CN116298089A - 一种自动采样的漂浮式水-气温室气体通量箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动采样的漂浮式水‑气温室气体通量箱，包括用于采集水‑气界面温室气体的浮动室、漂浮板、预平衡器、不锈钢管线、微型真空泵、定时器以及电磁阀。漂浮板漂浮于水面上，浮动板上设置有浮动室与预平衡器，预平衡器内的气体通过特氟龙软管向浮动室内补给，以维持浮动室内气压稳定。不锈钢管线贯穿预平衡器并将大气与水下连接。浮动室的顶部通过特氟龙软管与微型真空泵的采样抽气口连通，微型真空泵的出口处的特氟龙软管上设置有若干个支管，若干个支管上均设置有电磁阀，其中一个支路与大气连通，其余支路均与气袋连接；定时器分别与微型真空泵、电磁阀信号连接，通过定时器控制微型真空泵及电磁阀的运行时间，实现采样自动化。
Description
技术领域
本发明属于环境监测技术领域，特别涉及一种自动采样的漂浮式水-气温室气体通量箱。
背景技术
温室气体浓度的不断上升，将导致其在大气时空分布新特征。海洋、湖泊、河口等是全球温室气体一个重要的来源，已有研究表明海洋对大气N2O的贡献大约占总量的20％，全球CH4排放的41％或53％可归因于湿地及水生生态系统。因此，温室气体水-气通量观测可为水-气通量温室气体的估算提供科学的方法。
目前，现有水-气通量采样装置可对水-气界面温室气体进行自动化采集及测定，但在采样时存在难以维持浮动室内气压恒定，则可能使其内温室气体含量发生变化，以及在野外观测时可能存在电力不足的情况。同时现有技术还可能存在装置体积较大或结构松散，稍遇风浪则难以维持平衡等缺点，不利于野外采样的开展。
发明内容
为解决现有采集装置在采样中的缺点，如：采样箱体内部气压易变，则致箱体内温室气体含量发生变化；或采样装置体积较大，结构松散，稍遇风浪则难以维持平衡，不利于开展野外采样；或缺乏合理集气方式，致采样精度差，本发明提供一种自动采样的漂浮式水-气温室气体通量箱，其在提高采样效率的同时，保证了采样精度，进而可为水-气通量实验提供科学的方法。
一种自动采样的漂浮式水-气温室气体通量箱，其特征在于：包括用于采集水-气界面温室气体的浮动室、漂浮板、预平衡器、不锈钢管线、微型真空泵、定时器以及电磁阀。所述漂浮板漂浮于水面上，所述浮动板上设置有所述浮动室与所述预平衡器，所述预平衡器内的气体通过特氟龙软管向浮动室内补给，以维持浮动室内气压稳定。所述不锈钢管线贯穿所述预平衡器并将大气与水下连接。所述浮动室的顶部通过特氟龙软管与所述微型真空泵的采样抽气口连通。所述微型真空泵的出口处的特氟龙软管上设置有若干个支管，若干个支管上均设置有电磁阀，其中一个支路与大气连通，其余支路均与气袋连接。所述定时器分别与所述微型真空泵、所述电磁阀信号连接，通过所述定时器控制所述微型真空泵以及电磁阀的运行时间，实现自动化。
进一步，所述预平衡器设置有两个，分别设置在所述浮动室的两侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明通过在浮动室两侧设置预平衡器，可以保证采样过程中浮动室内温室气体含量不变，且可实现自动化采样，操作更为简单方便，运行成本低，可适用于海湾、湖泊、河流等水-气界面的温室气体采集。
2、本发明在原有技术基础上进行改造，更新了水-气界面采样装置，且在采集过程中可维持浮动室内气压恒定以保证其内温室气体含量不变，进而提高采样精度。同时实现自动化采样，以降低人为影响因素。在确保浮动室内气压恒定的前提下每一采样气袋的采样时间、体积相同。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明电磁阀13为ON，9-12为OFF状态下，管路冲洗示意图。
图3是本发明电磁阀9-12依次为ON，13为OFF状态下，样品采集示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。
