CN202757658U

CN202757658U - 一种水体释放气体体积的自动测量装置

Info

Publication number: CN202757658U
Application number: CN 201220403302
Authority: CN
Inventors: 张志勇; 高岩; 严少华; 刘新红; 涂远璐; 刘海琴; 郭俊尧
Original assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2012-08-15
Filing date: 2012-08-15
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2022-08-15

Abstract

本实用新型公开了一种水体释放气体体积的自动测量装置，可准确有效地测定单位时间内由水体向大气界面所释放的气体体积，通过集气瓶重量的变化获得单位面积水体释放气体的扩散通量，解决了传统测量需要较多人力的问题。一种水体释放气体体积的自动测量装置，包括支架、集气罩、集气瓶，所述支架底端安装有浮球，所述集气罩开口朝下，集气罩的顶端通过进气管与集气瓶的瓶口相连，所述进气管上设置着阀门，集气瓶上还连接有排水管，集气瓶瓶口密封，其特征在于：还包括称重传感器和微型控制器，所述称重传感器一端挂在支架上，所述集气瓶悬挂在称重传感器的另一端上，所述称重传感器与微型控制器相连接。

Description

一种水体释放气体体积的自动测量装置

技术领域

本实用新型属于环境技术领域，尤其是涉及一种对水体释放出的气体体积进行自动测量和计算的装置。

背景技术

富营养化水体普遍被认为是重要的温室气体释放源，如：CO₂、CH₄、N₂O。在当前水体富营养化程度不断上升，以及全球增温的环境背景下，人们对水体中温室气体的释放强度变化越来越关注。另外，富营养化水体发生的硝化-反硝化反应是水体脱氮的重要途径之一，硝化-反硝化反应的中间气态产物N₂O及最终气态产物N₂的释放也受到较多的关注。然而，长期以来，一直缺乏一种有效的水体释放气体体积自动测量方法，使得这方面的研究进展相对缓慢。

目前，对水体释放气体体积采用的测量方法主要是静态箱法，它直接用密封的倒置箱体进行采样，测量时需要将底座固定于采样点的底泥中，实施起来十分不便，且这种方法的采样器在测量过程中没有与外界连通，所以必然出现负压现象，造成气体的加速挥发，从而使得采样结果不够准确。还有另外一种针对水体、土壤表面挥发性气体的采集装置，它是一种动态箱法，测量时将箱体固定（无盖倒置），用装有氮气的贮气瓶输入气体到动态采集箱，以氮气为流动载体，达到动态平衡后，即当箱内原存气体被载气驱赶完之后，开始收集测量气体样品，该方法的主要缺陷是它仅适用于目标气体挥发量较大且挥发速度较快情形下的非氮气类气体的采集，而水体向大气界面的气体释放是一个相对缓慢的过程，且采集的目标气体有CH₄、N₂O、N₂等，因此开发新的更为准确有效的水体释放气体体积自动测量方法具有重要的实用价值。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种水体释放气体体积的自动测量装置，可准确有效地测定单位时间内由水体向大气界面所释放的气体体积，通过集气瓶重量的变化获得单位面积水体释放气体的扩散通量，有效解决了当前不同水体气体产生量、释放规律及其成分的研究工作中，缺少适用的气体体积测量装置和方法的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种水体释放气体体积的自动测量装置，包括支架、集气罩、集气瓶，所述支架底端安装有浮球，所述集气罩开口朝下，集气罩的顶端通过进气管与集气瓶的瓶口相连，所述进气管上设置着阀门，集气瓶上还连接有排水管，集气瓶瓶口密封，还包括称重传感器和微型控制器，所述称重传感器一端挂在支架上，所述集气瓶悬挂在称重传感器的另一端上，所述称重传感器与微型控制器相连接。

