一种便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置的制造方法
一种便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及空气质量监测技术领域，尤其涉及分析植物对于颗粒物湿沉降能力的实验装置，更具体地涉及一种便携式分析森林植物对PM2.5颗粒物湿沉降能力的实验
目.ο
【背景技术】
[0002]大气中的颗粒物粒径繁多，在10 μ m以下的小颗粒物中包括可入肺颗粒物即PM2.5，不同粒径的颗粒物来源不同，比如PM2.5主要来源于大型工矿企业的生产过程以及煤炭石油等燃料的大量燃烧，再如PMlO主要来源于易于产生扬尘的市政工程城市建设等等。由其来源可见，这些颗粒物对空气能见度等有着重要的影响。
[0003]在小颗粒物之中，由于PM2.5粒径小，具有非常大的比表面积，导致其更容易吸附各种有毒的有机物、病毒、霉菌和一些强致癌重金属物质；并且由于其表面积大，相对于比粗颗粒更容易通过呼吸进入人体肺部并滞留，导致对人体健康造成极大威胁。基于以上原因，PM2.5等颗粒物的测量已经成为环境监测领域的重要检测指标。
[0004]空气中的PM2.5可以由植物去除，由于森林植物具有很大的树冠，从而拥有巨大量的叶片面积，因此森林植物被视作为去除空气中存在的PM2.5等颗粒物的重要途径，越来越引起人们的重视。但是，森林植物的叶片不但可以吸附颗粒物，滞留颗粒物，也可以使颗粒物重新悬浮到空气中，因此需要通过降雨降雪的媒介将颗粒物固定下来并带走，该方法即为湿沉降，湿沉降也是森林植物滞留颗粒物、消除颗粒物的一种重要方式。
[0005]现有技术难以直接在森林中利用分级过滤装置对不同粒径的颗粒物，如TSP，PM10，PM2.5等进行马上分解取样测量，现有技术缺乏对分级过程的集成技术，和集成过程中各种问题的解决方法，只能采集降雨降雪回到实验室中进行分级测量，这样就会导致样品的长时间放置后，从而使颗粒物在水中一系列变化，带来极大的误差。
[0006]因此需要提供一种实验装置，用于收集在不同的森林植物种类中，降雨降雪过程形成的湿沉降量。
【实用新型内容】
[0007](一 )要解决的技术问题
[0008]本实用新型要解决的技术问题是提供了一种便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，方便拆卸及移动，无需在实验室实验，可在森林内直接进行分级分析，解决的精确测量不同森林种类中的不同植物在降雨降雪时的湿沉降效果问题。
[0009]( 二 )技术方案
[0010]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，包括若干收集桶，以及与收集桶一一对应连通的储水桶；
[0011 ] 所述收集桶的顶部设有进水口，所述收集桶的底部设有出水口，所述收集桶内由上至下依次设有粗过滤装置、精过滤装置和若干层滤膜，各层滤膜的滤孔孔径由上至下依次减小；所述储水桶连通所述出水口。
[0012]进一步的，前述收集桶内壁上可拆卸的连接有若干螺纹不锈钢环，所述粗过滤装置和所述精过滤装置通过所述螺纹不锈钢环与所述收集桶可拆卸的连接，所述滤膜分别设置于不锈钢支架上，所述不锈钢支架通过所述螺纹不锈钢环与所述收集桶连接。
[0013]优选的，前述粗过滤装置为不锈钢网，所述精过滤装置为双层不锈钢网，所述不锈钢网的孔径为100 μ m ;所述所述滤膜的材质为玻璃纤维，所述滤膜的数量为三层，所述各层滤膜的滤孔孔径由上至下依次为10 μηι，2.5 μ??和0.2 μπι。
[0014]进一步的，前述粗过滤装置与所述精过滤装置之间还设有缓冲装置，所述缓冲装置通过所述螺纹不锈钢环与所述收集桶连接，所述缓冲装置为漏斗。
[0015]进一步的，前述收集桶上设有降雪感应装置、加热装置、控制单元和供电装置，所述加热装置为加热丝，所述降雪感应装置包括第一压力传感器和温度传感器；所述控制单元分别与所述加热丝、压力传感器和温度传感器相连，所述供电装置分别为所述加热丝、第一压力传感器、温度传感器和控制单元供电，所述第一压力传感器和温度传感器设置于所述粗过滤装置的上表面，所述加热丝设置于所述粗过滤装置的下表面，所述控制单元和所述供电单元固定于所述收集桶的外壁上；所述第一压力传感器和温度传感器将采集到的降雪信息传递至所述控制单元，所述控制单元对该降雪信息做出分析，所述控制单元控制所述加热丝加热。
[0016]进一步的，前述收集桶通过PTFF软管与所述出水口连接；所述储水桶上还设有透气口，所述透气口上设有隔膜，所述收集桶的底面为漏斗状。
[0017]进一步的，还包括压力感应装置和抽滤泵，所述压力感应装置为第二压力传感器，所述第二压力传感器设置于所述精过滤装置的上表面，所述抽滤泵设置于所述储水桶上方，并连通所述PTFF软管；所述供电装置分别为所述第二压力传感器和抽滤泵供电，所述控制单元分别连接所述第二压力传感器和抽滤泵，所述第二压力传感器将检测到的压力信息传递至所述控制单元，所述控制单元控制所述抽滤泵开启。
[0018]进一步的，还包括用过固定所述收集桶的固定装置，所述固定装置包括固定环和固定支架，所述固定环的形状为U型，用于将所述收集桶固定于所述固定支架上。
[0019]进一步的，前述固定支架上设有固定槽，所述固定槽水平设置，所述固定环的两端分别穿过所述固定槽，并且通过螺母固定。
[0020]进一步的，前述各个收集桶沿水平方向依次固定于所述固定支架上。
[0021](三)有益效果
[0022]本实用新型的上述技术方案具有如下优点:
[0023]本实用新型提供了一种便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其收集桶内由上至下依次设有粗过滤装置、精过滤装置和若干层滤膜，各层滤膜的滤孔孔径由上至下依次减小。使本实用新型不需要实验室内工作，直接就可以将降雨和降雪条件下植物叶片表面上的颗粒物按照大小粒径进行分级，把不同粒径的颗粒物分别区分于不同粒径的滤膜上，集成了降雨和降雪从三种滤膜垂直依次通过，方面，简易，快速，而且可以区分出不同的林冠层高度的降雨和降雪的不同。
