆蓋干沉降物采樣桶或者密封覆蓋濕沉降物采樣桶，在線收集大氣中干沉降物或濕沉降物。噴頭向干沉降物采樣桶噴灑去離子水，沖刷收集到的干沉降物樣品，干沉降物與去離子水的混合物或/和濕沉降物依次進入樣品沉淀池，水不溶物沉淀掉?？刂葡到y(tǒng)控制樣品分樣器將干沉降物的水溶液或濕沉降物送入監(jiān)測儀器，完成在線自動監(jiān)測。本實用新型能夠自動采集、提取和分析大氣干沉降物及濕沉降物樣品。
[0018]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0019]附圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]結合【專利附圖】

【附圖說明】。圖中干沉降物采樣桶2和濕沉降物采樣桶I安裝在樣品處理柜上。采樣桶盛裝沉降物的內膽是圓形上口連接圓錐形底，由不銹鋼制成，其內壁經(jīng)拋光處理，沖洗后殘留物少，圖中沒有畫出內膽。樣品處理柜安放在采樣亭屋面22上，采樣亭屋面22上就是監(jiān)測位置。本實施例的感雨傳感器23采用電阻式感雨傳感器，固定在濕沉降物采樣桶I上，感雨傳感器23連接控制系統(tǒng)，圖中沒有畫出控制系統(tǒng)。在干沉降物采樣桶2的內膽上口處安裝有噴頭4，本實施例的噴頭4是旋轉噴頭。旋轉噴頭的進水口通過出水閥連接在去離子水高壓密封罐18的底部，去離子水制備機17的出水口和空氣壓縮機16的高壓空氣出口分別通過進水閥和進氣閥連接在去離子水高壓密封罐18的頂部，去離子水高壓密封罐18內有連接控制系統(tǒng)的液位傳感器30，壓力傳感器在空氣壓縮機16上，罐內壓力達到上限時，空氣壓縮機16會停止工作。去離子水高壓密封罐底部裝有排水(氣)閥，用于排空去離子水高壓密封罐內的廢水、廢氣。進水閥、進氣閥、出水閥和排水(氣)閥是電磁閥。去離子水制備機17、空氣壓縮機16、進水閥、進氣閥、出水閥和排水(氣)閥連接控制系統(tǒng)。[0021 ] 本實施例的密封蓋驅動機構是控制系統(tǒng)控制的電動機驅動的鉸接四桿機構29，兩根平行、長度相等的連接桿兩端鉸接在樣品處理柜和采樣桶密封蓋3上。電動機驅動連接桿轉動。
[0022]干沉降物采樣桶2和濕沉降物采樣桶I的內膽底部連接一級過濾器5，本實施例的一級過濾器5采用砂芯過濾器，對干沉降物采樣桶2內的干沉降物與去離子水混合物和濕沉降物采樣桶I內的濕沉降物進行第一次物理性過濾，過濾掉大于100 μ m的雜質。
[0023]干沉降物采樣桶2通過一級過濾器5連接干沉降樣品閥8和廢液閥7，濕沉降物采樣桶I通過一級過濾器5連接濕沉降樣品閥9。本實施例的干沉降樣品閥8、濕沉降樣品閥9和廢液閥7是電磁閥，連接控制系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)的控制下，初始狀態(tài)的上述三個電磁閥均處于關閉狀態(tài)；當達到濕沉降物分析條件時，濕沉降樣品閥9開啟，一級過濾后的濕沉降物樣品經(jīng)過管路流向樣品處理器24;當達到干沉降物分析條件時，干沉降樣品閥8開啟，一級過濾后的干沉降物與去離子水混合物經(jīng)過管路流向樣品處理器24 ;當需要排除多余的濕沉降物時，廢液閥7開啟。
[0024]本實施例的樣品處理器24是一個空心腔體。樣品處理器頂部有樣品入口，樣品入口連接干沉降樣品閥8和濕沉降樣品閥9 ;樣品處理器中部有溢水口，通常保留IOOOmL —級過濾后的干沉降物與去離子水混合物或一級過濾后的濕沉降物樣品，多余的樣品經(jīng)溢水口排出；樣品處理器底部是液體振蕩器，本實施例的液體振蕩器是超聲波振蕩器10,超聲波振蕩器10連接控制系統(tǒng)。在超聲波的振動下，沉降物樣品中的水溶性離子充分溶解。樣品處理器底部有樣品出口，樣品出口連接樣品沉淀池入口。
