CN203519620U - 一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪 - Google Patents

Abstract

属于大气监测装置的一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪，用于采集、处理和分析大气干湿沉降样品。本实用新型采用干、湿沉降物采样桶和感雨传感器位于监测位置,干沉降物采样桶上有喷头,采样桶密封盖与干沉降物采样桶或湿沉降物采样桶的上口配合密封,干、湿沉降样品阀连通干、湿沉降物采样桶和样品沉淀池,样品沉淀池连通样品分样器，样品分样器将样品分别输往监测仪器的技术方案，解决了现有大气沉降物在线监测装置存在只能采集、分析大气湿沉降物，而不能同时在线自动采集、提取处理和分析大气干沉降物的技术问题。

Description

一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪

技术领域

本实用新型属于大气监测装置，具体的讲是一种分别采集、提取处理和分析大气环境干沉降物及湿沉降物样品的大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪。 

背景技术

环境污染受到广泛关注，而降尘、沙尘暴、灰霾、酸雨等空气污染问题成为重要的研究课题。我国环保***近年来先后配备了空气在线自动监测仪器-空气自动站、二氧化硫和氮氧化物自动在线监测仪器-CEMS、COD/氨氮在线监测装置等。自动在线监测以其准确、高效的优点成为发展趋势。现有大气沉降物在线监测装置存在只能采集分析大气湿沉降物，而不能同时在线自动采集、提取处理和分析大气干沉降物和湿沉积物的缺陷。 

实用新型内容

本实用新型要解决现有大气沉降物在线监测装置存在只能采集、分析大气湿沉降物，而不能同时在线自动采集、提取处理和分析大气干沉降物和湿沉积物的技术问题，提供一种可分别采集、提取处理和分析大气干沉降物及湿沉降物样品的大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪。 

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪，包括采样桶，所述采样桶位于监测位置，分为干沉降物采样桶和湿沉降物采样桶，位于监测位置的感雨传感器连接控制***；干沉降物采样桶上有连通去离子水供应源的喷头，控制***控制喷头工作；控制***控制密封盖驱动机构，密封盖驱动机构驱动采样桶密封盖与干沉降物采样桶的上口或湿沉降物采样桶的上口配合密封；干沉降物采样桶和湿沉降物采样桶的底部出口分别连通干沉降样品阀和湿沉降样品阀，控制***连接干沉降样品阀和湿沉降样品阀；干沉降样品阀和湿沉降样品阀的出口连通样品沉淀池的入口，样品沉淀池的出口连通样品分样器，控制器控制样品分样器将样品输往由控制***控制的监测仪器。 

感雨传感器输出的电信号传递到控制***，控制***判断是干沉积物或湿沉降物，进而控制密封盖驱动机构，驱动采样桶密封盖密封覆盖干沉降物采样桶上口或者湿沉降物采样桶上口，有效的在线收集大气中干沉降物或湿沉降物。干沉降物采样完成后，控制***控制喷头向干沉降物采样桶的桶壁喷洒去离子水-，冲刷净收集到的干沉降物样品。控制***控制干沉降样品阀和湿沉降样品阀工作，使干沉降物与去离子水的混合物或湿沉降物分别进入样品沉淀池，将水不溶物沉淀掉。控制***控制沉淀后的干沉降物的溶液或湿沉降物进入样品分样器，将干沉降物的溶液或湿沉降物送入相应的监测仪器，在控制***的控制下完成在线自动监测。本实用新型能够分别采集、提取处理和分析大气干沉降物及湿沉降物样品。 

干沉降物采样桶的底部出口与干沉降样品阀之间和湿沉降物采样桶的底部出口与湿沉降样品阀之间分别安装有一级过滤器。一级过滤器对干沉降物与淋洗液的混合物和湿沉降物进行物理性的过滤。 

    干沉降样品阀和湿沉降样品阀的出口与样品沉淀池的入口之间安装样品处理器，样品处理器内有连接控制***的液体振荡器。液体振荡器使干湿沉降物的水溶性离子充分溶解，提高监测精度。 