[0024]本实用新型可同时在不同种类的森林植物上安装该设备，比如同时在油松林，杨树林，槐树林等森林内安装，通过称量几种滤膜的质量变化，可以快速得到不同类型森林植物对不同粒径颗粒物的湿沉降的滞留量，同时测量不同类型森林植物对不同粒径颗粒物的吸附滞留能力的差异。
[0025]由于本实用新型提供的实验装置小巧轻便，可以不受条件影响，不仅可以应用于降雨的收集，还可以应用于降雪的手机，方便携带，同时还可以把该装置安装到室内的植物上，然后进行对该植物进行人工降雨，可以得到不同森林植物类型的植株对不同粒径颗粒物滞留能力，从而不用受到降雨，降雪等自然条件的限制，并且解决现有技术必须由科研工作者雨雪中人工采样回到实验室才能进行分级分析的限制，解放了人工，使得更加智能化。
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型中收集桶的结构示意图；
[0027]图2是本实用新型中固定装置的结构示意图；
[0028]图3是本实用新型中固定环的结构示意图；
[0029]图4是本实用新型中收集桶与储水桶连接结构示意图；
[0030]图5是本实用新型实验装置的整体结构示意图。
[0031]图中:1:粗过滤装置；2:缓冲装置；3:精过滤装置；4:PTFF软管；5:滤膜；6:固定环；7:螺母；8:固定支架；9:固定槽；10:储水桶；11:收集桶；12:供电装置；13:抽滤泵；14:传感器连接线；15:连接线导出孔；16:降雪感应装置；17:压力感应装置。
【具体实施方式】
[0032]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]如图1-3所示，本实用新型实施例提供的一种分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，包括若干收集桶11，以及与收集桶11 一一对应连通的储水桶10 ;其中，收集桶11可以安装在森林植物树冠内，其数量根据需要确定，收集桶 11高度为20cm，储水桶10设置于地下，储水桶10的长是1cm宽8cm高15cm，储水桶10需要确保完全容纳一次降雨的溶液。
[0034]收集桶11的顶部设有进水口，收集桶11的底部设有出水口，储水桶10连通出水口。收集桶11内由上至下依次设有粗过滤装置1、精过滤装置3和若干层滤膜5，各层滤膜5的滤孔孔径由上至下依次减小；粗过滤装置I主要为了防止较大的植物碎片等结构落入到收集桶11中，起到阻隔作用，精过滤装置3起到防止因雨水压力而导致的大粒径颗粒物的降落，堵塞下方PTFF软管4的作用。
[0035]粗过滤装置1、精过滤装置3和若干层滤膜5与收集桶11之间为可拆卸连接。收集桶11内壁上可拆卸的连接有若干螺纹不锈钢环，其中，螺纹不锈钢环的数量为两个，两个螺纹不锈钢环上下设置，粗过滤装置I和精过滤装置3分别通过上、下两个螺纹不锈钢环与收集桶11连接，三个滤膜5分别设置于三个不锈钢支架上，三个不锈钢支架分别通过下方的螺纹不锈钢环与收集桶11连接。其中，每使用一段时间过后可通过拆卸螺纹不锈钢环，从而拆卸各个部件进行清理。
[0036]粗过滤装置I为不锈钢网，精过滤装置3为双层不锈钢网，不锈钢网的孔径为100 μ m，不锈钢网的直径为10cm。该粗过滤装置I在降雨季节用于过滤大于100 μπι的颗粒物，在粗过滤装置I上方添加降雪感应装置16，粗过滤装置I下方添加加热装置，收集桶11上方侧面添加了供电装置12，在降雪季节用于加热融化降雪，使其尽快转化为雪水，进入到收集桶11中。当降雪季节来临，降雪感应装置16感应到降雪后，通过控制单元，控制加热装置对降雪进行加热，使其融化成溶液，以便快速通过下面的粗过滤装置1、精过滤装置3和各层滤膜4，防止积雪堆在收集桶11上方造成测量误差。
[0037]具体的为收集桶11上设有降雪感应装置16、加热装置、控制单元和供电装置12，加热装置为加热丝，降雪感应装置16包括第一压力传感器和温度传感器；控制单元分别与加热丝、压力传感器和温度传感器相连，控制单元通过传感器连接线14与压力传感器和温度传感器相连，供电装置12分别为加热丝、第一压力传感器、温度传感器和控制单元供电，各装置通过传感器连接线14连接，第一压力传感器和温度传感器设置于粗过滤装置的上表面，加热丝设置于粗过滤装置的下表面，控制单元和供电单元固定于收集桶11的外壁上；当降雪形成后，第一压力传感器和温度传感器将采集到的降雪信息传递至控制单元，控制单元对该降雪信息做出分析，根据降雪的冲击力和接触雨雪温度的不同，控制单元控制加热丝加热，从而使得降雪尽快融化，进入收集桶11中。加热电热丝最高温度控制为60°C，不会危害环境，避免产生火灾危险。如果非降雪季节，降雪感应装置16和加热丝则不工作。
[0038]滤膜5的数量为三层，滤膜5是进口滤膜，其利用高分子化学材料，致孔添加剂经特殊处理后涂抹在支撑层上制作而成，滤膜5材质为玻璃纤维。滤膜5为直径47mm，各层滤膜5的滤孔孔径由上至下依次为10 μπι，2.5 μπι和0.2 μπι。其中，10 μm滤膜5上面滞留的颗粒物为100 μ m-10 μ m之间的颗粒物，2.5 μ m滤膜5上面滞留的颗粒物为10 μ m-2.5 μ m之间的颗粒物和0.2 μπι滤膜5上面滞留的颗粒物为2.5μπι-0.2μπι之间的颗粒物。雨雪水中的颗粒物的悬浮液依次通过三层滤膜5，需要说明的是，滤膜5均为进口滤膜5，放置之前需要在精密天平中进行称量。降雨降雪经过粗过滤装置I的初级过滤后形成的一种悬浮液，该悬浮液中的颗粒物最大直径为100 μ m，该悬浮液经过精过滤装置3后，会依次经过该三层过滤装置滤膜5，悬浮液经过第一层滤膜5后，悬浮液中的颗粒物被分级，大于10 μ m的颗粒物被拦截在该滤膜5之上的第一层10 μπι滤膜，而小于10 μπι的颗粒物悬浮液则从滤膜5漏下，到达第二层滤膜5，同理，悬浮液经过该层滤膜5时，2.5-10 μπι的颗粒物被拦截在滤膜5上的第二层2.5 μ m滤膜，然后悬浮液继续漏下，到达滤膜5的第三层0.2 μ m滤膜，同理第三层滤膜5会拦截下0.2-2.5 μπι的颗粒物，0.2 μπι以下非常少量的颗粒物悬浮液则进入收集桶11中。如果有其他需求，比如想要测量ΡΜ5.0可以在此基础上更换或者加装所需要的孔径的滤膜5即可，可以通过不同孔径的滤膜5来实现方便的测量想观测的不同粒径的颗粒物浓度的需求。
