CN104111183A - 一种便携式水陆两用温室气体采集设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种便携式水陆两用温室气体采集设备，包括箱体和漂浮装置，箱体为底部开口的中空圆柱状结构，由内壁、嵌套在所述内壁外的外壁及填充在内、外壁之间的一体成型隔热材料组成，内壁的底部向下延伸且超出于外壁的底部；漂浮装置为可拆卸的装置，为采集设备提供漂浮在水面上的承托力及使箱体保持平衡；本采集设备可用于采集水-气界面以及土-气界面的温室气体；箱体所用材质表面光滑可反光，填充材料隔热效果良好、能有效阻隔太阳辐射、使箱体内气体温度在短时间内保持稳定，箱体所用材质化学性质稳定，耐腐蚀，不会与箱内温室气体发生反应而影响实验结果，箱体的密闭性好，不易损坏，箱体重量较轻，便于携带、装运，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及试验仪器设备技术领域，具体涉及一种便携式水陆两用温室气体采集设备。
背景技术
当前全球碳循环的过程、机理及其资源环境效应已经成为全球变化研究的核心问题之一，全球大气CO2收支不平衡是一个最重要的挑战，即存在一个1.8～3.4Pg C/y的“遗漏汇”。几十年来，寻找“遗漏汇”，平衡大气CO2的收支成为一个重要的科学问题。陆地及其表面的水体是这一“遗漏汇”的可能组成部分，但仍存在较大争议，对其进行直接观测有利于相关研究工作的向前推进。静态箱法是其中一种较为便捷有效的观测方法，但现有设备多为各研究单位自行设计，无统一标准，市场上无成熟产品出售，存在箱体易腐蚀、易损毁、重量大、不便携带，隔热措施不到位等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种便携式水陆两用温室气体采集设备，具有水陆两用温室气体采集的功能，保证箱体内气体温度在短时间内保持稳定，实验效果好，且携带方便，设备耐腐蚀不易损坏。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种便携式水陆两用温室气体采集设备，包括箱体和漂浮装置；
所述箱体为底部开口的中空圆柱状结构，由内壁和嵌套在所述内壁外周的外壁组成，所述内壁和外壁形成双层形倒扣桶状，所述内壁和外壁之间为空心且密封的隔热层，所述内壁的底部向下延伸且超出于所述外壁的底部，所述箱体顶部设有连通所述箱体内部和外界环境的导管，所述导管顶端与外界环境的连通处设有用于密封所述导管的可拆卸的软胶塞，所述软胶塞上设有通孔；
所述箱体内设有用于固定测量仪器的挂钩和用于放置检测装置的托盘，所述挂钩设置在所述箱体内部的中上部，其一端与所述内壁连接固定，另一端向所述箱体内延伸；所述托盘与所述箱体的内壁固定连接并设置在所述箱体内部的中下部；
所述漂浮装置为方体结构，其中部具有镂空部分，所述镂空部分的直径大小与所述外壁的直径大小相匹配，所述漂浮装置可拆卸的卡合在所述箱体外壁的底部外周，并为所述箱体漂浮在水面时提供承托力及使箱体保持平衡。
本采集设备采用外壁和下端凸出的内壁的箱体结构，通过漂浮装置将箱体支撑在水面一定高度上。
本发明的有益效果是：具有水陆两用温室气体采集的功能，能使箱体内气体温度在短时间内保持稳定，操作简单、实验效果好；箱体重量较轻，便于携带；设有导管能引导软管在箱体内既定位置进行抽气，防止软管进入箱体后发生弯曲而不能知晓抽气的具体部位；漂浮装置除起到支撑箱体浮于水面的功能外，还具备平衡的作用，可使箱体在一定风浪情况下不至发生颠覆。箱体与漂浮装置相互独立，易于装运，易于组装，使用方便。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述导管包括采气管导管和平衡管导管，所述采气管导管穿过所述箱体顶部并延伸至所述箱体的中部，所述平衡管导管穿过所述箱体顶部并延伸至所述箱体的上部，所述采气管导管和所述平衡管导管内均设有软管，所述软管从所述软胶塞的通孔内插入至箱体内部。
采用上述进一步方案的有益效果是：导管引导软管在箱体内既定位置进行抽气，防止软管进入箱体后发生弯曲而不能知晓抽气的具体部位；采集导管将采气的软管引导至箱体的中部，其长度大于箱体顶部的平衡管导管，二者拉开距离使得从采气导管抽气时由平衡管导管补充进入箱内的箱外大气对所采气体的影响降到最低。
