一种气溶胶快速采集称重与无线传输装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型专利涉及一种气溶胶快速收集称重与信号无线传输装置，属于环保监测仪器领域。
【背景技术】
[0002]气溶胶是悬浮于空气中的微细颗粒物，既可以是固态的，也可以是液态的，其化学组成非常复杂。一般来说，气溶胶颗粒的粒径大约在0.01?10微米，可分为自然和人类产生两类。随着现代化建设高速发展，工业制造中产生的气溶胶颗粒越来越多，这些大量悬浮的气溶胶颗粒包含各种微量金属、硫酸与硝酸盐、无机氧化物和含氧有机化合物等，对地球表面的大气能见度、气候、环境等产生了极为重大影响。尤其是近些年来大气雾霾现象频发，气溶胶是罪魁祸首，而直径小于2.5微米的气溶胶(PM2.5)已经成为污染环境最重要的一类，因此对PM2.5等气溶胶进行准确采集观测正越来越受到人们的关注，而正确地对气溶胶颗粒物进行质量浓度的分级、标定和预警，是研究和解决气溶胶颗粒物污染的首要问题。当前对气溶胶的监测已经成为我国环境保护的重要环节。
[0003]目前采集与测定大气中的悬浮气溶胶质量浓度的方法一般为离线采样测量法和在线采样测量法。按照测量原理的不同，又可以将它们分为激光β射线法、激光散射法、压电晶体差频法、滤膜称重法、微量振荡天平法等等，它们各有优缺点。其中滤膜称重法测定的是气溶胶颗粒物的绝对质量浓度，因而测量精度相对较高，测量不会受到颗粒物大小、形状、颜色等因素的影响，但是该装备的采样仪复杂、滤膜操作费时、不能立即给出测试结果(需要3?24小时)。为此，本实用新型设计出了基于龙卷风原理的收集装置，龙卷风可以用来让气溶胶汇聚更快地被滤膜吸收，增强气溶胶颗粒物进入滤膜的效率和速度。同时，为了在一定程序上提高测量结果的信息传输和预报效率，通过无线传输装置给用户气溶胶浓度的变化信息，这样便可以达到及时预警或报警的作用。鉴于目前我国的GPRS，蓝牙，WIFI等无线通讯工具发展日渐成熟，因此可以利用无线数据技术来提高监测大气气溶胶污染情况的效率。
【实用新型内容】
[0004]气溶胶是大气成分中很重要的组成部分，它不仅影响着人类的健康，还能增加大气的化学反应，增加降水、成云和成雾的可能性，降低能见度，影响大气辐射收支，导致环境温度和植物生长速率的改变。因此对大气气溶胶浓度及时监测来达到预警报警的作用有重要意义。目前我国主要标准是采用膜法采集气溶胶，虽然精度高，但是滤膜采集气溶胶所用时间漫长，且收集的部分气溶胶易挥发，导致测量失准。针对以上缺点，本实用新型提出了高效率的龙卷风收集装置和无线传输装置。
[0005]为了实现上述【背景技术】存在的需求，本实用新型提供一种气溶胶颗粒快速采集称重与无线传输的装置。
[0006]为实现上述的技术目的，本实用新型的技术方案是:一种气溶胶快速采集称重与无线传输装置，其特征是，包括气溶胶采集装置、龙卷风集纳装置、物体质量称量装置和数据处理与传输装置，所述气溶胶采集装置连接龙卷风集纳装置，所述龙卷风集纳装置连接物体质量称量装置，所述物体质量称量装置连接数据处理与传输装置。
[0007]进一步的，所述龙卷风集纳装置包括进风装置和螺旋管道，所述进风装置包括两个相向设置的进风口，所述进风口分别连接导气管和气栗。
[0008]进一步的，所述螺旋管道设置为两级螺旋管道。
[0009]进一步的，所述气溶胶采集装置包括气溶胶进气口、气溶胶龙卷风交叠采集区以及排气口，所述气溶胶进气口连接气溶胶气栗。
[0010]通过两个相对方向设置的进风口和导气管形成两股空气强烈相向对流运动，再利用流动的气流在两级螺旋管道相互摩擦旋转形成空气漩涡，从而在气溶胶龙卷风交叠采集区产生自然快速旋转的人造龙卷风，而龙卷风形成气压差将抽取空气中的气溶胶颗粒物，一方面，有些气溶胶具有一定的挥发性，龙卷风形成的漩涡可以有效地减缓了气溶胶的挥发，另一方面，龙卷风强大的气流显著提高了气溶胶采集装置的吸气效率，同时也加速了气溶胶颗粒物被滤膜高效吸收，从而极大地缩短了滤膜称重的时间，有利于快速气溶胶质量浓度检测与预警。
[0011]进一步的，所述物体质量称量装置包括高精度微量天平和滤膜，由于气溶胶质量很小，所以采用高精度的称重分析天平(精度±0.01mg/m3)。滤膜称重法是工业生产与试验中常用的清洁度测定方法之一。它的测定原理是:将一定浓度的待测气溶胶样品通过干燥过的滤膜充分过滤，气溶胶颗粒物被收集在滤膜表面，利用分析天平进行称重，然后将滤膜清洗并再次充分干燥和进行天平称重，根据分析天平称出过滤清洗前后干燥的滤膜质量，计算其增加值即为气溶胶颗粒物的质量。采用滤膜质量称重时，可通过下式计算气溶胶颗粒物质量浓度，即单位体积空气中气溶胶颗粒物的质量:C=(m2-ml)/Q.t，上式中C为气溶胶质量浓度，单位为mg/m3，m2、ml分别为采样后、前滤膜质量，单位为mg，Q是气溶胶采样仪的吸气效率，单位为m3/min，t为采样时间，单位为min。
[0012]进一步的，所述数据处理与传输装置包括ARM主控处理器和无线发收模块。
[0013]进一步的，所述处理器采用STM32F429芯片，该处理器具有低功耗，实时性能出色等特性。
[0014]进一步的，所述无线发收模块采用WIFI或S頂900B无线模块。S頂900B外观小巧，性能稳定，性价比高，利用它连接GPRS无线网络来对大气气溶胶质量浓度的测量值进行及时传输与发布。
[0015]本实用新型的原理为:气溶胶气栗抽取足够的大气送入气溶胶进气口，利用龙卷风集纳装置和滤膜高效率采集空气中的气溶胶颗粒物，然后利用物体质量称量装置进行对气溶胶颗粒质量的测量，最后通过数据处理与传输装置将测量的气溶胶质量浓度数据传输到用户的手机或电脑。
[0016]本实用新型所达到的有益效果:本实用新型所述一种气溶胶的快速采集称重与无线传输装置采用高效率的采集、收集、信息处理与传输等方式，与传统的滤膜称重法采样不同，利用龙卷风提高了吸气效率和收集效率，减轻了气溶胶在保存过程中的改变所带来的误差，也解决了半挥发性组分导致测量不准的问题。数据的无线传输使得对气溶胶浓度的监测更加方便。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的流程图；
[0018]图2是本实用新型的结构不意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实