一种大气气溶胶采样装置

1.本发明涉及空气采样设备技术领域，具体涉及一种大气气溶胶采样装置。


背景技术：

2.大气气溶胶为液态或固态微粒在空气中的悬浮体系，能够直接或间接影响大气辐射平衡和气候，也能够造成空气质量下降和能见度降低，并影响人体健康，目前已知气溶胶具有明显的垂直分布，即在不同高度存在物理，化学特性的差别。因此为研究气溶胶对环境和气候的影响需要分析气溶胶的性质，特别是气溶胶物理和化学特性在垂直方向上的变化。
3.如公开号为cn207585971u的机载大气放射性气溶胶采样装置，包括安装在飞行器上的气溶胶采样器及安装在飞行器底部的安装箱，安装箱的底部开口，安装箱内安装有能够转动的转轴，转轴上安装有蜗轮，安装箱的内壁上安装有同服电机，何服电机的输出轴安装有蜗杆，蜗杆与蜗轮相啮合，转轴上固定有连接板，连接板的底部安装有固定卡，固定卡内固定有采样管，采样管与气溶胶采样器相连接，安装箱的侧内壁上安装有用于封闭采样管进气端的密封槽，本实用新型广泛用于气溶胶的采样。
4.上述专利为了防止在无人机飞行过程中，受气流影响导致杂物进入采样设备，影响采样结果，为此通过将采样管翻转一定角度后进入密封槽内进行密封，然而采样管快速翻转的过程中会产生较大离心力，离心力会推动大气气溶胶内的悬浮固体颗粒移动重新进行空间分布，并且由于采样管的管口未设置密封件，当采样完毕取出采样管时，采样管从密封槽内弹出时低空的空气会通过采样管的管口进入到采样管内，因此上述原因都会影响高空空气采样结果的精确度。