进一步，所述采气管导管和所述平衡管导管处于箱体内的那部分的管壁上均设有多个镂空的圆形小孔。
采用上述进一步方案的有益效果是：减小导管设置对箱内空气混匀的影响，以确保进入采气管的为箱内混合均匀的气体。
进一步，还包括风扇和导线管，所述导线管向下穿过所述箱体顶部伸入到所述箱体的内部，所述导线管与外界环境的连通处通过密封的软胶塞塞堵，所述导线管的下端外接有风扇支架，所述风扇用螺栓紧固在所述风扇支架上；所述风扇支架的材质具体可采用304不锈钢材质。
采用上述进一步方案的有益效果是：使得箱体内的上下层的气体得以对流，混合均匀。
进一步，还包括电池仓和包裹在所述电池仓外部的电池仓底托，所述电池仓通过所述电池仓底托设置在所述箱体顶部的外表面上，所述电池仓与导线的一端连接，所述导线的另一端穿入所述导线管上的软胶塞并与所述风扇连接；所述电池仓底托上具有盖子，具有防水的作用，所述电池仓内用于放置电池，为风扇提供电力。
采用上述进一步方案的有益效果是：可为风扇提供电力，设置在箱体的顶盖上且具有一定高度，可防止降水时电池仓进水。
进一步，所述隔热层内填充有保温材料；所述的内壁和外壁的材质为耐腐蚀的金属材质；所述保温材料具体可采用聚氨酯(全称为聚氨基甲酸酯)，所述耐腐蚀的金属材质具体可采用304不锈钢材质。
采用上述进一步方案的有益效果是：箱体所用材质表面光滑可反光，填充材料隔热效果良好、能有效阻隔太阳辐射、使箱体内气体温度在短时间内保持稳定，且箱体耐腐蚀，不会与箱内温室气体发生反应而影响实验结果；箱体材质强度高，加之隔热材料亦具备粘合功效，使箱体整体结构的稳定性得到保障，密闭性好，不易损坏。
进一步，所述托盘具有托盘底板、支撑环和支撑金属条，所述托盘底板的大小形状与所述支撑环的大小形状相匹配，所述支撑环叠置于所述托盘底板的上方，所述支撑金属条向箱体底部开口的方向倾斜，其一端连接于所述支撑环，所述支撑金属条的另一端连接于所述内壁上；所述托盘的材质可采用304不锈钢材质。
进一步，所述漂浮装置的方体结构为可拆离的方体结构，方体结构可拆离为多块，可进行拆分和组合，漂浮装置的内部材质为泡沫材质，其表面套有可拆卸的纤维材料，所述纤维材料将所述漂浮装置的方体结构套合成整体；当采集装置用于测定水-气界面的气体时，需将漂浮装置卡合在箱体的底部，将箱体支撑在水面一定高度上；当采集装置用于测定土-气界面的气体时，则需拆离所述漂浮装置，从而使该采集装置具有水陆两用的功能。所述防水纤维材料具体可采用涤纶材质。
采用上述进一步方案的有益效果是：可增加漂浮装置的耐磨性，延长其使用寿命，且漂浮装置设置为可拆分、组合的形式，便于携带。
进一步，所述外壁的外侧面上至少设有一个阻挡装置，且所述阻挡装置距离外壁底端的高度与卡合在所述箱体外的所述漂浮装置的高度相等；所述阻挡装置通过限制所述漂浮装置上移而将所述箱体支撑稳定在水面上。
进一步，还包括把手，所述把手固定在所述箱体顶部的外壁上。所述把手可采用耐腐蚀的金属材质，具体可采用304不锈钢材质。
采用上述进一步方案的有益效果是：把手用于提放箱体，使箱体便于搬运和使用。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图2为本发明的立体图；
图3为本发明托盘的俯视图；
图4为本发明的实施例中漂浮装置的俯视图；
图5为图4正视的剖视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、外壁，2、内壁，3、挂钩，4、托盘，5、采气管导管，6、平衡管导管，7、导线管，8、风扇支架，9、电池仓，10、电池仓底托，11、隔热层，12、阻挡装置，13、把手，14、漂浮装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1，图2所示，一种便携式水陆两用温室气体采集设备，包括箱体和漂浮装置14；
