CN116482309A - 一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备，包括：包括顶板、调节机构和监测机构，顶板的底部固定连接有固定柱，固定柱上滑动安装调节机构；监测机构连接在调节机构上，监测机构用于控制待检测的水体进出并对水体中的甲烷气体进行检测；监测机构的安装筒的位置可通过电动推杆进行调节，以便于对不同位置的甲烷浓度进行监测，且在监测机构的安装筒中，通过设置可升降与转动的带有滤膜的转盘，便于控制液体的运动方向，同时促进气体向上运动，进行甲烷浓度检测工作，以定期更换液体的形式，对甲烷浓度进行监测。达到了便于对定期更换液体进行甲烷浓度监测的目的。此外，本发明还设置了除杂机构，能够对安装筒外部的杂草进行刮除。
Description
技术领域
本发明涉及气体监测技术领域，具体为一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备。
背景技术
冻土层，亦作冻土、冻原或苔原。在自然地理学指的是由于气温低、生长季节短，而无法长出树木的环境；在地质学是指0℃以下，并含有冰的各种岩石和土壤。冻土层处于水的结冰点以下超过千百年甚至数万年的状况，称为永久冻土。地球上多年冻土、季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%，其中，多年冻土面积占陆地面积的25%。由于自热应力和人为破坏，破坏了多年冻土的热平衡，造成地表的凹陷。成为热融沉陷，当凹地有积水时，成为热融湖塘。湿地植物在生长过程中能排放甲烷。甲烷是仅次于二氧化氮的最重要温室气体，对全球变暖产生重要的影响。
目前的用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备，当监测设备逐渐在热融湖塘中向下运动时，设备的外部易附着杂质或杂草，影响进入设备中的液体量，且在对甲烷气体进行监测时，难以对不同位置的甲烷浓度进行监测。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题，提供一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备，包括：顶板、调节机构和监测机构，所述顶板的底部固定连接有固定柱，固定柱上滑动安装调节机构，该调节机构能够沿固定柱上下运动调节其固定位置；所述监测机构连接在调节机构上，监测机构用于控制待检测的水体进出并对水体中的甲烷气体进行检测；监测机构包括第二横向电动推杆、滑座、第二竖向电动推杆、安装筒和密封底板，滑座滑动安装在调节机构的横向滑槽中，并且滑座与第二横向电动推杆的动作端连接，所述第二竖向电动推杆的顶端固定在滑座上，安装筒固定连接在第二竖向电动推杆的底端；在安装筒内部设置有电机箱、第一电动伸缩杆、转盘、第二电动伸缩杆和甲烷检测传感器，电机箱固定在安装筒顶部，电机箱内设置有电机，该电机的输出轴连接第一电动伸缩杆，第一电动伸缩杆的动作端连接转盘，所述转盘滑动安装在安装筒内，第一电动伸缩杆能够驱动转盘沿安装筒上下滑动，并且电机能够通过第一电动伸缩杆带动转盘旋转，转盘底面设置有多个搅拌头，转盘上还设置有纳滤膜；所述第二电动伸缩杆连接在转盘底部，第二电动伸缩杆的动作端连接密封底板，能够驱动密封底板上下运动，实现密封底板与安装筒下端口的开启和闭合；在监测机构上还设置有除杂机构，除杂机构包括转动环，转动环转动套装在安装筒上，转动环的上下两侧设置有卡位环；转动环通过伸缩连接板与所述密封底板连接，在转动环上连接有清理板，在清理板的外壁上设置切割刃，并且在清理板的两侧设置有弧形导向板。
在上述技术方案中，调节机构包括衔接环，衔接环滑动套装在固定柱上，衔接环的外壁上固定连接有支臂，支臂用于安装所述监测机构；在衔接环上沿其径向设置有卡位柱，并且在固定柱上开设有多个卡位孔，通过调节卡位柱与不同的卡位孔相配合，实现衔接环沿固定柱上下位置的调节和定位。
在上述技术方案中，在固定柱的底部固定连接有底座。