[0039]粗过滤装置I与精过滤装置3之间还设有缓冲装置2，缓冲装置2通过上方的螺纹不锈钢环与收集桶11连接，缓冲装置2为漏斗，通过减小落差起到缓冲雨水的作用。
[0040]收集桶11的底面为漏斗状，收集桶11通过PTFF软管4与所述出水口连接，其中，PTFF软管4连接漏斗状底面的中心位置，软管的长度可根据树高的需要来确定；储水桶10上还设有保持储水桶10内气压平衡的透气口，所述透气口上设有隔膜，储水桶10为PTFF储水桶。
[0041]还包括压力感应装置17和抽滤泵，压力感应装置17为第二压力传感器，第二压力传感器设置于精过滤装置3的上表面，抽滤泵13设置于储水桶10上方，并连通PTFF软管；供电装置12分别为第二压力传感器和抽滤泵13供电，控制单元分别通过传感器连接线14与第二压力传感器和抽滤泵13连接，第二压力传感器的传感器连接线14通过连接线导出孔15引出，该连接线导出孔15要用硅胶密封，防止漏气，而造成抽滤泵压力达不到。第二压力传感器将检测到的压力信息传递至控制单元，控制单元控制抽滤泵13开启。在雨季降雨非常大的条件下，高于了精过滤装置3的过滤速度，精过滤装置3可能过滤颗粒物悬浮液较慢，精过滤装置3上方积累的雨水将会越来越多，雨水很容易聚集在该位置造成堵塞并溢出从而增加误差，影响结果，加入了压力感应装置17后，一旦压力感应装置17测得实际压力大于大于设定的15.7牛，并且小于31.4牛的压力值，控制单元就会启动抽滤泵13，从而给精过滤装置3 —个吸力，从而增加过滤速度，避免雨水溢出，减小实验误差。当压力小于设定值时，则第二压力传感器将信号通过传感器连接线14传递控制单元，控制单元控制抽滤泵13关闭。
[0042]还包括用过固定所述收集桶11的固定装置，使其可固定于森林树干上，固定装置包括固定环6和固定支架8，固定环6的形状为U型的金属环，用于将收集桶11固定于固定支架8上，直径不同尺寸的固定环6可以把树干包裹，可以根据树木的不同尺寸选择不同直径粗度的固定环6。固定支架8为不锈钢合金支架，其中间部位通过螺钉固定于森林树干上，固定支架8上设有固定槽9，固定槽9水平设置，固定环6的两端分别穿过固定槽9，并且通过螺母7固定，具体的固定方式为在固定槽9的两侧的固定环6上分别拧入螺母7，将两螺母7向固定槽9抒紧，即可将固定环6固定于固定支架8上。本实施例中固定槽9分为上下两个，两个固定槽9平行设置，每个收集桶11通过上下两个固定环6进行固定，上下两个固定环6分别固定于上下两个固定槽9内，使收集桶11不容易松动。
[0043]各个收集桶11沿水平方向依次固定于固定支架8上，固定支架8的两侧分别可以对称固定几个收集桶11。
[0044]实际操作中，选取好野外的森林植物种类后，根据植物的茎的粗度不同，选择好固定环6，将实验装置按照图2，图3组装好，按照图3的样式安装到植物树干上，首先将所需要数量的降雨降雪收集桶11安装到固定装置上，将其安装到树冠层内部的树干上固定。然后用PTFF软管4将收集桶11和储水桶10连接。如图3所示，林冠层安装4个收集桶11，林冠外安装I个收集桶11作为对照点。
[0045]本实用新型通过在不同的森林内设置不同高度的降雨降雪收集桶11，在各种不同森林种类中，对不同的植物在降雨降雪中湿沉降效果做出分析，收集得到的悬浮液，用于通过实验室内逐级过滤和色谱等方法，分析悬浮液中所有悬浮的不同粒径颗粒物的质量和可溶的颗粒物的质量，从而精确得到哪种植物在降雨降雪前滞留颗粒物的差异，为选择造林树种提供科学有效的依据支持。
[0046]本实用新型实施例的具体原理为:
[0047]当降雨发生后雨水会通过粗过滤装置I进入收集桶11，过滤掉大于100 μ m的颗粒物，然后雨水经过缓冲装置2，到达精过滤装置3，通过精过滤装置3后，雨水从上到下依次经过10 μ m，2.5 μ m，0.2 μ m的三层滤膜5，经过第一层10 μ m滤膜5上时，因为滤膜5孔径是10 μ??，所以滤膜5上的滞留的颗粒物大小为10 μπι到100 μm，经过第二层1.5 μπι滤膜5上时，因为滤膜5孔径是2.5 μm，所以滤膜5上的滞留的颗粒物大小为2.5 μπι到10 μm，经过第三层0.2 μπι滤膜5上时，因为滤膜5孔径是0.2 μm，所以滤膜5上的滞留的颗粒物大小为0.2 μ m到2.5 μ mo剩下的雨水也就直接从PTFF软管4进入储水桶10，可以做进一步回收分析成分。
[0048]本实施例中，上述所有装置内壁上都贴有一层聚四氟乙烯膜，目的是最大程度的防止装置吸附溶液中的颗粒物，从而减小误差。
[0049]本实用新型的实验过程为:
[0050]在安装到所测森林植物上面之前，可以是同时在不同种类的森林植物上安装该设备，比如同时在油松林，杨树林，槐树林等森林内安装，可以同时测量不同类型森林植物对不同粒径颗粒物的吸附滞留能力的差异，首先准备好足够数目的收集桶11、固定环6、螺母7、带有固定槽9的、PTFF软管4以及储水桶10。
[0051]此外还有在一定湿度下用十万分之一以上的精密天平上分别称量带有三种不同孔径的滤膜5，滤膜5称量前首先要烘干箱内60°C下烘干30分钟，并且放入恒温(温度25°C )恒湿(湿度45%-55%)箱中平衡24小时，然后进行称重，最大化减小误差。滤膜5上的孔径分别为10 μm(可以滞留ΙΟμπι到ΙΟΟμπι颗粒物)，2.5μπι(可以滞留2.5μπι到ΙΟμ??颗粒物)，0.2μ??(可以滞留0.2μπι到2.5μπι颗粒物)，得到质量Μ1，Μ2，Μ3。将该称量过的三种孔径滤膜5各一张分别按照从上到下10 μ m，2.5 μ m，0.2 μ m的顺序放入收集桶11中不锈钢支架上铺满尽量没有缝隙，每个收集桶11同样放入。将收集桶11按照不同树冠层次所需要的个数，用固定环6和螺母7固定在固定支架8上，树冠最上层三个，其中一个在林外(对照用)，树冠中层5个，其中一个在林外(对照用)，树冠最下层7个，其中一个在林外(对照用)，分别将组装好的，带收集桶11的固定支架8，安装水平到植物茎上，尽量保持水平，分别将PTFF软管4安装到收集桶11下端，将PTFF软管4导入储水桶10中。
