具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

正如背景技术所介绍的，现有技术中无法进行全天候获取淡水的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种便携式可用于全天候获得淡水的装置及工作方法。

本发明的一种典型的实施方式中，参考图1所示，一种便携式可用于全天候获得淡水的装置，包括第一罩、用于从水区域取水的取水层，取水层一侧设置有盛水容器，第一罩为透明罩或半透明罩，第一罩1可设置于盛水容器10和取水层的上方。

其中，盛水容器10相对于取水层是活动设置，盛水容器可通过取水层进行有效支撑，也可放置于取水层的下方并浮于水区域的表面。

盛水容器横向截面可为矩形或圆柱型，不做强制限定。

进一步地，取水层包括若干层取水结构，本实施例中，具体包括超轻水层4、多孔隔热层3和光谱选择性层2，超轻水层4、多孔隔热层3和光谱选择性层2从外到内依次设置，取水层在白天取水时，水区域的海水或湖水或其他水依次流经超轻水层4、多孔隔热层3和光谱选择性层2。

用于白天海水淡化时，取水层漂浮在水区域的表面，超亲水层4与水面接触，光谱选择性层在上；用于夜间辐射取水时，取水层倒置且取水层倾斜放置，超亲水层4的侧面面向“大气窗口”，光谱选择性层在下，取水层通过支架固定，盛水容器10位于取水层的下方。

本实施例中，盛水容器10放置于第一罩1下方，盛水容器同第一罩1的内侧面之间间隔距离设置，第一罩1顶部的两侧具有斜面8，以便于收集淡水，在一些示例中，将盛水容器放置于第一罩1顶部的下方，第一罩1的纵向截面可为三角形，第一罩具体可为三棱柱，第一罩1的其中一侧面中空设置，第一罩1中空的侧面与取水层的尺寸相适配，在一些示例中，第一罩1中空侧面的宽度和长度同取水层的宽度和长度是相同的，或者，取水层的宽度和长度略大于第一罩中空侧面的宽度和长度，通过取水层支撑第一罩1。

此外，第一罩为透明柔性玻璃罩，第一罩的透光率≥95％，第一罩材料可为PVC、PP、PE、硅胶薄膜中的一种或多种。

另外，装置还包括支架9，通过支架9可支撑取水层，支架9可具体为支杆，支杆的数量可为一根或多根，支杆的底端可深入至水区域的底面进行固定，支杆的顶端可设于取水层的下方对取水层进行有效支撑，在白天通过支架对取水层、盛水容器和第一罩支撑；在夜间，通过支架可实现取水层反向且倾斜设置。

当然，考虑到水对装置产生的浮力，白天时，也可不设置支架。

当盛水容器放置于取水层上方时，因盛水容器底面积小于取水层的表面积，取水层可对盛水容器进行稳定支撑，无需将盛水容器同取水层固连。

其中，多孔隔热层3由多孔聚合物材料组成，聚合物材料能使隔热层具有高孔隙，低密度，低热导率等特点，以达到隔绝传热的目的。多孔隔热层所用的材料是红外透射材料，红外透过率为80％以上，目的是能透过红外辐射进行辐射制冷，以降低待冷却体的温度。

需要解释地是，红外透射材料指的是在空气中8-13μm波段内具有高透过率的材料。

进一步地，多孔隔热层3的材料是半导体材料和\或有机材料，本实施例中，多孔隔热层的材料是硫化锌ZnS，氟化钡BaF₂、聚乙烯PE、苯乙胺PEA、聚氯乙烯PVC等半导体材料、有机材料的一种或多种，其颗粒半径为25-100nm，涂层厚度为2.5-5mm，体积分数为0.01-0.1。

可以理解地是，超亲水层4具有设定的厚度，超亲水层的厚度小于多孔隔热层的厚度，多孔隔热层的厚度大于光谱选择性层的厚度，且一些示例中，超轻水层4、多孔隔热层3和光谱选择性层2通过螺栓或粘结剂实现连接。

进一步地，超亲水层4的材料为透明或半透明的亲水材料，具体由聚丙烯醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等亲水材料中的一种或多种，亲水材料对水有较大的亲和能力，可以吸引水分子，水在亲水性材料表面可以铺展开，且能通过毛细管作用自动将水吸入亲水材料内部，并通过多孔隔热层3的通孔实现流动。