在上述技术方案中，顶板的底部还设置有送风机构，所述送风机构包括第一横向电动推杆、滑块、第一竖向电动伸缩杆、送风箱、第一出风管和第二出风管，其中，所述滑块滑动安装在顶板的滑槽中，并且滑块与第一横向电动推杆的动作端连接，所述第一竖向电动伸缩杆的顶部固定连接在滑块上，第一竖向电动伸缩杆的动作端连接所述送风箱，所述第一出风管和第二出风管与送风箱的出风口连接，其中，第一出风管为竖管，用于为监测机构送风；第二出风管为弯管，用于为固定柱的外表面送风。
在上述技术方案中，清理板朝下并向外侧倾斜设置。
在上述技术方案中，由弧形导向板的与清理板相连的一侧向弧形导向板的另一侧，距离安装筒筒壁的间隙是逐渐减小的。
在上述技术方案中，在清理板的底端设置电动切割装置。
本发明具备以下有益效果：
本发明通过设置调节机构，在设备底部对设备进行整体固定，且通过手动调整调节机构，进而能够调节监测机构的初始高度与最低位置。达到了便于控制监测机构的初始位置并加强对设备的固定的目的。
本发明通过设置监测机构，可根据测试地点，通过控制第二横向电动推杆和第二竖向电动推杆的行程来控制安装筒所处位置，便于对不同位置的甲烷浓度进行监测。且在安装筒中，通过设置可升降与转动的带有滤膜的转盘，便于控制液体的运动方向，同时促进气体向上运动，进行甲烷浓度检测工作，以定期更换液体的形式，对甲烷浓度进行监测。达到了便于对定期更换液体进行甲烷浓度监测的目的。
本发明通过设置除杂机构，当安装筒逐渐在热融湖塘中向下运动时，安装筒的外部易附着杂质或杂草，影响进入安装筒的液体量，故通过控制监测机构，可带动外部的除杂机构旋转，进行外部除杂工作。达到了便于对安装筒外部的杂草或杂质进行刮除的目的。
本发明通过设置送风机构，便于对监测机构和固定柱进行送风处理，防止由于二者暴露在设备外部，灰尘积累，导致设备难以调节。达到了便于对暴露在外部的调节位置进行送风，防止灰尘堆积的目的。
附图说明
图1为本发明用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备的状态结构示意图。
图2为本发明用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备的侧面结构示意图。
图3为本发明调节机构结构示意图。
图4为本发明监测机构结构示意图。
图5为本发明图4中A处局部放大示意图。
图6为本发明除杂机构结构示意图。
图7为本发明图6中B处局部放大示意图。
图8为本发明送风机构结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
如图1-图2所示，本发明提供一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备，包括：顶板1、调节机构4、监测机构5、除杂机构6和送风机构8。
所述顶板1的底部固定连接有固定环2，固定环2上同轴固定连接有固定柱3，固定柱3上滑动安装调节机构4，该调节机构4能够沿固定柱3上下运动调节其固定位置。具体的讲，参见图3，调节机构4包括衔接环401，衔接环401滑动套装在固定柱3上，衔接环401的外壁上固定连接有支臂402，支臂402用于安装所述监测机构5；在衔接环401的底部连接有底环403，底环403上沿其径向设置有卡位柱404，并且在固定柱3上开设有多个卡位孔405，通过调节卡位柱404与不同的卡位孔405相配合，来实现衔接环401沿固定柱3高度位置的调节和定位。进一步的，在固定柱3的底部固定连接有底座406。所述调节机构4具有便于调节监测机构5的初始位置并加强对设备的固定的优点。根据监测的高度，可手动拆卸卡位柱404，并选择合适高度，手动移动固定底环403在固定柱3上的位置，再将卡位柱404卡合在固定底环403与卡位孔405的内部，进而定位衔接环401的高度，实现衔接环401带动支臂402升降，进而调节监测机构5的高度。
顶板1的侧部固定连接有衔接板7，衔接板7底部设置有送风机构8。参见图8，所述送风机构8包括第一横向电动推杆801、滑块802、第一竖向电动伸缩杆803、送风箱804、第一出风管805和第二出风管806，其中，所述滑块802滑动安装在衔接板7底面的滑槽中，并且滑块802与第一横向电动推杆801的动作端连接，通过第一横向电动推杆801驱动滑块802横向滑动；所述第一竖向电动伸缩杆803的顶部固定连接在滑块802上，第一竖向电动伸缩杆803的动作端连接所述送风箱804，送风箱804内部设置有风机，能够产生气流；所述第一出风管805和第二出风管806与送风箱804的出风口连接，其中，第一出风管805为竖管，用于为监测机构5送风；第二出风管806为弯管，用于为固定柱3的外表面送风，防止灰尘堆积导致调节机构4难以调节。工作时，通过第一横向电动推杆801与第一竖向电动伸缩杆803，能够调整送风箱804的位置，进而调节第一出风管和第二出风管的出风位置。