[0052]实验结束后，取下收集桶11内的三张不同孔径的滤膜5，首先要将其放入烘干箱内60°C下烘干30分钟，并且放入恒温(温度25°C)恒湿(湿度45%-55%)箱中平衡24小时，然后用精密度为十万分之一以上的精密天平进行称重，以最大化减小误差，得到孔径分别为 10 μm, 2.5 μm,0.2 μπι 滤膜 5 的质量 ml，m2，m3。
[0053]两次称量的质量差ml-Ml，m2_M2，m3_M3，即为对应颗粒物:10 μπι到100 μπι颗粒物，2.5 μ m到10 μ m颗粒物，0.2 μ m到0.2 μ m颗粒物的质量。从所测的湿沉降量得到不同类型的森林植物滞留的不同粒径的颗粒物的差异。
[0054]如需进行下次实验，可以对收集桶11中的三张不同孔径的滤膜5(10口111，2.5 4111，0.2 μπι)进行更换，然后进行以后后续实验。
[0055]本实施例在降雪季节可以启动降雪感应装置16和加热丝，从而加快收集桶11上方积雪的融化，尽快变成颗粒物的溶液，从而不会因为积雪融化缓慢，长时间的自然融化，收到环境的影响，而造成误差。形成溶液往下流之后的其他过程跟降雨过程是相同的。
[0056]本实施例在雨季暴雨等天气条件下，根据收集桶11内水位的高低，来控制抽滤泵13的开关，从而避免巨大的降雨强度下，雨水从收集桶11中溢出，而造成实验误差。
[0057]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:包括若干收集桶，以及与收集桶一一对应连通的储水桶； 所述收集桶的顶部设有进水口，所述收集桶的底部设有出水口，所述收集桶内由上至下依次设有粗过滤装置、精过滤装置和若干层滤膜，各层滤膜的滤孔孔径由上至下依次减小；所述储水桶连通所述出水口。2.根据权利要求1所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述收集桶内壁上可拆卸的连接有若干螺纹不锈钢环，所述粗过滤装置和所述精过滤装置通过所述螺纹不锈钢环与所述收集桶可拆卸的连接，所述滤膜分别设置于不锈钢支架上，所述不锈钢支架通过所述螺纹不锈钢环与所述收集桶连接。3.根据权利要求2所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述粗过滤装置为不锈钢网，所述精过滤装置为双层不锈钢网，所述不锈钢网的孔径为100 μm ;所述所述滤膜的材质为玻璃纤维，所述滤膜的数量为三层，所述各层滤膜的滤孔孔径由上至下依次为10 μηι，2.5 μ??和0.2 μ??。4.根据权利要求3所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述粗过滤装置与所述精过滤装置之间还设有缓冲装置，所述缓冲装置通过所述螺纹不锈钢环与所述收集桶连接，所述缓冲装置为漏斗。5.根据权利要求4所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述收集桶上设有降雪感应装置、加热装置、控制单元和供电装置，所述加热装置为加热丝，所述降雪感应装置包括第一压力传感器和温度传感器；所述控制单元分别与所述加热丝、压力传感器和温度传感器相连，所述供电装置分别为所述加热丝、第一压力传感器、温度传感器和控制单元供电，所述第一压力传感器和温度传感器设置于所述粗过滤装置的上表面，所述加热丝设置于所述粗过滤装置的下表面，所述控制单元和所述供电装置固定于所述收集桶的外壁上；所述第一压力传感器和温度传感器将采集到的降雪信息传递至所述控制单元，所述控制单元对该降雪信息做出分析，所述控制单元控制所述加热丝加热。6.根据权利要求5所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述收集桶通过PTFF软管与所述出水口连接；所述储水桶上还设有透气口，所述透气口上设有隔膜，所述收集桶的底面为漏斗状。7.根据权利要求6所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:还包括压力感应装置和抽滤泵，所述压力感应装置为第二压力传感器，所述第二压力传感器设置于所述精过滤装置的上表面，所述抽滤泵设置于所述储水桶上方，并连通所述PTFF软管；所述供电装置分别为所述第二压力传感器和抽滤泵供电，所述控制单元分别连接所述第二压力传感器和抽滤泵，所述第二压力传感器将检测到的压力信息传递至所述控制单元，所述控制单元控制所述抽滤泵开启。8.根据权利要求1所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:还包括用过固定所述收集桶的固定装置，所述固定装置包括固定环和固定支架，所述固定环的形状为U型，用于将所述收集桶固定于所述固定支架上。9.根据权利要求8所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述固定支架上设有固定槽，所述固定槽水平设置，所述固定环的两端分别穿过所述固定槽，并且通过螺母固定。10.根据权利要求9所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述各个收集桶沿水平方向依次固定于所述固定支架上。
【专利摘要】本实用新型涉及空气质量监测技术领域，本实用新型提供了一种便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，包括若干收集桶，以及与收集桶一一对应连通的储水桶；收集桶的顶部设有进水口，收集桶的底部设有出水口，收集桶内由上至下依次设有粗过滤装置、精过滤装置和若干层滤膜，各层滤膜的滤孔孔径由上至下依次减小；储水桶连通出水口。本实用新型提供的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，方便拆卸及移动，无需在实验室实验，可在森林内直接进行分级分析，解决的同时精确测量不同森林种类中的不同植物在降雨降雪时的湿沉降效果问题。
【IPC分类】G01N33/00
【公开号】CN204705626
【申请号】CN201520256964
【发明人】余新晓, 孙丰宾, 殷哲, 贾国栋, 刘旭辉, 陈俊刚, 莫莉, 徐晓梧
