CN206369649U - 一种便携式水土两用集气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式水土两用集气装置，包括集气箱、抽气泵和集气袋；所述集气箱为上端封闭下端敞口的中空结构，所述集气箱的下端外侧设置有固定座，所述固定座上开设有固定孔；所述集气箱的下端还设置有环形的浮游圈，所述浮游圈为中空的气囊结构，在所述浮游圈的侧壁上设置有第一气嘴；所述抽气泵的进气口通过抽气管与所述集气箱的内腔连通，所述抽气泵的出气口连通所述集气袋。使用本实用新型采集土壤气体时，只需要给集气箱的周向侧壁充气，在采集水‑汽界面时，再给浮游圈充气，一物两用，简洁省事。

Description

一种便携式水土两用集气装置

技术领域

本实用新型涉及温室气体采集领域，具体涉及一种便携式水土两用集气装置。

背景技术

二氧化碳和甲烷等温室气体，近年来被人们普遍关注，对二氧化碳和甲烷气体进行有序采集的工作对于碳通量精准的测量是不可或缺的。然而，现有的温室气体集气装置太过单一，一种装置只能采集水体-大气界面的温室气体，另一种装置只能采集土壤二氧化碳气体，这既占用空间，又使得仪器不能被高效利用；现在用静态箱法采集气体，密封的箱体在采集气体的过程中没有与外界连通，必然会出现负压现象，造成气体加速挥发，从而使得采样的结果与真实环境偏差大；另有一种动态箱法，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，开始采集测量气体样品，该方法的主要缺陷是它仅适用挥发量大且挥发速度快的非氮类气体的采集，而集气的目标包含有N₂O，该方法就无能为力了。目前未见专门有水-汽界面和土壤两用的集气装置方面的报道，因此开发新的集气装置具有重要的实用价值。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单，操作容易的便携式水土两用集气装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种便携式水土两用集气装置，包括集气箱、抽气泵和集气袋；

所述集气箱为上端封闭下端敞口的中空结构，所述集气箱的下端外侧设置有固定座，所述固定座上开设有固定孔；

所述集气箱的下端还设置有环形的浮游圈，所述浮游圈为中空的气囊结构，在所述浮游圈的侧壁上设置有第一气嘴；

所述抽气泵的进气口通过抽气管与所述集气箱的内腔连通，所述抽气泵的出气口连通所述集气袋。

作为优选，所述集气箱的顶部还设置有与所述集气箱的内腔连通的进气管。

作为优选，在所述集气箱的顶部开设有两个连通其内腔和外界的通孔，所述进气管和抽气管分别穿设于两个通孔内，所述进气管和抽气管上各套设一个橡胶圈对二者与对应通孔之间的间隙进行密封。

作为优选，所述集气箱的内腔中部设置有风扇。

作为优选，所述集气箱的顶部内侧固定有挂钩，所述风扇与所述挂钩可拆卸连接。

作为优选，所述集气箱的顶部还设置有为所述风扇供电的电源。

作为优选，所述集气箱的周向侧壁为中空的气囊结构，所述集气箱的周向侧壁外侧设置有第二气嘴。

作为优选，所述集气箱的周向侧壁和浮游圈均由PVC材料制成。

作为优选，还包括用于对集气箱的周向侧壁和浮游圈进行充气的充气泵。

作为优选，还包括用于将所述集气箱固定在地面的钢签，所述钢签的一端为能够穿过所述固定座上的固定孔的尖端，另一端为直径大于固定座上的固定孔的限位端。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，既可以用于水-汽界面的温室气体采集，又可以用于土壤表层的温室气体采集。在进行水-汽界面的温室气体采集时，将浮游圈内充入气体，浮游圈膨胀后使本实用新型具有足够的浮力；在进行土壤表层的温室气体采集时，只需要将浮游圈内的气体排出，穿过固定座上的固定孔对本实用新型进行固定即可。

本实用新型主要具有以下优点：

1.本实用新型操作方便，一个人就可以完成温室气体的采集操作，节省人力物力。

2.本实用新型由于设有2个充气口，在非使用的状态下可以将气囊中的气体排出，减少体积，直接装入背包，携带方便，节省人力。

3.本实用新型在采集土壤表层气体时，排出浮游圈内的气体，用钢签通过固定孔固定集气箱即可采气；在采集水-汽界面的气体时，给浮游圈充气，即可用本装置采集水-气界面的气体，一物两用。