所述监测机构5，用于控制待检测的水体进出并对水体中的甲烷气体进行检测；参见图4-图5，监测机构5包括第二横向电动推杆501、滑座502、第二竖向电动推杆503、安装筒504和密封底板511，滑座502滑动安装在调节机构4的支臂402底面的横向滑槽中，并且滑座502与第二横向电动推杆501的动作端连接，通过第二横向电动推杆501能够驱动滑座502横向滑动；所述第二竖向电动推杆503的顶端固定在滑座502上，安装筒504固定连接在第二竖向电动推杆503的底端；安装筒504为底部开口的圆筒结构，在安装筒504内部设置有电机箱505、第一电动伸缩杆506、转盘507、第二电动伸缩杆509和甲烷检测传感器，甲烷检测传感器优选设置在安装筒504顶部，电机箱505固定在安装筒504顶部中心位置，电机箱505内设置有电机，该电机的输出轴连接第一电动伸缩杆506，第一电动伸缩杆506与安装筒504同轴设置，第一电动伸缩杆506的动作端连接转盘507，所述转盘507滑动安装在安装筒504内，第一电动伸缩杆506能够驱动转盘507沿安装筒504上下滑动，并且电机能够通过第一电动伸缩杆506带动转盘507旋转，转盘507底面设置有多个搅拌头508，转盘507旋转时同步带动搅拌头508旋转；转盘与安装筒504内壁之间为滑动密封配合，转盘上还设置有纳滤膜；所述第二电动伸缩杆509连接在转盘507底部，第二电动伸缩杆509的动作端连接密封底板511，能够驱动密封底板511上下运动，实现密封底板511与安装筒504下端口的开启和闭合。使用时，通过调节第二横向电动推杆501和第二竖向电动推杆503将安装筒504调整到指定的监测位置，到达指定位置后，启动安装筒504内的第二电动伸缩杆509，带动密封底板511向下运动，打开安装筒504的下端口，使液体逐渐进入至安装筒504内；然后控制第二电动伸缩杆509收缩，带动密封底板511向上运动，关闭安装筒504的下端口；然后启动电机箱505内的电机，驱动转盘507旋转，转盘507带动其底部的搅拌头508转动，加速待检测的水体中的气体分离，气体透过转盘上的纳滤膜向上运动，进而通过甲烷检测传感器检测气体中甲烷浓度。需要说明的是，安装筒504下端口关闭状态下，密封底板511与安装筒504的下端口之间为滑动间隙配合，因为转盘507转动时会带动密封底板511旋转；密封底板511能够起到很好的阻碍外部水体与已经进入安装筒504内的待检测的水体之间的交换作用；检测结束后，控制第一电动伸缩杆506伸长，驱动转盘507向下运动至安装筒504的下端口位置，将水排出；随后可通过调节第二横向电动推杆501和第二竖向电动推杆503，将安装筒调节至不同的位置，然后重复上述检测动作，对不同位置的水体中的甲烷浓度进行监测。监测结束后，收缩第二竖向电动推杆503，将安装筒504提出水面，然后定期开启所述送风机构8，对监测机构5和固定柱3进行吹风。
所述除杂机构6，用于在湖塘中刮除处于监测机构5外部的杂草或杂质。参见图6-图7，除杂机构6包括转动环602，转动环602可转动地套装在安装筒504上，转动环602的上下两侧设置有卡位环601，来限制转动环602的轴向移动；转动环602通过伸缩连接板603与所述密封底板511连接，密封底板511旋转时会同步带动转动环602旋转，由于伸缩连接板603的长度可以变化，因此转动环602不影响密封底板511的上下运动；在转动环602的环壁上连接有清理板604，清理板604优选为朝下并向外侧倾斜设置，在清理板604的外壁上等间距设置多个凸起的切割刃605，并且在清理板604的两侧设置有弧形导向板609，由弧形导向板609的与清理板604相连的一侧向弧形导向板609的另一侧，距离安装筒504筒壁的间隙是逐渐减小的，这样，当密封底板511带动转动环602旋转时，清理板604随转动环602旋转，清理板604旋转过程中弧形导向板609能够有效撑起周围的杂草，并利用清理板604上的切割刃605对杂草进行切割。进一步的，还可以在清理板604的底端设置电动切割装置，增加杂草的清除效果，电动切割装置可以是由驱动电机606、安装在驱动电机606上的转头607和安装在转头607上的刀具608组成。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。