【申请人】北京林业大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年4月24日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及空气质量监测技术领域，尤其涉及分析植物对于颗粒物湿沉降能力的实验装置，更具体地涉及一种便携式分析森林植物对PM2.5颗粒物湿沉降能力的实验
目.ο
【背景技术】
[0002]大气中的颗粒物粒径繁多，在10 μ m以下的小颗粒物中包括可入肺颗粒物即PM2.5，不同粒径的颗粒物来源不同，比如PM2.5主要来源于大型工矿企业的生产过程以及煤炭石油等燃料的大量燃烧，再如PMlO主要来源于易于产生扬尘的市政工程城市建设等等。由其来源可见，这些颗粒物对空气能见度等有着重要的影响。
[0003]在小颗粒物之中，由于PM2.5粒径小，具有非常大的比表面积，导致其更容易吸附各种有毒的有机物、病毒、霉菌和一些强致癌重金属物质；并且由于其表面积大，相对于比粗颗粒更容易通过呼吸进入人体肺部并滞留，导致对人体健康造成极大威胁。基于以上原因，PM2.5等颗粒物的测量已经成为环境监测领域的重要检测指标。
[0004]空气中的PM2.5可以由植物去除，由于森林植物具有很大的树冠，从而拥有巨大量的叶片面积，因此森林植物被视作为去除空气中存在的PM2.5等颗粒物的重要途径，越来越引起人们的重视。但是，森林植物的叶片不但可以吸附颗粒物，滞留颗粒物，也可以使颗粒物重新悬浮到空气中，因此需要通过降雨降雪的媒介将颗粒物固定下来并带走，该方法即为湿沉降，湿沉降也是森林植物滞留颗粒物、消除颗粒物的一种重要方式。
[0005]现有技术难以直接在森林中利用分级过滤装置对不同粒径的颗粒物，如TSP，PM10，PM2.5等进行马上分解取样测量，现有技术缺乏对分级过程的集成技术，和集成过程中各种问题的解决方法，只能采集降雨降雪回到实验室中进行分级测量，这样就会导致样品的长时间放置后，从而使颗粒物在水中一系列变化，带来极大的误差。
[0006]因此需要提供一种实验装置，用于收集在不同的森林植物种类中，降雨降雪过程形成的湿沉降量。
【实用新型内容】
[0007](一 )要解决的技术问题
[0008]本实用新型要解决的技术问题是提供了一种便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，方便拆卸及移动，无需在实验室实验，可在森林内直接进行分级分析，解决的精确测量不同森林种类中的不同植物在降雨降雪时的湿沉降效果问题。
[0009]( 二 )技术方案
[0010]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，包括若干收集桶，以及与收集桶一一对应连通的储水桶；
[0011 ] 所述收集桶的顶部设有进水口，所述收集桶的底部设有出水口，所述收集桶内由上至下依次设有粗过滤装置、精过滤装置和若干层滤膜，各层滤膜的滤孔孔径由上至下依次减小；所述储水桶连通所述出水口。
[0012]进一步的，前述收集桶内壁上可拆卸的连接有若干螺纹不锈钢环，所述粗过滤装置和所述精过滤装置通过所述螺纹不锈钢环与所述收集桶可拆卸的连接，所述滤膜分别设置于不锈钢支架上，所述不锈钢支架通过所述螺纹不锈钢环与所述收集桶连接。
[0013]优选的，前述粗过滤装置为不锈钢网，所述精过滤装置为双层不锈钢网，所述不锈钢网的孔径为100 μ m ;所述所述滤膜的材质为玻璃纤维，所述滤膜的数量为三层，所述各层滤膜的滤孔孔径由上至下依次为10 μηι，2.5 μ??和0.2 μπι。
[0014]进一步的，前述粗过滤装置与所述精过滤装置之间还设有缓冲装置，所述缓冲装置通过所述螺纹不锈钢环与所述收集桶连接，所述缓冲装置为漏斗。
[0015]进一步的，前述收集桶上设有降雪感应装置、加热装置、控制单元和供电装置，所述加热装置为加热丝，所述降雪感应装置包括第一压力传感器和温度传感器；所述控制单元分别与所述加热丝、压力传感器和温度传感器相连，所述供电装置分别为所述加热丝、第一压力传感器、温度传感器和控制单元供电，所述第一压力传感器和温度传感器设置于所述粗过滤装置的上表面，所述加热丝设置于所述粗过滤装置的下表面，所述控制单元和所述供电单元固定于所述收集桶的外壁上；所述第一压力传感器和温度传感器将采集到的降雪信息传递至所述控制单元，所述控制单元对该降雪信息做出分析，所述控制单元控制所述加热丝加热。
[0016]进一步的，前述收集桶通过PTFF软管与所述出水口连接；所述储水桶上还设有透气口，所述透气口上设有隔膜，所述收集桶的底面为漏斗状。
[0017]进一步的，还包括压力感应装置和抽滤泵，所述压力感应装置为第二压力传感器，所述第二压力传感器设置于所述精过滤装置的上表面，所述抽滤泵设置于所述储水桶上方，并连通所述PTFF软管；所述供电装置分别为所述第二压力传感器和抽滤泵供电，所述控制单元分别连接所述第二压力传感器和抽滤泵，所述第二压力传感器将检测到的压力信息传递至所述控制单元，所述控制单元控制所述抽滤泵开启。
[0018]进一步的，还包括用过固定所述收集桶的固定装置，所述固定装置包括固定环和固定支架，所述固定环的形状为U型，用于将所述收集桶固定于所述固定支架上。
[0019]进一步的，前述固定支架上设有固定槽，所述固定槽水平设置，所述固定环的两端分别穿过所述固定槽，并且通过螺母固定。
[0020]进一步的，前述各个收集桶沿水平方向依次固定于所述固定支架上。
[0021](三)有益效果
[0022]本实用新型的上述技术方案具有如下优点:
[0023]本实用新型提供了一种便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其收集桶内由上至下依次设有粗过滤装置、精过滤装置和若干层滤膜，各层滤膜的滤孔孔径由上至下依次减小。使本实用新型不需要实验室内工作，直接就可以将降雨和降雪条件下植物叶片表面上的颗粒物按照大小粒径进行分级，把不同粒径的颗粒物分别区分于不同粒径的滤膜上，集成了降雨和降雪从三种滤膜垂直依次通过，方面，简易，快速，而且可以区分出不同的林冠层高度的降雨和降雪的不同。
[0024]本实用新型可同时在不同种类的森林植物上安装该设备，比如同时在油松林，杨树林，槐树林等森林内安装，通过称量几种滤膜的质量变化，可以快速得到不同类型森林植物对不同粒径颗粒物的湿沉降的滞留量，同时测量不同类型森林植物对不同粒径颗粒物的吸附滞留能力的差异。