4.本实用装置用抽气泵采集气体装入集气袋，拿回实验室上气相色谱测定各气体的浓度，结果稳定且重现性良好。

5.本实用新型由于采用的保温隔热的PVC材料，有利于箱内气体温度的稳定，还非常轻便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、挂钩，2、风扇，3、电源，4、橡胶圈，5、钢签，6、固定座，7、尼龙绳，8、浮游圈，9、抽气泵，10、集气袋，11、进气管，12、抽气管，13、第二气嘴，14、第一气嘴，15、集气箱，16、充气泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

一般的集气装置只能单一的采集水汽界面或者是土壤表层的气体，这增加了野外工作者携带量，而且集气箱是固定的钢皮圆筒形，过多占用存放的空间且不易携带。

本实用新型提供了一种结构简单，操作容易的水陆两用集气装置。

如图1所示，一种便携式水土两用集气装置，包括集气箱15、抽气泵9、集气袋10、充气泵16和钢签5。

集气箱15为上端封闭下端敞口的中空结构，集气箱15的下端外侧设置有固定座6。固定座6为多个，沿集气箱15的周向均匀分布，本实施例中，固定座6为三个。在每个固定座6上开设有一个固定孔。

钢签5用于将集气箱15固定在地面。钢签5的一端为能够穿过固定座6上的固定孔的尖端，另一端为直径大于固定座6上的固定孔的限位端。本实施例中，钢签5整体呈锥形。

集气箱15的周向侧壁为中空的气囊结构，在集气箱15的周向侧壁外侧设置有带密封盖的第二气嘴13。打开第二气嘴13上的密封盖后连接充气泵16即可对集气箱15进行充气，充满气后关闭第二气嘴13上的密封盖即可形成第二气嘴13处的密封。在需要对集气箱15进行放气时，打开第二气嘴13上的密封盖，挤压集气箱15即可将其内的气体放出。

集气箱15的周向侧壁设置成充气式气囊结构，放气后进行收纳携带，体积小重量轻，既携带省力又不占空间。同时集气箱15的周向侧壁结构在充气之后，可以起到一定的保温隔热效果，在利用集气箱15进行气体采集时，可起到使集气箱15内腔内的气体的温度不易受到外界温度的影响。

集气箱15的下端还设置有环形的浮游圈8，浮游圈8的环形周向与集气箱15的下边沿连接，形成浮游圈8与集气箱15的同轴固定，保证在集气箱15置于水面时集气箱15的下端敞口被水面完全封闭。

浮游圈8为中空的气囊结构，在浮游圈8的侧壁上设置有带密封盖的第一气嘴14。打开第一气嘴14上的密封盖后连接充气泵16即可对浮游圈8进行充气，充满气后关闭第一气嘴14上的密封盖即可形成第一气嘴14处的密封。在需要对浮游圈8进行放气时，打开第一气嘴14上的密封盖，挤压浮游圈8即可将其内的气体放出。

集气箱15的周向侧壁和浮游圈8均由PVC材料制成。PVC材料具有良好的保温隔热性能，可以在进行气体采集时，保持集气箱15内腔内的气体温度的稳定，防止箱内温度突变引起气体紊乱。

抽气泵9的进气口通过抽气管12与集气箱15的内腔连通，抽气泵9的出气口连通集气袋10。抽气管12的其中一端与抽气泵9的进气口连接，另一端伸入集气箱15的内腔。

集气箱15的顶部还设置有与集气箱15的内腔连通的进气管11。进气管11的其中一端位于集气箱15的外部，另一端伸入集气箱15的内腔。设置进气管11的目的是保证集气箱15与外界连通，箱内不会出现负压现象，从而使采气结果更准确。

抽气管12和进气管11与集气箱15的连接采用这样的结构实现：在集气箱15的顶部开设有两个连通其内腔和外界的通孔，进气管11和抽气管12分别穿设于两个通孔内，进气管11和抽气管12上各套设一个橡胶圈4对二者与对应通孔之间的间隙进行密封。抽气管12与相应的橡胶圈4之间可拆卸，进气管11与相应的橡胶圈4之间可拆卸，橡胶圈4与相应的通孔之间可拆卸。

抽气管12和进气管11均采用软管，方便收纳。

集气箱15的内腔中部设置有风扇2。设置风扇2的目的是使集气箱15内的气体混合均匀，使采集的气体更具有代表性。抽气管12和进气管11伸入集气箱15的内腔的一端均与风扇2位于同一高度，这样可以进一步保证采集气体的准确性。