所述箱体为底部开口的中空圆柱状结构，由内壁2和嵌套在所述内壁2外周的外壁1组成，所述内壁和外壁形成双层形倒扣桶状，所述内壁2和外壁1之间为空心且密封的隔热层11，所述内壁2的底部向下延伸且超出于所述外壁1的底部，所述箱体顶部设有连通所述箱体内部和外界环境的导管，所述导管顶端与外界环境的连通处设有用于密封所述导管的可拆卸的软胶塞，所述软胶塞上设有通孔；
如图3所示，所述箱体内设有用于固定测量仪器的挂钩3和用于放置检测装置的托盘4，所述挂钩3设置在所述箱体内部的中上部，其一端与所述内壁2连接固定，另一端向所述箱体内延伸，所述托盘4与所述箱体的内壁固定连接并设置在所述箱体内部的中下部；
如图4，图5所示，所述漂浮装置14为方体结构，其中部具有镂空部分，所述镂空部分的直径大小与所述外壁1的直径大小相匹配，所述漂浮装置14可拆卸的卡合在所述箱体外壁的底部外周，并为所述箱体漂浮在水面时提供承托力及使箱体保持平衡。
本采集设备采用外壁和凸出的内壁的箱体结构，通过漂浮装置将箱体支撑在水面一定高度上。
优选，所述气管包括采气管导管5和平衡管导管6，所述采气管导管5穿过所述箱体顶部并延伸至所述箱体的中部，所述平衡管导管6穿过所述箱体顶部并延伸至所述箱体的上部，所述采气管导管5和所述平衡管导管6内均设有软管，所述软管从所述软胶塞的通孔内插入至箱体内部。
所述采气管导管5和所述平衡管导管6处于箱体内的那部分的管壁上均设有多个镂空的圆形小孔，减小导管设置对箱内空气混匀的影响，以确保进入采气管的为箱内混合均匀的气体。
还包括风扇和导线管7，所述导线管7向下穿过所述箱体顶部伸入到所述箱体的内部，所述导线管与外界环境的连通处通过密封的软胶塞塞堵，所述导线管7的下端外接有风扇支架8，所述风扇用螺栓紧固在所述风扇支架8上；所述风扇支架的材质具体可采用304不锈钢材质。
还包括电池仓9和包裹在所述电池仓9外部的电池仓底托10，所述电池仓9通过所述电池仓底托10设置在所述箱体顶部的外表面上，所述电池仓9与导线的一端连接，所述导线的另一端穿入所述导线管7上的软胶塞并与所述风扇连接；所述电池仓底托上设有盖子，具有防水的作用，所述电池仓内用于放置电池，为风扇提供电力。
所述隔热层11内填充有保温材料，所述的内壁2和外壁1的材质为耐腐蚀的金属材质；所述保温材料具体可采用聚氨酯(全称为聚氨基甲酸酯)，所述耐腐蚀的金属材质具体可采用304不锈钢材质。
所述托盘4具有托盘底板、支撑环和支撑金属条，所述托盘底板的大小形状与所述支撑环的大小形状相匹配，所述支撑环叠置于所述托盘底板的上方，所述支撑金属条向箱体底部开口的方向倾斜，其一端连接于所述支撑环，所述支撑金属条的另一端连接于所述内壁2上；所述托盘的材质可采用304不锈钢材质。
所述漂浮装置14的方体结构为可拆离的方体结构，方体结构可拆离为多块，可进行拆分和组合，所述漂浮装置14的内部材质为泡沫材质，其表面套有可拆卸的纤维材料，所述纤维材料将所述漂浮装置14的方体结构套合成整体；当采集装置用于测定水-气界面的气体时，需将漂浮装置卡合在箱体的底部，将箱体支撑在水面一定高度上；当采集装置用于测定土-气界面的气体时，则需拆离所述漂浮装置，从而使该采集装置具有水陆两用的功能。所述防水纤维材料具体可采用涤纶材质。
所述外壁1的外侧面上至少设有一个阻挡装置12，且所述阻挡装置12距离外壁1底部的高度与卡合在所述箱体外的所述漂浮装置14的高度相等；所述阻挡装置通过限制所述漂浮装置上移而将所述箱体支撑稳定在水面上；所述阻挡装置具体可采用金属片，金属片的一端固定在所述外壁的外侧面上，另一端向外横向延伸凸出。
还包括把手13，所述把手13固定在所述箱体顶部的外壁上，便于提放箱体。所述把手13可采用耐腐蚀的金属材质，具体可采用304不锈钢材质。
当采集装置用于采集水-气界面的气体时，先将漂浮装置放入水中并用绳索固定，拔掉箱体顶部采气管导管和平衡管导管上端的软胶塞，以保证箱体下放过程中内部气流与外部大气保持连通，防止没水过程中由于箱体密闭而导致内部气压升高。后将箱体缓缓放入漂浮装置的镂空部分直至箱体阻挡装置与漂浮装置的顶部完全贴合，再将软胶塞重新塞回，用夹子夹住采气管导管和平衡管导管的软管，开启风扇，静置一定时间后即可抽气。
用碱溶液吸收法测定二氧化碳含量时可将盛有碱溶液的容器置于托盘上，一段时间后取出滴定即可。