作为一种优选方案，所述称重传感器为拉力传感器。

作为一种优选方案，所述拉力传感器的精度为0.5%。

作为一种优选方案，所述微型控制器型号为ATMEGA48。

作为一种优选方案，所述称重传感器与微型控制器通过信号线相连接。

作为一种优选方案，所述集气瓶为带有橡皮塞的玻璃输液瓶。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

1．利用称重传感器对收集到的气体进行称重后传送到微型控制器进行计算获得数据，无需每隔一段时间人工去测定静态箱内的气体的密度、单位时间内释放的气体体积，实现了水体气体体积的自动实时测定，解决了传统测量需要较多人力的问题。

2.无需充入其它气体作为载体，不需要额外电源，同时还避免了动态箱法所致的目标气体本底值偏高分析结果失真、可分析气体种类受限的缺点。

3.本装置体积小、组成简单、成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型提供的自动测量装置结构示意图。

附图标记列表：

1-支架，2-集气罩，3-集气瓶，4-浮球，5-进气管，6-阀门，7-排水管，8-称重传感器，9-微型控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示的一种水体释放气体体积的自动测量装置，包括支架1、集气罩2、集气瓶3，所述支架1底端安装有浮球4，所述集气罩2开口朝下，集气罩2的顶端通过进气管5与集气瓶3的瓶口相连，所述进气管5上设置着阀门6，集气瓶3上还连接有排水管7，集气瓶瓶口密封，本装置上还包括称重传感器8和微型控制器9，所述称重传感器8一端挂在支架上，所述集气瓶3悬挂在称重传感器8的另一端上，所述称重传感器8与微型控制器9相连接。浮球4使得支架1能够漂浮在水面上进行测量，集气瓶3可使用市面上常见的带有橡皮塞的玻璃输液瓶，成本低廉且无额外加工成本。所述称重传感器优选采用高精度的拉力传感器，在本例中，所述拉力传感器的精度为0.5%，测量精度高误差小。微型控制器可选用型号为ATMEGA48的可编程8位微控制器。

更进一步地，所述称重传感器与微型控制器通过信号线相连接。

测量时，将本装置放于水面采样点上，集气罩没入水面中，集气瓶中装满水，瓶口密封；打开进气管上的阀门，集气罩收集到的气体通过进气管进入集气瓶中，集气瓶中的水通过排水管排出，从而使集气瓶中充满水体释放出的气体。称重传感器采集到集气瓶的重量信号，并传至微型控制器，微型控制器中包括信号接收模块、计算模块和存储模块，重量信号由接收模块接收到后传输至计算模块中，所述计算模块根据重量和当前温度计算出待测气体的密度、单位时间内释放的气体体积以及单位面积水体释放气体的扩散通量；接收到的重量信号和计算结果可存储在存储模块中。前述当前温度可以人工设定或通过与微型控制器相连的测温电路获得。

可以通过编程实现实时或定时测量，编程可采用C++语言，并在ATMEGA48微控制器上激活。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims

1.一种水体释放气体体积的自动测量装置，包括支架、集气罩、集气瓶，所述支架底端安装有浮球，所述集气罩开口朝下，集气罩的顶端通过进气管与集气瓶的瓶口相连，所述进气管上设置着阀门，集气瓶上还连接有排水管，集气瓶瓶口密封，其特征在于：还包括称重传感器和微型控制器，所述称重传感器一端挂在支架上，所述集气瓶悬挂在称重传感器的另一端上，所述称重传感器与微型控制器相连接。

2.根据权利要求1所述的水体释放气体体积的自动测量装置，其特征在于：所述称重传感器为拉力传感器。

3.根据权利要求2所述的水体释放气体体积的自动测量装置，其特征在于：所述拉力传感器的精度为0.5%。

4.根据权利要求1～3中任何一项所述的水体释放气体体积的自动测量装置，其特征在于：所述微型控制器型号为ATMEGA48。

5.根据权利要求1所述的水体释放气体体积的自动测量装置，其特征在于：所述称重传感器与微型控制器通过信号线相连接。

6.根据权利要求1所述的水体释放气体体积的自动测量装置，其特征在于：所述集气瓶为带有橡皮塞的玻璃输液瓶。