液体振荡器是超声波振荡器。超声波振荡器结构简单，工作效率高。 

样品沉淀池呈U字形的管状，U字的两个上口分别是样品沉淀池入口和样品沉淀池出口，U字的底部有样品沉淀池废液口；样品沉淀池入口连通样品处理器出口，样品沉淀池出口连通样品分样器，样品沉淀池废液口连接样品沉淀池阀，样品沉淀池阀连接控制***。干沉降物与去离子水的混合物和湿沉降物流到U字形的底部时，其中不溶于水的颗粒物会沉淀在底部。当分析完成后，控制***控制样品沉淀池阀打开，颗粒物排掉，从采样桶注入的去离子水对样品沉淀池整体进行清洗。 

样品沉淀池的出口与样品分样器之间安装二级过滤器。二级过滤器对经过沉淀后的干沉降物与去离子水的混合物和湿沉降物进行第二次物理性的过滤。 

样品分样器是一个以上的液体泵，每个液体泵的入口分别连通样品沉淀池的出口，每个液体泵的出口分别连通各自的监测仪器，液体泵连接控制***；控制***控制液体泵将沉淀后的样品输往各自连通的监测仪器。液体泵出口各自连通的监测仪器，用于不同项目的监测。监测的要求不同，监测仪器的设置和数量也不同，相对应的液体泵的数量也不同。现有技术中有诸多技术方案实现样品分样。 

样品分样器的直线电机驱动一个以上的注射缸的活塞杆；每个注射缸的进出液口连接一个注射缸二位三通阀的公共端；每个注射缸二位三通阀的常开端共同连接样品分样器的进样口，连通样品沉淀池的出口；每个注射缸二位三通阀的常闭端分别连接各自的监测仪器；直线电机和注射缸二位三通阀连接控制***，控制***控制样品分样器的进样口接通各个注射缸的内腔，控制注射缸的内腔分别接通各自连通的监测仪器；每个注射缸二位三通阀的常开端共同连接样品分样器的进样口的流道上连接样品收集桶。控制***控制注射缸吸入、排出沉淀后的干沉降物与去离子水的混合物或湿沉降物，控制各个注射缸二位三通阀有序的分别接通分样器的进样口与其各自连通的监测仪器。多余的样品保存到样品收集桶中，对样品多次进样分析使用。 

喷头是旋转喷头，旋转喷头的进水口连接去离子水高压密封罐，去离子水制备机的出水口和空气压缩机的高压空气出口分别连接去离子水高压密封罐；去离子水高压密封罐内有连接控制***的液位传感器；去离子水制备机和空气压缩机连接控制***。去离子水高压密封罐储存去离子水制备机输入的去离子水，空气压缩机维持去离子水高压密封罐内的压力。液位传感器监测去离子水高压密封罐内液面高度。控制***控制控去离子水制备机工作和向去离子水高压密封罐输送去离子水的数量，控制旋转喷头喷淋的用水量，达到定量喷淋的目的。控制***根据空气压缩机中的压力传感器的电信号控制空气压缩机工作。干沉降物采样完成后，控制***控制储存在高压密封罐中的高压去离子水通过旋转喷头形成雾状的高压旋转水流，定时、定量、重复多次的喷洒在干沉降物采样桶的桶壁。 

密封盖驱动机构是控制***控制的电动机驱动的铰接四杆机构，安装干沉降物采样桶和湿沉降物采样桶的台面作为机架，采样桶密封盖作为连杆，两根连接杆平行、长度相等。电动机驱动铰接四杆机构带动采样桶密封盖平缓的平移，与干沉降物采样桶的上口或湿沉降物采样桶的上口配合密封。现有技术中有诸多的结构实现采样桶密封盖与干沉降物采样桶上口或湿沉降物采样桶上口配合密封，例如，气缸驱动干沉降物采样桶和湿沉降物采样桶上各自的采样桶密封盖运动，实现覆盖和打开；又如电机驱动采样桶密封盖转动，实现采样桶密封盖与干沉降物采样桶上口或湿沉降物采样桶上口配合密封等等。 

