【技术实现步骤摘要】
本申请涉及大气科学中的飞机探测，尤其涉及对机载颗粒物测量仪器进行进样的进样系统，具体涉及一种大气颗粒物干燥恒压进样系统。
技术介绍
1、大气颗粒物(气溶胶)是地球大气的重要组成部分，对地球系统的影响包括了从局地和区域的空气污染到全球的气候变化等诸多方面。大气颗粒物理化性质的垂直分布特征对研究其消光效应、大气输送过程、气溶胶-云的相互作用等方面至关重要。传统针对大气颗粒物理化性质的观测研究主要集中在地面，而针对气溶胶物理化学性质垂直分布的探测研究十分匮乏。
2、近年来，我国大气科学领域逐渐开始实施了一些大气成分的飞机探测研究。飞机具有机动能力强的优势，可以在短时间内获得某一地区上空大气颗粒物的垂直特征。相对于地面固定站点的观测，飞行过程中会受到空速、气压变化、振动等多种因素的干扰，因此，数据质量控制技术是飞机探测试验中更为重要和关键的一环。
3、在实际的飞机探测试验中发现，尽管通过在飞机外部安装的等速采样头，解决了飞行过程中较大空速造成的采样误差问题，但无法解决高度变化时造成的颗粒物采样管路中的气压变化。目前各种商业化的颗粒物测量仪器，大部分是针对地面固定站点的观测应用而设计的，无法避免由于气压快速、大幅度变化带来的仪器内部气路流量不稳定、粒子传输效率、检测器测量误差等诸多影响，造成探测数据出现大量无法订正的异常值，损失了飞机探测中发生的高昂人力和财力成本。另外，飞机探测过程中经常会遇到穿云的情况，特别是遇到水汽含量丰富的云系时，采样气路中会进入大量水汽或液水。而目前常规的颗粒物测量仪器只能用于测量干燥样气
4、因此，现阶段机载颗粒物测量仪器在使用过程中无法适应采样管路气压变化以及湿度相对较高的样气或液态水进入仪器的问题，不仅增大了仪器使用成本，还无法确保获取到有效可靠的探测数据。故而，亟需提出一种新的技术方案来解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，以解决当前飞机探测过程中机载颗粒物测量仪器损坏率高且测量数据可靠度不高的问题。
2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、本申请提供一种用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，包括气体干燥单元、样气温湿度监测单元、气压稳定单元和气压缓冲单元；
4、气体干燥单元包括气体干燥管，气体干燥管的一端与环境样气入口管相连，另一端与干燥样气出口管相连；
5、样气温湿度监测单元包括参数显示模块、与环境样气入口管相连的第一温湿度传感器，以及与干燥样气出口管相连的第二温湿度传感器；
6、气体干燥管与第一真空泵相连，且气体干燥管与参数显示模块的第一压力传感器相连；气体干燥管靠近干燥样气出口管的侧壁上设置气流调节阀和高效空气过滤器；
7、气压稳定单元包括气压稳定腔及设置在气压稳定腔内的内置进样管，气压稳定腔与干燥样气出口管的连接处设置第一微孔板，内置进样管与气压缓冲单元的连接处设置第二微孔板，气压缓冲单元上设置有与机载颗粒物测量仪器的进口端适配的连接管。
8、上述技术方案中进一步的，第一温湿度传感器、第二温湿度传感器和第一压力传感器均与参数显示模块相连；第一温湿度传感器用以监测环境样气的温度和湿度，第二温湿度传感器用以监测经气体干燥管干燥后的样气的温度和湿度；第一真空泵用以对气体干燥管抽真空使得气体干燥管达到目标真空度，第一压力传感器用以对气体干燥管的真空度进行监测。
9、进一步的，第一真空泵连接在气体干燥管靠近环境样气入口管的一端。
10、进一步的，第二微孔板的孔径小于第一微孔板的孔径。
11、进一步的，第一微孔板的孔径范围为150-200um，第二微孔板的孔径范围为80-150um。
12、进一步的，内置进样管的一端悬置在气压稳定腔中，且内置进样管与气压稳定腔连通，内置进样管的端部与第一微孔板相对间隔设置，内置进样管的端部与第一微孔板的间距范围为5-20cm。
13、进一步的，气压稳定腔靠近气压缓冲单元的侧壁上形成安装通孔，内置进样管的另一端自安装通孔内伸出并与气压缓冲单元相连，内置进样管通过安装通孔与气压稳定腔紧密连接。
14、进一步的，气压稳定腔的侧壁上开设有排气口，排气口与第二真空泵相连。
15、进一步的，气压缓冲单元包括压力缓冲腔及与压力缓冲腔相连的样气分流器，压力缓冲腔内设置第二压力传感器，第二压力传感器与第二真空泵均与控制模块相连，控制模块用以接收第二压力传感器的压力信号，且根据压力信号对第二真空泵的抽气速度进行调节。
16、进一步的，内置进样管的一端自气压稳定腔伸出后与压力缓冲腔的进口端相连，压力缓冲腔的出口端与样气分流器相连，样气分流器包括若干个与压力缓冲腔气体连通的连接管，气压缓冲单元通过连接管与机载颗粒物测量仪器的进口端适配相连。
17、相比现有技术，本申请具有以下有益效果：
18、1、本申请提供一种用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，包括气体干燥单元、样气温湿度监测单元、气压稳定单元和气压缓冲单元，其通过气体干燥管对环境样气进行干燥，通过样气温湿度监测单元对干燥前后的样气的温湿度进行测量、记录；通过第一真空泵对气体干燥管提供真空度，且对真空度进行监测；在气体干燥管上设置气流调节阀和高效空气过滤器，用于调节反吹洁净气体的气流，控制气体干燥管内真空度；干燥后的样气依次经第一微孔板进入气压稳定单元，再经第二微孔板进入气压缓冲单元，保障气压稳定单元中内置进样管进气的平稳、大幅减小样气中颗粒物的损失；将本申请提供的进样系统的气压缓冲单元上的连接管与颗粒物测量仪器进口端相连，不仅能避免由于气压快速、大幅度变化带来的仪器内部气路流量不稳定、粒子传输效率、检测器测量误差等诸多问题，还能避免较高相对湿度的样气或者液态水进入仪器的问题，从而保证进入仪器的样气干燥恒压，延长仪器寿命，降低维护成本；解决外界气压变化对气溶胶测量仪器流量造成的影响，保证测量数据的可靠度。