进一步地，光谱选择性层2包括基体，基体的材料选择透明或半透明材料，具体可选择热塑性聚酯PET、聚二甲基硅氧烷PDMS、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚碳酸酯PC等有机材料的一种或多种，基体内掺入能够吸收太阳辐射的颗粒和能够吸收近红外光的颗粒或中红外光的颗粒，光谱选择性层对太阳辐射吸收率≥90％，对红外光发射率≥90％。

其中，能够吸收太阳辐射的颗粒选择太阳辐射吸收率高的材料5，太阳辐射吸收率高的材料5为Au、Ag、Cu等离子金属纳米棒，碳纳米管(CNT)等碳及其复合物颗粒。

另外，能够吸收近红外光或中红外光的颗粒选择近红外区发射率高的颗粒6，一些示例中，近红外区发射率高的颗粒6是(导电玻璃)I TO等聚合物球，其颗粒粒径为8-10微米。

进一步地，聚合物球的材料为热塑性聚酯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和导电玻璃中的一种或多种。

利用红外辐射制冷可以达到晚上取水的目的，通过使用中红外区间发射率高的材料向外太空辐射换热降低材料表面温度，当空气中的水蒸气与低于露点温度的平面接触时便遇冷凝结，从而获得淡水；

具体地，中红外区吸收率高的材料是PET，PDMS，PMMA，PC等有机材料的一种或多种。

为实现全天候获得淡水，同时削弱天气因素的影响，考虑将太阳能蒸馏取水与红外辐射冷却取水相结合，即：白天通过太阳辐射蒸馏海水等获得淡水，晚上利用辐射制冷从空气中取得淡水。本实施例提供的装置能够在白天实现太阳辐射的良好吸收，而在夜晚材料较高的红外发射率可以实现辐射冷却降低表面温度，仅通过正反面的翻想转就能实现全天候被动式取水。同时考虑到多孔结构轻质，隔热好的特点，将多孔材料应用在本发明中以减轻装置整体质量，达到便于携带的目的。该装置不仅可以实现日常取水，还能作为野外生存的应急装备。

一种便携式全天候被动式野外取水装置的使用方法：

用于白天取获取淡水时，包括如下内容：

取水层漂浮在海水或湖水表面，光谱选择性层2所在面朝上以吸收太阳热，超亲水层4与水面接触通过毛细力将海水或湖水7抽到光谱选择性层2中加热变成蒸汽，然后蒸汽在第一罩内侧面冷却形成水，在重力作用下滑落进而被盛水容器收集；

用于夜间辐射取水时，包括如下内容：

将第一罩取下；

取水层漂浮在海水或湖水表面，且取水层通过支架12支撑倾斜设置，盛水容器设于取水层的下方，并被固定，光谱选择性层2所在面在下；

通过多孔隔热层3和超亲水层4向外进行辐射换热，降低表面温度，水在光谱选择性层2下表面冷凝，最后水滑落被收集；同时多孔隔热层3阻挡外界的寄生热增益使得光谱选择性层2能达到更低的温度，效果更好。

当然，湖水也可以是江水，或者小溪流等，整个装置应用于静水，例如，针对海水或流动的湖水，可取海水或湖水等放置于较大容器中，在较大容器中放置本实施例中的装置，避免水流动对盛水容器造成移动影响。

而且，通过将海水蒸发，由于溶解在海水中的盐类不会与蒸汽一起排出，从而获取淡水。

其中，需要解释地是，蒸发无论在什么温度都可以，液体中总有一些速度很大的分子能够飞出液面而成为汽分子，因此液体在任何温度下都能蒸发。如果液体的温度升高，分子的平均动能增大，从液面飞出去的分子数量就会增多，所以液体的温度越高，蒸发得就越快。

白天的时候，当第一罩内的水汽含量达到环境温度下的饱和值的时候，多的水就会从空气中析出，在第一罩上凝结。

晚上的时候，通过辐射冷却，降低下表面温度，达到露点温度以下，空气中的水蒸气会凝结成水。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。