湿沉降物采样桶上有连通去离子水供应源的喷头，控制***控制喷头工作。分析完成后，喷头对干沉降物采样桶和湿沉降物采样桶的内壁喷洒，干沉降物采样桶和湿沉降物采样桶至监测仪器间的部件、流路得到清洗，避免再次采集、提取处理和分析样品产生污染。 

本实用新型通过数字处理终端完成大气干沉降物和湿沉降物样品的统计和储存。 

本实用新型的优点是：控制***根据感雨传感器输出信号控制采样桶密封盖密封覆盖干沉降物采样桶或者密封覆盖湿沉降物采样桶，在线收集大气中干沉降物或湿沉降物。喷头向干沉降物采样桶喷洒去离子水，冲刷收集到的干沉降物样品，干沉降物与去离子水的混合物或/和湿沉降物依次进入样品沉淀池，水不溶物沉淀掉。控制***控制样品分样器将干沉降物的水溶液或湿沉降物送入监测仪器，完成在线自动监测。本实用新型能够自动采集、提取和分析大气干沉降物及湿沉降物样品。 

附图说明： 

附图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

结合附图说明。图中干沉降物采样桶2和湿沉降物采样桶1安装在样品处理柜上。采样桶盛装沉降物的内胆是圆形上口连接圆锥形底，由不锈钢制成,其内壁经抛光处理，冲洗后残留物少，图中没有画出内胆。样品处理柜安放在采样亭屋面22上，采样亭屋面22上就是监测位置。本实施例的感雨传感器23采用电阻式感雨传感器，固定在湿沉降物采样桶1上，感雨传感器23连接控制***，图中没有画出控制***。在干沉降物采样桶2的内胆上口处安装有喷头4，本实施例的喷头4是旋转喷头。旋转喷头的进水口通过出水阀连接在去离子水高压密封罐18的底部，去离子水制备机17的出水口和空气压缩机16的高压空气出口分别通过进水阀和进气阀连接在去离子水高压密封罐18的顶部，去离子水高压密封罐18内有连接控制***的液位传感器30，压力传感器在空气压缩机16上，罐内压力达到上限时，空气压缩机16会停止工作。去离子水高压密封罐底部装有排水（气）阀，用于排空去离子水高压密封罐内的废水、废气。进水阀、进气阀、出水阀和排水（气）阀是电磁阀。去离子水制备机17、空气压缩机16、进水阀、进气阀、出水阀和排水（气）阀连接控制***。 

本实施例的密封盖驱动机构是控制***控制的电动机驱动的铰接四杆机构29，两根平行、长度相等的连接杆两端铰接在样品处理柜和采样桶密封盖3上。电动机驱动连接杆转动。 

干沉降物采样桶2和湿沉降物采样桶1的内胆底部连接一级过滤器5，本实施例的一级过滤器5采用砂芯过滤器，对干沉降物采样桶2内的干沉降物与去离子水混合物和湿沉降物采样桶1内的湿沉降物进行第一次物理性过滤，过滤掉大于100μm的杂质。 

干沉降物采样桶2通过一级过滤器5连接干沉降样品阀8和废液阀7，湿沉降物采样桶1通过一级过滤器5连接湿沉降样品阀9。本实施例的干沉降样品阀8、湿沉降样品阀9和废液阀7是电磁阀，连接控制***。在控制***的控制下，初始状态的上述三个电磁阀均处于关闭状态；当达到湿沉降物分析条件时，湿沉降样品阀9开启，一级过滤后的湿沉降物样品经过管路流向样品处理器24；当达到干沉降物分析条件时，干沉降样品阀8开启，一级过滤后的干沉降物与去离子水混合物经过管路流向样品处理器24；当需要排除多余的湿沉降物时，废液阀7开启。 