参考图1、图2和图3，本发明的一种自动采样的漂浮式水-气温室气体通量箱，包括用于采集水-气界面温室气体排放的浮动室1，预平衡器2，特氟龙软管3、5、8，不锈钢管线4，微型真空泵6、定时器7，电磁阀9-13以及漂浮板15。所述漂浮板漂浮于水面上，所述浮动板15上设置有所述浮动室1与所述预平衡器2，所述预平衡器2内的气体通过特氟龙软管3向浮动室内补给，以维持浮动室内气压稳定；所述不锈钢管线4贯穿所述预平衡器2并将大气与预平衡器2的液面下相连接；所述浮动室1的顶部通过特氟龙软管5与所述微型真空泵6的采样抽气口连通，所述微型真空泵6的出口处特氟龙软管8上设置有若干个支管，若干个支管上均设置有电磁阀9-13，其中一个支路与大气连通，其余支路均与气袋14连接；所述定时器7分别与所述微型真空泵6、所述电磁阀9-13信号连接，通过所述定时器7控制所述微型真空泵6以及电磁阀9-13的运行时间，实现自动化。
在一种实施例中，所述预平衡器2设置有两个，分别对称设置在所述浮动室1的两侧。
本发明在采样过程中，先进行采样装置管路的冲洗(如图3所示)。定时器7控制电磁阀13及微型真空泵6开启后，浮动室1内气体被抽取，同时预平衡器2内气体通过特氟龙软管3补给进浮动室1，预平衡器2内通过气压差使外界大气通过不锈钢管线4进入水下。待管路冲洗5s后微型真空泵6和电磁阀13自动关上。管路冲洗完毕后进行样品自动采集(如图3所示)。定时器7控制电磁阀9-12每隔10分钟依次开启并启动微型真空泵6抽取浮动室内气体，将其存入已连接好的气袋14中。在整个采样过程中，定时器7、微型真空泵6、电磁阀9-13、预平衡器2运行状态良好。
本发明在原有技术基础上进行改造，更新了水-气界面采样装置，且在采集过程中可维持浮动室内气压恒定以保证其内温室气体含量不变，进而提高采样精度。同时实现自动化采样，以降低人为影响因素，在确保浮动室内气压恒定的前提下每一采样气袋的采样时间、体积相同。本发明运行成本低，操作简单，自动化，可适用于海湾、湖泊、河流等水-气界面温室气体的采集。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (2)
1.一种自动采样的漂浮式水-气温室气体通量箱，其特征在于，包括用于采集水-气界面温室气体的浮动室、漂浮板、预平衡器、不锈钢管线、微型真空泵、定时器以及电磁阀；所述漂浮板漂浮于水面上，所述浮动板上设置有所述浮动室与所述预平衡器，所述预平衡器内的气体通过特氟龙软管向浮动室内补给，以维持浮动室内气压稳定；所述不锈钢管线贯穿所述预平衡器并将大气与水下连接；所述浮动室的顶部通过特氟龙软管与所述微型真空泵的采样抽气口连通，所述微型真空泵的出口处的特氟龙软管上设置有若干个支管，若干个支管上均设置有电磁阀，其中一个支路与大气连通，其余支路均与气袋连接；所述定时器分别与所述微型真空泵、所述电磁阀信号连接，通过所述定时器控制所述微型真空泵以及电磁阀的运行时间，实现自动化。
2.如权利要求1所述的一种自动采样的漂浮式水-气温室气体通量箱，其特征在于，所述预平衡器设置有两个，分别设置在所述浮动室的两侧。
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| CN116990089A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-11-03 | 珠海深圳清华大学研究院创新中心 | 一种污水温室气体直接排放的监测装置及方法 |
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2022
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| CN116990089B (zh) * | 2023-07-31 | 2024-03-12 | 珠海深圳清华大学研究院创新中心 | 一种污水温室气体直接排放的监测装置及方法 |
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