[0025]由于本实用新型提供的实验装置小巧轻便，可以不受条件影响，不仅可以应用于降雨的收集，还可以应用于降雪的手机，方便携带，同时还可以把该装置安装到室内的植物上，然后进行对该植物进行人工降雨，可以得到不同森林植物类型的植株对不同粒径颗粒物滞留能力，从而不用受到降雨，降雪等自然条件的限制，并且解决现有技术必须由科研工作者雨雪中人工采样回到实验室才能进行分级分析的限制，解放了人工，使得更加智能化。
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型中收集桶的结构示意图；
[0027]图2是本实用新型中固定装置的结构示意图；
[0028]图3是本实用新型中固定环的结构示意图；
[0029]图4是本实用新型中收集桶与储水桶连接结构示意图；
[0030]图5是本实用新型实验装置的整体结构示意图。
[0031]图中:1:粗过滤装置；2:缓冲装置；3:精过滤装置；4:PTFF软管；5:滤膜；6:固定环；7:螺母；8:固定支架；9:固定槽；10:储水桶；11:收集桶；12:供电装置；13:抽滤泵；14:传感器连接线；15:连接线导出孔；16:降雪感应装置；17:压力感应装置。
【具体实施方式】
[0032]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]如图1-3所示，本实用新型实施例提供的一种分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，包括若干收集桶11，以及与收集桶11 一一对应连通的储水桶10 ;其中，收集桶11可以安装在森林植物树冠内，其数量根据需要确定，收集桶 11高度为20cm，储水桶10设置于地下，储水桶10的长是1cm宽8cm高15cm，储水桶10需要确保完全容纳一次降雨的溶液。
[0034]收集桶11的顶部设有进水口，收集桶11的底部设有出水口，储水桶10连通出水口。收集桶11内由上至下依次设有粗过滤装置1、精过滤装置3和若干层滤膜5，各层滤膜5的滤孔孔径由上至下依次减小；粗过滤装置I主要为了防止较大的植物碎片等结构落入到收集桶11中，起到阻隔作用，精过滤装置3起到防止因雨水压力而导致的大粒径颗粒物的降落，堵塞下方PTFF软管4的作用。
[0035]粗过滤装置1、精过滤装置3和若干层滤膜5与收集桶11之间为可拆卸连接。收集桶11内壁上可拆卸的连接有若干螺纹不锈钢环，其中，螺纹不锈钢环的数量为两个，两个螺纹不锈钢环上下设置，粗过滤装置I和精过滤装置3分别通过上、下两个螺纹不锈钢环与收集桶11连接，三个滤膜5分别设置于三个不锈钢支架上，三个不锈钢支架分别通过下方的螺纹不锈钢环与收集桶11连接。其中，每使用一段时间过后可通过拆卸螺纹不锈钢环，从而拆卸各个部件进行清理。
[0036]粗过滤装置I为不锈钢网，精过滤装置3为双层不锈钢网，不锈钢网的孔径为100 μ m，不锈钢网的直径为10cm。该粗过滤装置I在降雨季节用于过滤大于100 μπι的颗粒物，在粗过滤装置I上方添加降雪感应装置16，粗过滤装置I下方添加加热装置，收集桶11上方侧面添加了供电装置12，在降雪季节用于加热融化降雪，使其尽快转化为雪水，进入到收集桶11中。当降雪季节来临，降雪感应装置16感应到降雪后，通过控制单元，控制加热装置对降雪进行加热，使其融化成溶液，以便快速通过下面的粗过滤装置1、精过滤装置3和各层滤膜4，防止积雪堆在收集桶11上方造成测量误差。
[0037]具体的为收集桶11上设有降雪感应装置16、加热装置、控制单元和供电装置12，加热装置为加热丝，降雪感应装置16包括第一压力传感器和温度传感器；控制单元分别与加热丝、压力传感器和温度传感器相连，控制单元通过传感器连接线14与压力传感器和温度传感器相连，供电装置12分别为加热丝、第一压力传感器、温度传感器和控制单元供电，各装置通过传感器连接线14连接，第一压力传感器和温度传感器设置于粗过滤装置的上表面，加热丝设置于粗过滤装置的下表面，控制单元和供电单元固定于收集桶11的外壁上；当降雪形成后，第一压力传感器和温度传感器将采集到的降雪信息传递至控制单元，控制单元对该降雪信息做出分析，根据降雪的冲击力和接触雨雪温度的不同，控制单元控制加热丝加热，从而使得降雪尽快融化，进入收集桶11中。加热电热丝最高温度控制为60°C，不会危害环境，避免产生火灾危险。如果非降雪季节，降雪感应装置16和加热丝则不工作。
[0038]滤膜5的数量为三层，滤膜5是进口滤膜，其利用高分子化学材料，致孔添加剂经特殊处理后涂抹在支撑层上制作而成，滤膜5材质为玻璃纤维。滤膜5为直径47mm，各层滤膜5的滤孔孔径由上至下依次为10 μπι，2.5 μπι和0.2 μπι。其中，10 μm滤膜5上面滞留的颗粒物为100 μ m-10 μ m之间的颗粒物，2.5 μ m滤膜5上面滞留的颗粒物为10 μ m-2.5 μ m之间的颗粒物和0.2 μπι滤膜5上面滞留的颗粒物为2.5μπι-0.2μπι之间的颗粒物。雨雪水中的颗粒物的悬浮液依次通过三层滤膜5，需要说明的是，滤膜5均为进口滤膜5，放置之前需要在精密天平中进行称量。降雨降雪经过粗过滤装置I的初级过滤后形成的一种悬浮液，该悬浮液中的颗粒物最大直径为100 μ m，该悬浮液经过精过滤装置3后，会依次经过该三层过滤装置滤膜5，悬浮液经过第一层滤膜5后，悬浮液中的颗粒物被分级，大于10 μ m的颗粒物被拦截在该滤膜5之上的第一层10 μπι滤膜，而小于10 μπι的颗粒物悬浮液则从滤膜5漏下，到达第二层滤膜5，同理，悬浮液经过该层滤膜5时，2.5-10 μπι的颗粒物被拦截在滤膜5上的第二层2.5 μ m滤膜，然后悬浮液继续漏下，到达滤膜5的第三层0.2 μ m滤膜，同理第三层滤膜5会拦截下0.2-2.5 μπι的颗粒物，0.2 μπι以下非常少量的颗粒物悬浮液则进入收集桶11中。如果有其他需求，比如想要测量ΡΜ5.0可以在此基础上更换或者加装所需要的孔径的滤膜5即可，可以通过不同孔径的滤膜5来实现方便的测量想观测的不同粒径的颗粒物浓度的需求。