19、2、本申请提供的进样系统中第一微孔板的孔径大于第二微孔板的孔径，第一微孔板和第二微孔板有不同的型号选择，根据两个微孔板孔径型号的选择，本申请中设置压力稳定腔中的内置进样管与第一微孔板的距离为5-20cm，使进入的气流处于层流状态，保障内置进样管进气的平稳、大幅减小样气中颗粒物的损失。
20、3、本申请提供的进样系统通过气体干燥管气流入口和出口处设置温湿度传感器，并与参数显示模块及其内置的压力传感器进行了集成优化，实现相关参数的实时显示；进一步的，本申请通过在气体干燥管下部设置气流调节阀和高效空气过滤器，用于调节反吹洁净气体的气流，控制管内真空度，结合实时显示的相关参数，实现对样气的无损高效可调控式干燥。
21、4、本申请提供的进样系统实现了飞行过程中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，其特征在于，包括气体干燥单元、样气温湿度监测单元、气压稳定单元和气压缓冲单元；
2.根据权利要求1所述的用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，其特征在于，所述第一温湿度传感器、第二温湿度传感器和第一压力传感器均与所述参数显示模块相连；所述第一温湿度传感器用以监测环境样气的温度和湿度，所述第二温湿度传感器用以监测经所述气体干燥管干燥后的样气的温度和湿度；所述第一真空泵用以对气体干燥管抽真空使得气体干燥管达到目标真空度，所述第一压力传感器用以对气体干燥管的真空度进行监测；
3.根据权利要求1所述的用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，其特征在于，所述第二微孔板的孔径小于所述第一微孔板的孔径；
4.根据权利要求1所述的用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，其特征在于，所述内置进样管的一端悬置在所述气压稳定腔中，且所述内置进样管与所述气压稳定腔连通，所述内置进样管的端部与所述第一微孔板相对间隔设置，所述内置进样管的端部与所述第一微孔板的间距范围为5-20cm。
5.根据权利要求4
6.根据权利要求5所述的用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，其特征在于，所述气压缓冲单元包括压力缓冲腔及与所述压力缓冲腔相连的样气分流器，所述压力缓冲腔内设置第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述第二真空泵均与控制模块相连，所述控制模块用以接收所述第二压力传感器的压力信号，且根据所述压力信号对所述第二真空泵的抽气速度进行调节。
7.根据权利要求6所述的用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，其特征在于，所述内置进样管的一端自所述气压稳定腔伸出后与所述压力缓冲腔的进口端相连，所述压力缓冲腔的出口端与所述样气分流器相连，所述样气分流器包括若干个与所述压力缓冲腔气体连通的连接管，所述气压缓冲单元通过所述连接管与机载颗粒物测量仪器的进口端适配相连。
...【技术特征摘要】
1.一种用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，其特征在于，包括气体干燥单元、样气温湿度监测单元、气压稳定单元和气压缓冲单元；
2.根据权利要求1所述的用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，其特征在于，所述第一温湿度传感器、第二温湿度传感器和第一压力传感器均与所述参数显示模块相连；所述第一温湿度传感器用以监测环境样气的温度和湿度，所述第二温湿度传感器用以监测经所述气体干燥管干燥后的样气的温度和湿度；所述第一真空泵用以对气体干燥管抽真空使得气体干燥管达到目标真空度，所述第一压力传感器用以对气体干燥管的真空度进行监测；
3.根据权利要求1所述的用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，其特征在于，所述第二微孔板的孔径小于所述第一微孔板的孔径；
4.根据权利要求1所述的用于飞机探测的大气颗粒物干燥恒压进样系统，其特征在于，所述内置进样管的一端悬置在所述气压稳定腔中，且所述内置进样管与所述气压稳定腔连通，所述内置进样管的端部与所述第一微孔板相对间隔设置，所述内置进样管的端部与所述第一微孔板的间距范围为5-20c...
【专利技术属性】
技术研发人员：高扬，刘全，李军霞，张骁拓，左懂飞，张荣，谢正帅，
申请(专利权)人：中国气象科学研究院，
类型：新型
国别省市：
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