当采集装置用于测定土-气界面的气体时，不需漂浮装置，可将其拆除，仅需按照内壁直径挖掘相应沟槽将内壁凸出部分埋入其中即可，在陆地实验操作部分与在水中实验操作部分相同，从而具有水陆两用的功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。
Claims (10)
1.一种便携式水陆两用温室气体采集设备，其特征在于，包括箱体和漂浮装置(14)；
所述箱体为底部开口的中空圆柱状结构，由内壁(2)和嵌套在所述内壁(2)外周的外壁(1)组成，所述内壁(2)和外壁(1)之间为空心且密封的隔热层(11)，所述内壁(2)的底部向下延伸且超出于所述外壁(1)的底部，所述箱体顶部设有连通所述箱体内部和外界环境的导管，所述导管顶端与外界环境的连通处设有用于密封所述导管的可拆卸的软胶塞，所述软胶塞上设有通孔；
所述箱体内设有用于固定测量仪器的挂钩(3)和用于放置检测装置的托盘(4)，所述挂钩(3)设置在所述箱体内部的中上部，其一端与所述内壁(2)连接固定，另一端向所述箱体内延伸；所述托盘(4)与所述箱体的内壁固定连接并设置在所述箱体内部的中下部；
所述漂浮装置(14)为方体结构，其中部具有镂空部分，所述镂空部分的直径大小与所述外壁(1)的直径大小相匹配，所述漂浮装置(14)可拆卸的卡合在所述箱体外壁的底部外周，并为所述箱体漂浮在水面时提供承托力及使箱体保持平衡。
2.根据权利要求1所述的一种便携式水陆两用温室气体采集设备，其特征在于，所述导管包括采气管导管(5)和平衡管导管(6)，所述采气管导管(5)穿过所述箱体顶部并延伸至所述箱体的中部，所述平衡管导管(6)穿过所述箱体顶部并延伸至所述箱体的上部，所述采气管导管(5)和所述平衡管导管(6)内均设有软管，所述软管从所述软胶塞的通孔内插入至箱体内部。
3.根据权利要求2所述的一种便携式水陆两用温室气体采集设备，其特征在于，所述采气管导管(5)和所述平衡管导管(6)处于箱体内的那部分的管壁上均设有多个镂空的圆形小孔。
4.根据权利要求1所述的一种便携式水陆两用温室气体采集设备，其特征在于，还包括风扇和导线管(7)，所述导线管(7)向下穿过所述箱体顶部伸入到所述箱体的内部，所述导线管(7)与外界环境的连通处通过密封的软胶塞塞堵，所述导线管(7)的下端外接有风扇支架(8)，所述风扇用螺栓紧固在所述风扇支架(8)上。
5.根据权利要求4所述的一种便携式水陆两用温室气体采集设备，其特征在于，还包括电池仓(9)和包裹在所述电池仓(9)外部的电池仓底托(10)，所述电池仓(9)通过所述电池仓底托(10)设置在所述箱体顶部的外表面上，所述电池仓(9)与导线的一端连接，所述导线的另一端穿入所述导线管(7)上的软胶塞并与所述风扇连接。
6.根据权利要求1所述的一种便携式水陆两用温室气体采集设备，其特征在于，所述隔热层(11)内填充有保温材料，所述的内壁(2)和外壁(1)的材质为耐腐蚀的金属材质。
7.根据权利要求1所述的一种便携式水陆两用温室气体采集设备，其特征在于，所述托盘(4)具有托盘底板、支撑环和支撑金属条，所述托盘底板的大小形状与所述支撑环的大小形状相匹配，所述支撑环叠置于所述托盘底板的上方，所述支撑金属条向箱体底部开口的方向倾斜，其一端连接于所述支撑环，所述支撑金属条的另一端连接于所述内壁(2)上。
8.根据权利要求1所述的一种便携式水陆两用温室气体采集设备，其特征在于，所述漂浮装置(14)的方体结构为可拆离的方体结构，漂浮装置(14)的内部材质为泡沫材质，其表面套有可拆卸的纤维材料，所述纤维材料将所述漂浮装置(14)套合成整体。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一种便携式水陆两用温室气体采集设备，其特征在于，所述外壁(1)的外侧面上至少设有一个阻挡装置(12)，且所述阻挡装置(12)距离外壁(1)底部的高度与卡合在所述箱体外的所述漂浮装置(14)的高度相等。
10.根据权利要求1至8任一项所述的一种便携式水陆两用温室气体采集设备，其特征在于，还包括把手(13)，所述把手(13)固定于所述箱体顶部的外壁上。
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