CN103792112A - 一种水-气界面温室气体pvc采样箱 - Google Patents
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Abstract
一种水-气界面温室气体PVC采样箱，它涉及一种环境科学领域气体样品的采样设备。本发明是要解决现有水-气界面温室气体采样的设备不能满足不同水深对气体采样的要求并保证采样箱的稳定性，无法满足科研工作者对水-气界面温室气体进行监测的需要的问题。本发明一种水-气界面温室气体PVC采样箱包括箱体、保温层、温度传感器、采气管、三通阀、电池、导线和风扇；它还包括漂浮设备。本发明水-气界面温室气体PVC采样箱可以根据水深以及风力的大小对漂浮设备进行上下调节，改变采样箱浸没在水体中的深度，以适应不同的水深要求，保证在风力较大时的稳定性。本发明可用于水-气界面温室气体的采集。
Description
技术领域
本发明涉及一种环境科学领域气体样品的采样设备。
背景技术
近年来以CH4、CO2和N2O浓度增加为代表的全球变暖问题是全世界关注的主要环境问题之一，据2007年IPCC数据显示，大气CO2浓度已从工业化前的约280ppm增加到了2005年的379ppm，2005年CH4和N2O浓度约为1774ppb和319ppb，大约比工业化前分别升高了两倍和18%，在过去几十年里，N2O近似以每年约0.8ppb的速率线性增加。为此，温室气体的排放已成环境科研工作者非常关注的问题之一，我国湖泊河流众多，海岸线长，海岸线长达18000km，具有众多的河口、岛屿、浅海、滩涂湿地和内陆沼泽湿地：库塘、人工湿地，为此水-气界面的CH4、CO2和N2O交换通量对于大气中温室气体浓度的影响不容忽视。目前对水-气界面温室气体采样的设备比较混乱，各种型号不统一，不能满足不同水深对气体采样的要求并保证采样箱的稳定性，无法满足科研工作者对水-气界面温室气体进行监测的需要。
发明内容
本发明是要解决现有水-气界面温室气体采样的设备不能满足不同水深对气体采样的要求并保证采样箱的稳定性，无法满足科研工作者对水-气界面温室气体进行监测的需要的问题，而提供一种水-气界面温室气体PVC采样箱。
本发明一种水-气界面温室气体PVC采样箱包括箱体、保温层、温度传感器、采气管、三通阀、电池、导线和风扇；
所述的温度传感器包括数字温度计、导线和数字温度计的探头，数字温度计的探头设置在箱体的内侧，数字温度计位于箱体的外部，数字温度计与导线的一个接线端连接，导线的另一个接线端通过箱体上侧盖子上的小孔与数字温度计的探头连接；
所述的采气管的一侧设置三通阀，位于箱体的外部，采气管的另一侧通过箱体上侧盖子上的小孔进入箱体的内侧；
所述的电池位于箱体的外部，所述的风扇设置在箱体的内侧，靠近箱体上侧盖子处，风扇通过导线与位于箱体外部的电池的正极接线端和负极接线端连接；
所述的保温层包覆在整个箱体的外侧；
它还包括漂浮设备；漂浮设备位于包覆保温层的箱体的两侧。
本发明的目的可通过以下方式来实现：将规格为315mm的PVC管截成长度为500mm，在大小对应的PVC管盖子上打小孔，将风扇和数字温度计的探头安装在PVC盖子内侧，将风扇上的导线、数字温度计以及采气管穿过盖子上的小孔。安装好以后将盖子盖在PVC管上，并用玻璃胶将缝隙以及盖子上的小孔进行密封，保证整个采样箱的密封性。用防水胶带将保温材料包裹整个箱体。进行气体样品采集时将漂浮设备（汽车内胎）套在箱体的外侧，并根据水体深度以及当天的风力状况调节漂浮设备的高度，即水浅时可以将下调；风大时为保证采样箱的稳定性可以将漂浮设备上调。气体采集完毕可以将漂浮设备中的气体排出以便于携带。
本发明与现有技术相比有如下优点：
一、本发明的箱体材料由圆柱形PVC管构成，这种材料是建筑行业的普遍材料，材料廉价易得，直径固定，便于计算体积；
二、本发明水-气界面温室气体PVC采样箱采用的PVC管直径为315cm，漂浮设备采用型号为600-13短嘴的汽车内胎，可以正好将PVC管套在内胎中，使用时将漂浮设备用打气筒充气即可使用，非常方便；