[0025]本實施例的樣品沉淀池11由U型管和樣品沉淀池閥25組成。U型管左側的上口是樣品沉淀池入口，右側的上口是樣品沉淀池出口，U型管底部是樣品沉淀池廢液口。樣品沉淀池廢液口連接樣品沉淀池閥25，樣品沉淀池閥25是電磁閥，連接控制系統(tǒng)。樣品沉淀池出口連接二級過濾器12的入口。樣品沉淀池11用于對干濕沉降物樣品中水不溶于物的沉淀和收集。樣品中的顆粒物沉淀在U型管底部的空腔內。樣品分析完成后，樣品沉淀池閥25開啟，流路系統(tǒng)注入去離子水將顆粒物沖刷走、排凈，并清洗了樣品沉淀池11。
[0026]本實施例的二級過濾器12采用玻璃砂芯過濾器，對樣品進行第二次物理性過濾，過濾掉大于I μ m的雜質。二級過濾器12的出口連接樣品分樣器14的進樣口。
[0027]樣品分樣器14的直線電機26是可逆轉的步進電機，安裝在樣品處理柜的底面上。直線電機26上的滑塊驅動左右兩個平行等高排布的注射缸27的活塞桿運動，由注射缸二位三通閥28和直線電機26的正反轉控制流路內液體的流向。本實施例的注射缸二位三通閥28是電磁閥。圖中左右兩個注射缸二位三通閥28的常開端連接樣品分樣器14的進樣口和二級過濾器12的出口 ；左側注射缸二位三通閥28的常閉端連接IC分析儀器20，右側注射缸二位三通閥28的常閉端連接PH/電導分析儀器15 ;左右兩側注射缸二位三通閥28的公共端分別連接左右注射缸27的進出液口。直線電機26和注射缸二位三通閥28連接控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制注射缸27吸入、排出樣品，控制右側的注射缸二位三通閥28接通右側注射缸27的內腔與PH/電導分析儀器15的進樣口，控制左側的注射缸二位三通閥28接通左側注射缸27的內腔與IC分析儀器20的進樣口。兩個注射缸二位三通閥28的常開端共同連接樣品收集桶13。樣品收集桶13帶有恒溫功能，多余的樣品恒溫保存在樣品收集桶13中，用于樣品多次進樣監(jiān)測。PH/電導分析儀器15為在線式PH、電導率探頭，其可在線分析大氣干濕沉降物中水溶性離子液的PH值及電導率值。本實用新型克服了現(xiàn)有技術中樣品采集與測量時間不一致，對測量結果造成的影響的缺點，測量結果更加準確。本實施例的IC分析儀器20由一臺IC-8618型離子色譜儀與二臺IC-8600型離子色譜儀組，可實時完成對大氣干濕沉降水溶物中陰離子(F-、Cl-、N02-、Br-、N03-、P043-、S032-、S042-等)、陽離子(Li+、Na+、NH4+、K+、Ca+、Mg+等)，或高氯酸、有機酸等的同時測定。實現(xiàn)連續(xù)自動采樣裝置與離子色譜儀的連用技術，通過數(shù)據(jù)處理終端21完成大氣干沉降物和濕沉降物樣品的統(tǒng)計和儲存，形成大氣干濕沉降物在線監(jiān)測曲線，更加有效的反映監(jiān)測區(qū)域的空氣質量狀況。[0028]本實施例無人值守即可完成樣品的采集、樣品的提取處理、樣品的分析及數(shù)據(jù)的處理。水溶物流到樣品分樣器14，樣品分樣器14會將采集、處理后的干沉降物與去離子水的混合物和濕沉降物分別向PH/電導分析儀器15、IC分析儀器20注樣，并將多余的樣品恒
溫保存。
【權利要求】
1.一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀，包括采樣桶，其特征在于所述采樣桶位于監(jiān)測位置，分為干沉降物采樣桶(2)和濕沉降物采樣桶(I )，位于監(jiān)測位置的感雨傳感器(23)連接控制系統(tǒng)；干沉降物采樣桶(2)上有連通去離子水供應源的噴頭(4)，控制系統(tǒng)控制噴頭(4)工作；控制系統(tǒng)控制密封蓋驅動機構，密封蓋驅動機構驅動采樣桶密封蓋(3)與干沉降物采樣桶(2)的上口或濕沉降物采樣桶(I)的上口配合密封；干沉降物采樣桶(2)和濕沉降物采樣桶(I)的底部出口分別連通干沉降樣品閥(8)和濕沉降樣品閥(9)，控制系統(tǒng)連接干沉降樣品閥(8)和濕沉降樣品閥(9);干沉降樣品閥(8)和濕沉降樣品閥(9)的出口連通樣品沉淀池(11)的入口，樣品沉淀池(11)的出口連通樣品分樣器(14)，控制器控制樣品分樣器(14)將樣品輸往由控制系統(tǒng)控制的監(jiān)測儀器。