本实施例的样品处理器24是一个空心腔体。样品处理器顶部有样品入口，样品入口连接干沉降样品阀8和湿沉降样品阀9；样品处理器中部有溢水口，通常保留1000mL一级过滤后的干沉降物与去离子水混合物或一级过滤后的湿沉降物样品，多余的样品经溢水口排出；样品处理器底部是液体振荡器，本实施例的液体振荡器是超声波振荡器10，超声波振荡器10连接控制***。在超声波的振动下，沉降物样品中的水溶性离子充分溶解。样品处理器底部有样品出口，样品出口连接样品沉淀池入口。 

本实施例的样品沉淀池11由U型管和样品沉淀池阀25组成。U型管左侧的上口是样品沉淀池入口，右侧的上口是样品沉淀池出口，U型管底部是样品沉淀池废液口。样品沉淀池废液口连接样品沉淀池阀25，样品沉淀池阀25是电磁阀，连接控制***。样品沉淀池出口连接二级过滤器12的入口。样品沉淀池11用于对干湿沉降物样品中水不溶于物的沉淀和收集。样品中的颗粒物沉淀在U型管底部的空腔内。样品分析完成后，样品沉淀池阀25开启，流路***注入去离子水将颗粒物冲刷走、排净，并清洗了样品沉淀池11。 

本实施例的二级过滤器12采用玻璃砂芯过滤器，对样品进行第二次物理性过滤，过滤掉大于1μm的杂质。二级过滤器12的出口连接样品分样器14的进样口。 

样品分样器14的直线电机26是可逆转的步进电机，安装在样品处理柜的底面上。直线电机26上的滑块驱动左右两个平行等高排布的注射缸27的活塞杆运动，由注射缸二位三通阀28和直线电机26的正反转控制流路内液体的流向。本实施例的注射缸二位三通阀28是电磁阀。图中左右两个注射缸二位三通阀28的常开端连接样品分样器14的进样口和二级过滤器12的出口；左侧注射缸二位三通阀28的常闭端连接IC分析仪器20，右侧注射缸二位三通阀28的常闭端连接PH/电导分析仪器15；左右两侧注射缸二位三通阀28的公共端分别连接左右注射缸27的进出液口。直线电机26和注射缸二位三通阀28连接控制***，控制***控制注射缸27吸入、排出样品，控制右侧的注射缸二位三通阀28接通右侧注射缸27的内腔与PH/电导分析仪器15的进样口，控制左侧的注射缸二位三通阀28接通左侧注射缸27的内腔与IC分析仪器20的进样口。两个注射缸二位三通阀28的常开端共同连接样品收集桶13。样品收集桶13带有恒温功能，多余的样品恒温保存在样品收集桶13中，用于样品多次进样监测。PH/电导分析仪器15为在线式PH、电导率探头，其可在线分析大气干湿沉降物中水溶性离子液的PH值及电导率值。本实用新型克服了现有技术中样品采集与测量时间不一致，对测量结果造成的影响的缺点，测量结果更加准确。本实施例的IC分析仪器20由一台IC-8618型离子色谱仪与二台IC-8600型离子色谱仪组，可实时完成对大气干湿沉降水溶物中阴离子（F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-等）、阳离子（Li+、Na+、NH4+、K+、Ca+、Mg+等），或高氯酸、有机酸等的同时测定。实现连续自动采样装置与离子色谱仪的连用技术，通过数据处理终端21完成大气干沉降物和湿沉降物样品的统计和储存，形成大气干湿沉降物在线监测曲线，更加有效的反映监测区域的空气质量状况。 

本实施例无人值守即可完成样品的采集、样品的提取处理、样品的分析及数据的处理。水溶物流到样品分样器14，样品分样器14会将采集、处理后的干沉降物与去离子水的混合物和湿沉降物分别向PH/电导分析仪器15、IC分析仪器20注样，并将多余的样品恒温保存。 