三、本发明水-气界面温室气体PVC采样箱可以根据水深以及风力的大小对漂浮设备进行上下调节，改变采样箱浸没在水体中的深度，以适应不同的水深要求，保证在风力较大时的稳定性。
附图说明
图1是具体实施方式一的水-气界面温室气体PVC采样箱结构示意图，图1中的1为箱体，2为漂浮设备，3为保温层，4为数字温度计，5为采气管，6为三通阀，7为电池，8为导线，9为风扇；
图2为试验一中时间与CO2通量关系图；
图3为试验一中时间与CH4通量关系图；
图4为试验一中时间与N2O通量关系图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1，本实施方式一种水-气界面温室气体PVC采样箱包括箱体1、保温层3、温度传感器、采气管5、三通阀6、电池7、导线8和风扇9；
所述的温度传感器包括数字温度计4、导线和数字温度计的探头，数字温度计4的探头设置在箱体1的内侧，数字温度计4位于箱体1的外部，数字温度计4与导线的一个接线端连接，导线的另一个接线端通过箱体1上侧盖子上的小孔与数字温度计4的探头连接；
所述的采气管5的一侧设置三通阀6，位于箱体1的外部，采气管5的另一侧通过箱体1上侧盖子上的小孔进入箱体1的内侧；
所述的电池7位于箱体1的外部，所述的风扇9设置在箱体1的内侧，靠近箱体1上侧盖子处，风扇9通过导线与位于箱体1外部的电池7的正极接线端和负极接线端连接；
所述的保温层3包覆在整个箱体1的外侧；
它还包括漂浮设备2；漂浮设备2位于包覆保温层的箱体1的两侧。
图1是本实施方式的水-气界面温室气体PVC采样箱结构示意图，图1中的1为箱体，2为漂浮设备，3为保温层，4为数字温度计，5为采气管，6为三通阀，7为电池，8为导线，9为风扇。
本实施方式的目的可通过以下方式来实现：将规格为315mm的PVC管截成长度为500mm，在大小对应的PVC管盖子上打小孔，将风扇9和数字温度计4的探头安装在PVC盖子内侧，将风扇9上的导线8、数字温度计4以及采气管5穿过盖子上的小孔。安装好以后将盖子盖在PVC管上，并用玻璃胶将缝隙以及盖子上的小孔进行密封，保证整个采样箱的密封性。用防水胶带将保温材料包裹整个箱体。进行气体样品采集时将漂浮设备2（汽车内胎）套在箱体1的外侧，并根据水体深度以及当天的风力状况调节漂浮设备2的高度，即水浅时可以将下调；风大时为保证采样箱的稳定性可以将漂浮设备2上调。气体采集完毕可以将漂浮设备2中的气体排出以便于携带。
本实施方式的箱体材料由圆柱形PVC管构成，这种材料是建筑行业的普遍材料，材料廉价易得，直径固定，便于计算体积。
本实施方式水-气界面温室气体PVC采样箱采用的PVC管直径为315cm，漂浮设备采用型号为600-13短嘴的汽车内胎，可以正好将PVC管套在内胎中，使用时将漂浮设备用打气筒充气即可使用，非常方便。
本实施方式水-气界面温室气体PVC采样箱可以根据水深以及风力的大小对漂浮设备进行上下调节，改变采样箱浸没在水体中的深度，以适应不同的水深要求，保证在风力较大时的稳定性。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的箱体1的侧壁由直径为315mm的圆柱形PVC管构成。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述的漂浮设备2为型号为600-13短嘴的汽车内胎。其它与具体实施方式一或二相同。
采用下述试验验证本发明的效果：
试验一：利用本发明一种水-气界面温室气体PVC采样箱对水-气界面温室气体进行采样的方法，按以下步骤进行：
一、一种水-气界面温室气体PVC采样箱包括箱体1、保温层3、温度传感器、采气管5、三通阀6、电池7、导线8和风扇9；
所述的温度传感器包括数字温度计4、导线和数字温度计的探头，数字温度计4的探头设置在箱体1的内侧，数字温度计4位于箱体1的外部，数字温度计4与导线的一个接线端连接，导线的另一个接线端通过箱体1上侧盖子上的小孔与数字温度计4的探头连接；
所述的采气管5的一侧设置三通阀6，位于箱体1的外部，采气管5的另一侧通过箱体1上侧盖子上的小孔进入箱体1的内侧；
所述的电池7位于箱体1的外部，所述的风扇9设置在箱体1的内侧，靠近箱体1上侧盖子处，风扇9通过导线与位于箱体1外部的电池7的正极接线端和负极接线端连接；