集气箱15的顶部内侧固定有挂钩1，风扇2悬挂在挂钩1上。在收纳时，可以将风扇2从挂钩1上卸下，使收纳和携带更加的方便。

集气箱15的顶部还设置有为风扇2供电的电源3。电源3为直流电源3，比如串联的干电池、充电电池等。风扇2与电源3通过导线形成可拆卸的连接，以便在收纳时能够将风扇2拆下来进行收纳。电源3可拆卸的设置在集气箱15的顶部外侧，导线穿过集气箱15的顶部，并在其穿过集气箱15的部分进行密封。

使用本实用新型采集土壤气体时，只需要给集气箱15的周向侧壁充气，在采集水-汽界面时，再给浮游圈8充气，一物两用，简洁省事。

本实用新型装置在采集土壤表层气体时，先将进气管11和抽气管12各穿过一个橡胶圈4，再将橡胶圈4固定在相应的通孔内，然后将风扇2固定在挂钩1上，电源3固定在集气箱15表面，并通过导线与风扇2连接，再用充气泵16给集气箱15的周向侧壁充气，并将集气箱15倒置5min，再将集气箱15用钢签5穿过3个固定座6上的固定孔固定在要采集的界面，抽气管12连接抽气泵9的进气口，并打开风扇2，然后分别隔5、5、10、15min采集一次气体，气体保存于集气袋10中。在采集水-汽界面的气体时，只需要撤去钢签5，再给浮游圈8充气下水，可以用尼龙绳7通过固定座6上固定孔保持本实用新型不流动。

静箱法测CO₂,CH₄交换通量公式：

F＝Slop×V/S

F为温室气体通量μg·(m²×min)^-1

Slop为时间-浓度关系图中的斜率(10^-6min^-1)

S为水上集气箱的表面积(m²)

V为集气箱内套入空气的体积(m³)

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式水土两用集气装置，其特征在于，包括集气箱(15)、抽气泵(9)和集气袋(10)；

所述集气箱(15)为上端封闭下端敞口的中空结构，所述集气箱(15)的下端外侧设置有固定座(6)，所述固定座(6)上开设有固定孔；

所述集气箱(15)的下端还设置有环形的浮游圈(8)，所述浮游圈(8)为中空的气囊结构，在所述浮游圈(8)的侧壁上设置有第一气嘴(14)；

所述抽气泵(9)的进气口通过抽气管(12)与所述集气箱(15)的内腔连通，所述抽气泵(9)的出气口连通所述集气袋(10)。

2.根据权利要求1所述的一种便携式水土两用集气装置，其特征在于，所述集气箱(15)的顶部还设置有与所述集气箱(15)的内腔连通的进气管(11)。

3.根据权利要求2所述的一种便携式水土两用集气装置，其特征在于，在所述集气箱(15)的顶部开设有两个连通其内腔和外界的通孔，所述进气管(11)和抽气管(12)分别穿设于两个通孔内，所述进气管(11)和抽气管(12)上各套设一个橡胶圈(4)对二者与对应通孔之间的间隙进行密封。

4.根据权利要求1所述的一种便携式水土两用集气装置，其特征在于，所述集气箱(15)的内腔中部设置有风扇(2)。

5.根据权利要求4所述的一种便携式水土两用集气装置，其特征在于，所述集气箱(15)的顶部内侧固定有挂钩(1)，所述风扇(2)与所述挂钩(1)可拆卸连接。

6.根据权利要求4所述的一种便携式水土两用集气装置，其特征在于，所述集气箱(15)的顶部还设置有为所述风扇(2)供电的电源(3)。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种便携式水土两用集气装置，其特征在于，所述集气箱(15)的周向侧壁为中空的气囊结构，所述集气箱(15)的周向侧壁外侧设置有第二气嘴(13)。

8.根据权利要求7所述的一种便携式水土两用集气装置，其特征在于，所述集气箱(15)和浮游圈(8)均由PVC材料制成。

9.根据权利要求7所述的一种便携式水土两用集气装置，其特征在于，还包括用于对集气箱(15)的周向侧壁和浮游圈(8)进行充气的充气泵(16)。

10.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种便携式水土两用集气装置，其特征在于，还包括用于将所述集气箱(15)固定在地面的钢签(5)，所述钢签(5)的一端为能够穿过所述固定座(6)上的固定孔的尖端，另一端为直径大于固定座(6)上的固定孔的限位端。