[0039]粗过滤装置I与精过滤装置3之间还设有缓冲装置2，缓冲装置2通过上方的螺纹不锈钢环与收集桶11连接，缓冲装置2为漏斗，通过减小落差起到缓冲雨水的作用。
[0040]收集桶11的底面为漏斗状，收集桶11通过PTFF软管4与所述出水口连接，其中，PTFF软管4连接漏斗状底面的中心位置，软管的长度可根据树高的需要来确定；储水桶10上还设有保持储水桶10内气压平衡的透气口，所述透气口上设有隔膜，储水桶10为PTFF储水桶。
[0041]还包括压力感应装置17和抽滤泵，压力感应装置17为第二压力传感器，第二压力传感器设置于精过滤装置3的上表面，抽滤泵13设置于储水桶10上方，并连通PTFF软管；供电装置12分别为第二压力传感器和抽滤泵13供电，控制单元分别通过传感器连接线14与第二压力传感器和抽滤泵13连接，第二压力传感器的传感器连接线14通过连接线导出孔15引出，该连接线导出孔15要用硅胶密封，防止漏气，而造成抽滤泵压力达不到。第二压力传感器将检测到的压力信息传递至控制单元，控制单元控制抽滤泵13开启。在雨季降雨非常大的条件下，高于了精过滤装置3的过滤速度，精过滤装置3可能过滤颗粒物悬浮液较慢，精过滤装置3上方积累的雨水将会越来越多，雨水很容易聚集在该位置造成堵塞并溢出从而增加误差，影响结果，加入了压力感应装置17后，一旦压力感应装置17测得实际压力大于大于设定的15.7牛，并且小于31.4牛的压力值，控制单元就会启动抽滤泵13，从而给精过滤装置3 —个吸力，从而增加过滤速度，避免雨水溢出，减小实验误差。当压力小于设定值时，则第二压力传感器将信号通过传感器连接线14传递控制单元，控制单元控制抽滤泵13关闭。
[0042]还包括用过固定所述收集桶11的固定装置，使其可固定于森林树干上，固定装置包括固定环6和固定支架8，固定环6的形状为U型的金属环，用于将收集桶11固定于固定支架8上，直径不同尺寸的固定环6可以把树干包裹，可以根据树木的不同尺寸选择不同直径粗度的固定环6。固定支架8为不锈钢合金支架，其中间部位通过螺钉固定于森林树干上，固定支架8上设有固定槽9，固定槽9水平设置，固定环6的两端分别穿过固定槽9，并且通过螺母7固定，具体的固定方式为在固定槽9的两侧的固定环6上分别拧入螺母7，将两螺母7向固定槽9抒紧，即可将固定环6固定于固定支架8上。本实施例中固定槽9分为上下两个，两个固定槽9平行设置，每个收集桶11通过上下两个固定环6进行固定，上下两个固定环6分别固定于上下两个固定槽9内，使收集桶11不容易松动。
[0043]各个收集桶11沿水平方向依次固定于固定支架8上，固定支架8的两侧分别可以对称固定几个收集桶11。
[0044]实际操作中，选取好野外的森林植物种类后，根据植物的茎的粗度不同，选择好固定环6，将实验装置按照图2，图3组装好，按照图3的样式安装到植物树干上，首先将所需要数量的降雨降雪收集桶11安装到固定装置上，将其安装到树冠层内部的树干上固定。然后用PTFF软管4将收集桶11和储水桶10连接。如图3所示，林冠层安装4个收集桶11，林冠外安装I个收集桶11作为对照点。
[0045]本实用新型通过在不同的森林内设置不同高度的降雨降雪收集桶11，在各种不同森林种类中，对不同的植物在降雨降雪中湿沉降效果做出分析，收集得到的悬浮液，用于通过实验室内逐级过滤和色谱等方法，分析悬浮液中所有悬浮的不同粒径颗粒物的质量和可溶的颗粒物的质量，从而精确得到哪种植物在降雨降雪前滞留颗粒物的差异，为选择造林树种提供科学有效的依据支持。
[0046]本实用新型实施例的具体原理为:
[0047]当降雨发生后雨水会通过粗过滤装置I进入收集桶11，过滤掉大于100 μ m的颗粒物，然后雨水经过缓冲装置2，到达精过滤装置3，通过精过滤装置3后，雨水从上到下依次经过10 μ m，2.5 μ m，0.2 μ m的三层滤膜5，经过第一层10 μ m滤膜5上时，因为滤膜5孔径是10 μ??，所以滤膜5上的滞留的颗粒物大小为10 μπι到100 μm，经过第二层1.5 μπι滤膜5上时，因为滤膜5孔径是2.5 μm，所以滤膜5上的滞留的颗粒物大小为2.5 μπι到10 μm，经过第三层0.2 μπι滤膜5上时，因为滤膜5孔径是0.2 μm，所以滤膜5上的滞留的颗粒物大小为0.2 μ m到2.5 μ mo剩下的雨水也就直接从PTFF软管4进入储水桶10，可以做进一步回收分析成分。
[0048]本实施例中，上述所有装置内壁上都贴有一层聚四氟乙烯膜，目的是最大程度的防止装置吸附溶液中的颗粒物，从而减小误差。
[0049]本实用新型的实验过程为:
[0050]在安装到所测森林植物上面之前，可以是同时在不同种类的森林植物上安装该设备，比如同时在油松林，杨树林，槐树林等森林内安装，可以同时测量不同类型森林植物对不同粒径颗粒物的吸附滞留能力的差异，首先准备好足够数目的收集桶11、固定环6、螺母7、带有固定槽9的、PTFF软管4以及储水桶10。
[0051]此外还有在一定湿度下用十万分之一以上的精密天平上分别称量带有三种不同孔径的滤膜5，滤膜5称量前首先要烘干箱内60°C下烘干30分钟，并且放入恒温(温度25°C )恒湿(湿度45%-55%)箱中平衡24小时，然后进行称重，最大化减小误差。滤膜5上的孔径分别为10 μm(可以滞留ΙΟμπι到ΙΟΟμπι颗粒物)，2.5μπι(可以滞留2.5μπι到ΙΟμ??颗粒物)，0.2μ??(可以滞留0.2μπι到2.5μπι颗粒物)，得到质量Μ1，Μ2，Μ3。将该称量过的三种孔径滤膜5各一张分别按照从上到下10 μ m，2.5 μ m，0.2 μ m的顺序放入收集桶11中不锈钢支架上铺满尽量没有缝隙，每个收集桶11同样放入。将收集桶11按照不同树冠层次所需要的个数，用固定环6和螺母7固定在固定支架8上，树冠最上层三个，其中一个在林外(对照用)，树冠中层5个，其中一个在林外(对照用)，树冠最下层7个，其中一个在林外(对照用)，分别将组装好的，带收集桶11的固定支架8，安装水平到植物茎上，尽量保持水平，分别将PTFF软管4安装到收集桶11下端，将PTFF软管4导入储水桶10中。
[0052]实验结束后，取下收集桶11内的三张不同孔径的滤膜5，首先要将其放入烘干箱内60°C下烘干30分钟，并且放入恒温(温度25°C)恒湿(湿度45%-55%)箱中平衡24小时，然后用精密度为十万分之一以上的精密天平进行称重，以最大化减小误差，得到孔径分别为 10 μm, 2.5 μm,0.2 μπι 滤膜 5 的质量 ml，m2，m3。