技术实现要素：

5.本发明意在提供一种大气气溶胶采样装置，以解决现有技术中将采样管取出时，低空的空气会进入到采样管内造成高空空气采样结果不精确的问题。
6.为了解决上述问题，本发明提供如下技术方案：一种大气气溶胶采样装置，包括采样筒、采样管和用于驱动采样筒升降的升降机构，所述采样管的管口设有密封塞；所述采样筒可拆卸连接有筒盖，所述采样筒的侧壁设有进气孔，所述采样筒同轴转动连接有用于遮挡进气孔的挡板；所述采样筒固定设有安装板，所述安装板设有滑动槽和用于卡紧采样管的卡槽，所述滑动槽的轴线和卡槽的轴线平行，所述滑动槽滑动连接有滑动块，所述滑动块设有用于固定密封塞的卡环；所述采样筒还固定设有电机，所述电机包括传动轴，所述传动轴固定套接有驱动环和旋转板，所述驱动环设有与其弯曲幅度相同的限位槽，所述限位槽和传动轴之间的距离沿逆时针逐渐增大，所述滑动块固定连接有位于限位槽内的连接杆，所述旋转板远离传动轴的一侧和挡板固定连接。
7.本发明的工作原理及有益效果：本方案打开筒盖后将采样管卡紧于卡槽内，密封塞位于采样管内，密封塞能够对采样管的管口进行密封，并且再通过卡环将密封塞单独卡
紧于滑动块上，再将筒盖重新和采样筒进行安装，挡板遮挡住进气孔，从而使采样筒的内部保持相对密封的环境，使得升降机构驱动采样筒上升到一定高度的过程中，避免空气气流携带杂物进入采样筒或者采样管内，从而影响采样结果。
8.当采样筒上升到指定高度时，通过电机驱动传动轴转动，由于驱动环和旋转板均与传动轴固定套接，则传动轴带动驱动环和旋转板同步顺时针转动，驱动环设有限位槽，且限位槽和传动轴之间的距离沿逆时针逐渐增大，而滑动块固定连接的连接杆位于限位槽内，滑动块又与滑动槽滑动连接，而采样管被卡槽卡紧，卡环将密封塞单独卡紧于滑动块上，则驱动环带动限位槽一起转动，限位槽挤压连接杆朝向远离采样管的方向移动，连接杆则带动滑动块和密封塞一起移动，使密封塞从采样管内拔出；并且旋转板和挡板固定连接，挡板和采样筒同轴转动连接，旋转板转动带动挡板转动，使得挡板不遮挡住进气孔，指定高度的空气则通过进气孔进入到采样管内，完成采集后电机驱动传动轴逆时针转动，使得挡板和滑动块移动到初始位置，密封塞被重新塞入到采样管内，升降机构驱动采样筒回到地面，由于此时密封塞将采样管密封，打开筒盖将卡环取下，再将采样管取出即可。
9.本方案采样管采样的过程中，采样管卡紧在卡槽内保持不动，并且通过可以转动的驱动环和滑动块等的配合，控制密封塞插入采样管或者从采样管内拔出，从而避免低空的空气灌入到采样管内，避免采样管采集的高空空气被污染，保证高空空气采样结果的精确度。
10.进一步，所述采样筒的底部固定设有固定板，所述固定板固定连接有气囊，所述气囊抵接于旋转板和固定板之间，所述气囊设有进气口，所述采样筒设有排气口，所述气囊和排气口之间连通有排气管，所述进气口设有朝向气囊内部方向导通的第一单向阀，所述排气管设有朝向排气口方向导通的第二单向阀。
11.本方案中采样筒位于低空时，此时气囊被压缩于旋转板和固定板之间，当升降机构驱动采样筒上升到指定高度后，电机驱动旋转板朝向远离固定板的方向移动，被压缩的气囊膨胀，气囊膨胀产生吸力将采样筒内部的空气(低空进入的空气)通过进气口吸入到气囊内，而进气口设有朝向气囊导通的第一单向阀，这样使得空气保留在气囊内，而此时挡板始终遮挡住进气孔，这样可以除去采样筒内低空进入的空气；当挡板不遮挡进气孔时，高空的空气通过进气孔进入到采样管内，从而避免低空的空气影响对高空空气的采样，保证采样结果的精确性。
12.采样管完成采集后，电机驱动机旋转板朝向固定板的方向移动，膨胀的气囊压缩使得内部的空气通过排气口、排气管后向外排出。
13.进一步，所述升降机构为飞行器，所述采样筒可拆卸连接在飞行器的底部。现有技术中飞行器如遥控飞机等，通过采样筒将安装于飞行器的底部，使得飞行器携带采样筒升到空中。
14.进一步，所述升降机构包括底座，所述底座设有气缸，所述采样筒的底部和气缸的活动端固定连接。通过气缸驱动采样筒升降，适用于较低高度的空气采样。
15.进一步，所述采样筒设有蓄电池，所述电机和蓄电池电连接，所述蓄电池电连接有用于控制电机启动的遥控模块。当采样筒上升的高度较低时，可以直接使用较长的电线给电机供电或者控制电机，当采样筒上升的高度较高时，则蓄电池为电机和遥控模块供电，可以实现电机的无线遥控控制。