Claims (10)

1.一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪，包括采样桶，其特征在于所述采样桶位于监测位置，分为干沉降物采样桶（2）和湿沉降物采样桶（1），位于监测位置的感雨传感器（23）连接控制***；干沉降物采样桶（2）上有连通去离子水供应源的喷头（4），控制***控制喷头（4）工作；控制***控制密封盖驱动机构，密封盖驱动机构驱动采样桶密封盖（3）与干沉降物采样桶（2）的上口或湿沉降物采样桶（1）的上口配合密封；干沉降物采样桶（2）和湿沉降物采样桶（1）的底部出口分别连通干沉降样品阀（8）和湿沉降样品阀（9），控制***连接干沉降样品阀（8）和湿沉降样品阀（9）；干沉降样品阀（8）和湿沉降样品阀（9）的出口连通样品沉淀池（11）的入口，样品沉淀池（11）的出口连通样品分样器（14），控制器控制样品分样器（14）将样品输往由控制***控制的监测仪器。

2.根据权利要求1所述的一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪，其特征在于干沉降物采样桶（2）的底部出口与干沉降样品阀（8）之间和湿沉降物采样桶（1）的底部出口与湿沉降样品阀（9）之间分别安装有一级过滤器（5）。

3.根据权利要求1所述的一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪，其特征在于干沉降样品阀（8）和湿沉降样品阀（9）的出口与样品沉淀池（11）的入口之间安装样品处理器（24），样品处理器（24）内有连接控制***的液体振荡器。

4.根据权利要求3所述的一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪，其特征在于液体振荡器是超声波振荡器（10）。

5.根据权利要求1所述的一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪，其特征在于样品沉淀池（11）呈U字形的管状，U字的两个上口分别是样品沉淀池入口和样品沉淀池出口，U字的底部有样品沉淀池废液口；样品沉淀池入口连通样品处理器出口，样品沉淀池出口连通样品分样器（14），样品沉淀池废液口连接样品沉淀池阀（25），样品沉淀池阀（25）连接控制***。

6.根据权利要求1或3或5所述的一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪，其特征在于样品沉淀池（11）的出口与样品分样器（14）之间安装二级过滤器（12）。

7.根据权利要求1所述的一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪，其特征在于样品分样器（14）的直线电机（26）驱动一个以上的注射缸（27）的活塞杆；每个注射缸（27）的进出液口连接一个注射缸二位三通阀（28）的公共端；每个注射缸二位三通阀（28）的常开端共同连接样品分样器（14）的进样口，连通样品沉淀池（11）的出口；每个注射缸二位三通阀（28）的常闭端分别连接各自的监测仪器；直线电机（26）和注射缸二位三通阀（28）连接控制***，控制***控制样品分样器（14）的进样口接通各个注射缸（27）的内腔，控制注射缸（27）的内腔分别接通各自连通的监测仪器；每个注射缸二位三通阀（28）的常开端共同连接样品分样器（14）的进样口的流道上连接样品收集桶（13）。

8.根据权利要求1所述的一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪，其特征在于喷头（4）是旋转喷头，旋转喷头的进水口连接去离子水高压密封罐（18），去离子水制备机（17）的出水口和空气压缩机（16）的高压空气出口分别连接去离子水高压密封罐（18）；去离子水高压密封罐（18）内有连接控制***的液位传感器（30）；去离子水制备机（17）和空气压缩机（16）连接控制***。

9.根据权利要求1所述的一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪，其特征在于密封盖驱动机构是控制***控制的电动机驱动的铰接四杆机构（29），安装干沉降物采样桶（2）和湿沉降物采样桶（1）的台面作为机架，采样桶密封盖（3）作为连杆，两根连接杆平行、长度相等。

10.根据权利要求1所述的一种大气干湿沉降水溶物在线自动监测仪，其特征在于湿沉降物采样桶（1）上有连通去离子水供应源的喷头（4），控制***控制喷头（4）工作。

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