[0053]两次称量的质量差ml-Ml，m2_M2，m3_M3，即为对应颗粒物:10 μπι到100 μπι颗粒物，2.5 μ m到10 μ m颗粒物，0.2 μ m到0.2 μ m颗粒物的质量。从所测的湿沉降量得到不同类型的森林植物滞留的不同粒径的颗粒物的差异。
[0054]如需进行下次实验，可以对收集桶11中的三张不同孔径的滤膜5(10口111，2.5 4111，0.2 μπι)进行更换，然后进行以后后续实验。
[0055]本实施例在降雪季节可以启动降雪感应装置16和加热丝，从而加快收集桶11上方积雪的融化，尽快变成颗粒物的溶液，从而不会因为积雪融化缓慢，长时间的自然融化，收到环境的影响，而造成误差。形成溶液往下流之后的其他过程跟降雨过程是相同的。
[0056]本实施例在雨季暴雨等天气条件下，根据收集桶11内水位的高低，来控制抽滤泵13的开关，从而避免巨大的降雨强度下，雨水从收集桶11中溢出，而造成实验误差。
[0057]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:包括若干收集桶，以及与收集桶一一对应连通的储水桶； 所述收集桶的顶部设有进水口，所述收集桶的底部设有出水口，所述收集桶内由上至下依次设有粗过滤装置、精过滤装置和若干层滤膜，各层滤膜的滤孔孔径由上至下依次减小；所述储水桶连通所述出水口。2.根据权利要求1所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述收集桶内壁上可拆卸的连接有若干螺纹不锈钢环，所述粗过滤装置和所述精过滤装置通过所述螺纹不锈钢环与所述收集桶可拆卸的连接，所述滤膜分别设置于不锈钢支架上，所述不锈钢支架通过所述螺纹不锈钢环与所述收集桶连接。3.根据权利要求2所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述粗过滤装置为不锈钢网，所述精过滤装置为双层不锈钢网，所述不锈钢网的孔径为100 μm ;所述所述滤膜的材质为玻璃纤维，所述滤膜的数量为三层，所述各层滤膜的滤孔孔径由上至下依次为10 μηι，2.5 μ??和0.2 μ??。4.根据权利要求3所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述粗过滤装置与所述精过滤装置之间还设有缓冲装置，所述缓冲装置通过所述螺纹不锈钢环与所述收集桶连接，所述缓冲装置为漏斗。5.根据权利要求4所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述收集桶上设有降雪感应装置、加热装置、控制单元和供电装置，所述加热装置为加热丝，所述降雪感应装置包括第一压力传感器和温度传感器；所述控制单元分别与所述加热丝、压力传感器和温度传感器相连，所述供电装置分别为所述加热丝、第一压力传感器、温度传感器和控制单元供电，所述第一压力传感器和温度传感器设置于所述粗过滤装置的上表面，所述加热丝设置于所述粗过滤装置的下表面，所述控制单元和所述供电装置固定于所述收集桶的外壁上；所述第一压力传感器和温度传感器将采集到的降雪信息传递至所述控制单元，所述控制单元对该降雪信息做出分析，所述控制单元控制所述加热丝加热。6.根据权利要求5所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述收集桶通过PTFF软管与所述出水口连接；所述储水桶上还设有透气口，所述透气口上设有隔膜，所述收集桶的底面为漏斗状。7.根据权利要求6所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:还包括压力感应装置和抽滤泵，所述压力感应装置为第二压力传感器，所述第二压力传感器设置于所述精过滤装置的上表面，所述抽滤泵设置于所述储水桶上方，并连通所述PTFF软管；所述供电装置分别为所述第二压力传感器和抽滤泵供电，所述控制单元分别连接所述第二压力传感器和抽滤泵，所述第二压力传感器将检测到的压力信息传递至所述控制单元，所述控制单元控制所述抽滤泵开启。8.根据权利要求1所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:还包括用过固定所述收集桶的固定装置，所述固定装置包括固定环和固定支架，所述固定环的形状为U型，用于将所述收集桶固定于所述固定支架上。9.根据权利要求8所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述固定支架上设有固定槽，所述固定槽水平设置，所述固定环的两端分别穿过所述固定槽，并且通过螺母固定。10.根据权利要求9所述的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，其特征在于:所述各个收集桶沿水平方向依次固定于所述固定支架上。
【专利摘要】本实用新型涉及空气质量监测技术领域，本实用新型提供了一种便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，包括若干收集桶，以及与收集桶一一对应连通的储水桶；收集桶的顶部设有进水口，收集桶的底部设有出水口，收集桶内由上至下依次设有粗过滤装置、精过滤装置和若干层滤膜，各层滤膜的滤孔孔径由上至下依次减小；储水桶连通出水口。本实用新型提供的便携式分析植物对颗粒物湿沉降能力的实验装置，方便拆卸及移动，无需在实验室实验，可在森林内直接进行分级分析，解决的同时精确测量不同森林种类中的不同植物在降雨降雪时的湿沉降效果问题。
【IPC分类】G01N33/00
【公开号】CN204705626
【申请号】CN201520256964
【发明人】余新晓, 孙丰宾, 殷哲, 贾国栋, 刘旭辉, 陈俊刚, 莫莉, 徐晓梧
【申请人】北京林业大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年4月24日
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