16.进一步，所述进气孔的数量为多个。高空的空气通过多个进气孔可以快速进入到采样筒内。
17.进一步，所述采样管固定套接有翻沿，所述卡槽连通有用于固定翻沿的凹槽。当采样管卡入到卡槽内时，此时翻沿位于凹槽内，凹槽可以对翻沿进行限位，进而对采样管进一步限位，从而方便密封塞插入或者拔出采样管。
18.进一步，所述卡环的数量为多个。多个卡环可以加强对密封塞的固定作用。
附图说明
19.图1为本发明中一种大气气溶胶采样装置的内部结构示意图；
20.图2为图1打开筒盖后的俯视图；
21.图3为图2中密封塞脱离采样管后的结构示意图；
22.图4为图2中驱动环的结构示意图；
23.图5为图3中驱动环的结构示意图。
具体实施方式
24.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
25.说明书附图中的附图标记包括：传动轴1、电机2、驱动环3、安装板4、筒盖5、采样管6、密封塞7、卡环8、进气孔9、滑动块10、连接杆11、旋转板12、采样筒13、挡板14、滑动槽15、限位槽16。
26.以下陈述中“左”、“右”、“上”、“下”等方位词均是基于图示的方位而言，实际中相应的结构若基于方位做同向改变保持相对位置不变的情况下，不影响方案的实施。
27.实施例：一种大气气溶胶采样装置，如图1所示，包括采样筒13和采样管6，采样管6的管口卡接有密封塞7；采样筒13可拆卸连接有筒盖5，采样筒13右侧的侧壁设有进气孔9，采样筒13同轴转动连接有用于遮挡进气孔9的挡板14。
28.采样筒13固定设有安装板4，安装板4设有滑动槽15和用于卡紧采样管6的卡槽(图中未示出)，滑动槽15的轴线和卡槽的轴线平行，滑动槽15滑动连接有滑动块10，滑动块10螺栓连接有用于固定密封塞7的卡环8；采样筒13的底部还固定设有电机2，电机2包括传动轴1，传动轴1固定套接有驱动环3和旋转板12，驱动环3设有限位槽16，限位槽16和传动轴1之间的距离沿逆时针逐渐增大，滑动块10固定连接有位于限位槽16内的连接杆11，旋转板12远离传动轴1的一侧和挡板14固定连接或者铰接。
29.如图2和图4所所示，本方案打开筒盖5后将采样管6卡紧于卡槽内，密封塞7位于采样管6内，密封塞7能够对采样管6的管口进行密封，并且再通过卡环8将密封塞7单独卡紧于滑动块10上，再将筒盖5重新和采样筒13进行安装，挡板14遮挡住进气孔9，从而使采样筒13的内部保持相对密封的环境，采样筒13上升到一定高度的过程中，避免空气气流携带杂物进入采样筒13或者采样管6内，从而影响采样结果。
30.如图3和图5所示，当采样筒13上升到指定高度时，通过电机2驱动传动轴1转动，由于驱动环3和旋转板12均与传动轴1固定套接，则传动轴1带动驱动环3和旋转板12同步顺时针转动，驱动环3设有限位槽16，且限位槽16和传动轴1之间的距离沿逆时针逐渐增大，而滑动块10固定连接的连接杆11位于限位槽16内，滑动块10又与滑动槽15滑动连接，而采样管6
被卡槽卡紧，卡环8将密封塞7单独卡紧于滑动块10上，则驱动环3带动限位槽16一起转动，限位槽16挤压连接杆11朝向远离采样管6的方向移动，连接杆11则带动滑动块10和密封塞7一起移动，使密封塞7从采样管6内拔出；并且采样筒13上升的过程中，旋转板12和挡板14固定连接，挡板14和采样筒13同轴转动连接，旋转板12转动带动挡板14转动，使得挡板14不遮挡住进气孔9，指定高度的空气则通过进气孔9进入到采样管6内，完成采集后电机2驱动传动轴1逆时针转动，使得挡板14和滑动块10移动到初始位置，密封塞7被重新塞入到采样管6内，升降机构驱动采样筒13回到地面，由于此时密封塞7将采样管6密封，打开筒盖5将卡环8取下，再将采样管6取出即可。
31.本方案采样管6采样的过程中，采样管6卡紧在卡槽内保持不动，并且通过可以转动的驱动环3和滑动块10等的配合，控制密封塞7插入采样管6或者从采样管6内拔出，从而避免低空的空气灌入到采样管6内，造成采样管6采集的高空空气被污染，保证高空空气采样结果的精确度。
32.应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出多个变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。