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀，其特征在于干沉降物采樣桶(2)的底部出口與干沉降樣品閥(8)之間和濕沉降物采樣桶(I)的底部出口與濕沉降樣品閥(9 )之間分別安裝有一級過濾器(5 )。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀，其特征在于干沉降樣品閥(8 )和濕沉降樣品閥(9 )的出口與樣品沉淀池(11)的入口之間安裝樣品處理器(24)，樣品處理器(24)內有連接控制系統(tǒng)的液體振蕩器。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀，其特征在于液體振蕩器是超聲波振蕩器(10)。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀，其特征在于樣品沉淀池(11)呈U字形的管狀，U字的兩個上口分別是樣品沉淀池入口和樣品沉淀池出口，U字的底部有樣品沉淀池廢液口 ；樣品沉淀池入口連通樣品處理器出口，樣品沉淀池出口連通樣品分樣器(14)，樣品沉淀池廢液口連接樣品沉淀池閥(25)，樣品沉淀池閥(25)連接控制系統(tǒng)。
6.根據(jù)權利要求1或3或5`所述的一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀，其特征在于樣品沉淀池(11)的出口與樣品分樣器(14)之間安裝二級過濾器(12)。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀，其特征在于樣品分樣器(14)的直線電機(26)驅動一個以上的注射缸(27)的活塞桿；每個注射缸(27)的進出液口連接一個注射缸二位三通閥(28)的公共端；每個注射缸二位三通閥(28)的常開端共同連接樣品分樣器(14)的進樣口，連通樣品沉淀池(11)的出口 ；每個注射缸二位三通閥(28)的常閉端分別連接各自的監(jiān)測儀器；直線電機(26)和注射缸二位三通閥(28)連接控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制樣品分樣器(14)的進樣口接通各個注射缸(27)的內腔，控制注射缸(27)的內腔分別接通各自連通的監(jiān)測儀器；每個注射缸二位三通閥(28)的常開端共同連接樣品分樣器(14)的進樣口的流道上連接樣品收集桶(13)。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀，其特征在于噴頭(4)是旋轉噴頭，旋轉噴頭的進水口連接去離子水高壓密封罐(18)，去離子水制備機(17)的出水口和空氣壓縮機(16)的高壓空氣出口分別連接去離子水高壓密封罐(18);去離子水高壓密封罐(18)內有連接控制系統(tǒng)的液位傳感器(30);去離子水制備機(17)和空氣壓縮機(16)連接控制系統(tǒng)。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀，其特征在于密封蓋驅動機構是控制系統(tǒng)控制的電動機驅動的鉸接四桿機構(29)，安裝干沉降物采樣桶(2)和濕沉降物采樣桶(I)的臺面作為機架，采樣桶密封蓋(3)作為連桿，兩根連接桿平行、長度相等。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種大氣干濕沉降水溶物在線自動監(jiān)測儀，其特征在于濕沉降物采樣桶(I)上有連通去離子水供應源的噴頭(4)，控制系統(tǒng)控制噴頭(4)工作。
【文檔編號】G01N35/00GK203519620SQ201320596782
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權日:2013年9月26日
【發(fā)明者】李文明, 張寧, 宮洪濤, 李文俠, 趙汝峰 申請人:青島魯海光電科技有限公司