所述的保温层3包覆在整个箱体1的外侧；
它还包括漂浮设备2；漂浮设备2位于包覆保温层的箱体1的两侧；
所述的箱体1的侧壁由直径为315mm的圆柱形PVC管构成；
所述的漂浮设备2为型号为600-13短嘴的汽车内胎；
二、将水-气界面温室气体PVC采样箱运送至黄河三角洲五号桩养虾塘（38°00′26.16″N,118°58′23.0″E）进行温室气体的采集，分别于2013年6月28日、8月29日、10月28日、12月27日进行四次试验，每次3个重复，实验前将漂浮设备2（型号为600-13短嘴的汽车内胎）套在装配好的箱体外围，然后用打气筒将漂浮设备2充满气，根据养殖塘的水深和风速上下调整设备2的位置，调整好后将采样箱漂浮在养殖塘的水面上，3个重复之间间隔相等，之后将电池与导线连接；每次试验于采样当日的上午8:00开始，每2h进行一次样品的采集，即分别在8:00、10:00、12:00、14:00、16:00进行气体采集，样品采集采用连接有三通阀的50ml注射器，注射器与采气管5一端的三通阀6相连接后抽取气体，为保证采集到的气体为采样箱内的气体，抽取的第一管气体丢弃不用，在60min时间段内每20min采集一次样品，采集到的样品置于250mL的气袋中（大连德霖气体包装有限公司），样品采集后36h内，在实验室用Agilent7890气象色谱仪分析CH4、CO2和N2O气体浓度，在全天采集实验结束后，将电池7、漂浮设备2拆除并排除里面的气体，将采样箱带回。
通过研究发现，黄河三角洲养殖塘具有明显的变化特征（图2、图3和图4所示，图2为本试验中时间与CO2通量关系图；图3为本试验中时间与CH4通量关系图；图4为本 试验中时间与N2O通量关系图。）6月、8月、10月、12月CO2通量平均分别为-3.959mgm-2h-1、-71.140mgm-2h-1、-19.972mgm-2h-1和-62.893mgm-2h-1，平均值为-39.4910mgm-2h-1；CH4通量分别为-0.0028mgm-2h-1、0.0057mgm-2h-1、0.0165mgm-2h-1和-0.0057mgm-2h-1，平均值为0.0034mgm-2h-1；N2O通量分别为0.0028mgm-2h-1、0.0079mgm-2h-1、0.0051mgm-2h-1和0.0017mgm-2h-1，平均值为0.0044mgm-2h-1。养殖塘整体上表现为从大气中吸收CO2，并向大气中排放CH4和N2O。
Claims (3)
1.一种水-气界面温室气体PVC采样箱，水-气界面温室气体PVC采样箱包括箱体（1）、保温层（3）、温度传感器、采气管（5）、三通阀（6）、电池（7）、导线（8）和风扇（9）；
所述的温度传感器包括数字温度计（4）、导线和数字温度计的探头，数字温度计（4）的探头设置在箱体（1）的内侧，数字温度计（4）位于箱体（1）的外部，数字温度计（4）与导线的一个接线端连接，导线的另一个接线端通过箱体（1）上侧盖子上的小孔与数字温度计（4）的探头连接；
所述的采气管（5）的一侧设置三通阀（6），位于箱体（1）的外部，采气管（5）的另一侧通过箱体（1）上侧盖子上的小孔进入箱体（1）的内侧；
所述的电池（7）位于箱体（1）的外部，所述的风扇（9）设置在箱体（1）的内侧，靠近箱体（1）上侧盖子处，风扇（9）通过导线与位于箱体（1）外部的电池（7）的正极接线端和负极接线端连接；
所述的保温层（3）包覆在整个箱体（1）的外侧；
其特征在于它还包括漂浮设备（2）；漂浮设备（2）位于包覆保温层的箱体（1）的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种水-气界面温室气体PVC采样箱，其特征在于所述的箱体（1）的侧壁由直径为315mm的圆柱形PVC管构成。
3.根据权利要求1所述的一种水-气界面温室气体PVC采样箱，其特征在于所述的漂浮设备（2）为型号为600-13短嘴的汽车内胎。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140514 |