Claims (7)
1.一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备，其特征在于：包括顶板、调节机构和监测机构，所述顶板的底部固定连接有固定柱，固定柱上滑动安装调节机构，该调节机构能够沿固定柱上下运动调节其固定位置；所述监测机构连接在调节机构上，监测机构用于控制待检测的水体进出并对水体中的甲烷气体进行检测；监测机构包括第二横向电动推杆、滑座、第二竖向电动推杆、安装筒和密封底板，滑座滑动安装在调节机构的横向滑槽中，并且滑座与第二横向电动推杆的动作端连接，所述第二竖向电动推杆的顶端固定在滑座上，安装筒固定连接在第二竖向电动推杆的底端；在安装筒内部设置有电机箱、第一电动伸缩杆、转盘、第二电动伸缩杆和甲烷检测传感器，电机箱固定在安装筒顶部，电机箱内设置有电机，该电机的输出轴连接第一电动伸缩杆，第一电动伸缩杆的动作端连接转盘，所述转盘滑动安装在安装筒内，第一电动伸缩杆能够驱动转盘沿安装筒上下滑动，并且电机能够通过第一电动伸缩杆带动转盘旋转，转盘底面设置有多个搅拌头，转盘上还设置有纳滤膜；所述第二电动伸缩杆连接在转盘底部，第二电动伸缩杆的动作端连接密封底板，能够驱动密封底板上下运动，实现密封底板与安装筒下端口的开启和闭合；在监测机构上还设置有除杂机构，除杂机构包括转动环，转动环转动套装在安装筒上，转动环的上下两侧设置有卡位环；转动环通过伸缩连接板与所述密封底板连接，在转动环上连接有清理板，在清理板的外壁上设置切割刃，并且在清理板的两侧设置有弧形导向板。
2.根据权利要求1所述的一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备，其特征在于：调节机构包括衔接环，衔接环滑动套装在固定柱上，衔接环的外壁上固定连接有支臂，支臂用于安装所述监测机构；在衔接环上沿其径向设置有卡位柱，并且在固定柱上开设有多个卡位孔，通过调节卡位柱与不同的卡位孔相配合，实现衔接环沿固定柱上下位置的调节和定位。
3.根据权利要求1所述的一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备，其特征在于：在固定柱的底部固定连接有底座。
4.根据权利要求1所述的一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备，其特征在于：顶板的底部还设置有送风机构，所述送风机构包括第一横向电动推杆、滑块、第一竖向电动伸缩杆、送风箱、第一出风管和第二出风管，其中，所述滑块滑动安装在顶板的滑槽中，并且滑块与第一横向电动推杆的动作端连接，所述第一竖向电动伸缩杆的顶部固定连接在滑块上，第一竖向电动伸缩杆的动作端连接所述送风箱，所述第一出风管和第二出风管与送风箱的出风口连接，其中，第一出风管为竖管，用于为监测机构送风；第二出风管为弯管，用于为固定柱的外表面送风。
5.根据权利要求1所述的一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备，其特征在于：清理板朝下并向外侧倾斜设置。
6.根据权利要求5所述的一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备，其特征在于：由弧形导向板的与清理板相连的一侧向弧形导向板的另一侧，距离安装筒筒壁的间隙是逐渐减小的。
7.根据权利要求1所述的一种用于冻土区热融湖塘甲烷气体的监测设备，其特征在于：在清理板的底端设置电动切割装置。
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2023
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