一种水‑气界面气体自动检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水‑气界面气体自动检测装置，包括浮筒、第一传感器、数据采集机箱、传感器立杆和机箱立杆，所述浮筒底部和顶部均为开口，所述浮筒外壁顶部设有凸边，所述机箱立杆和传感器立杆对称设置在所述凸边上，所述数据采集机箱通过所述机箱立杆设置在所述浮筒顶部，所述传感器立杆包括外杆和内杆，所述外杆设置在所述凸边上，所述内杆通过外杆上的固定圈设置在所述浮筒顶部，并延伸至浮筒内，所述第一传感器设置在所述内杆上，并位于浮筒内。本实用新型专利技术不需要风扇，能有效防止风扇对水体表面气流的扰动，样品采集及分析由传感器进行，精度高，能有效防止人工操作误差，可实现自动、连续、高频、实时在线测试气体含量。

An automatic detection device for water gas gas interface

The utility model discloses a gas water interface gas automatic detection device comprises a float, a first sensor, data acquisition chassis, sensor pole and chassis pole, the buoy at the top and bottom are opened, the outer wall of the float collar is arranged at the top of the chassis, the vertical rod and the vertical rods are symmetrically arranged on the sensor the collar, the data acquisition box through the cabinet vertical rod is arranged on the top of the buoy, the sensor rod comprises an outer lever and the inner rod, the rod is arranged on the convex edge, the inner rod through a fixed ring rod is arranged on the top of the buoy. And extends to the buoy, the first sensor disposed on the inner rod, and is located in the buoy. The utility model does not need fans, and can effectively prevent fans from disturbing the airflow on the water surface. The sample collection and analysis are carried out by sensors, with high accuracy, which can effectively prevent manual operation errors, and achieve automatic, continuous, high frequency and real-time online testing of gas content.

【技术实现步骤摘要】
一种水-气界面气体自动检测装置
本技术属于生态环境监测领域，尤其涉及一种水-气界面气体自动检测装置。
技术介绍
目前，国内对水-气界面气体扩散通量的监测所采用的装置多为静态通量箱，静态通量箱为圆柱形或梯形箱体，除底部外均为密封，置于水面后呈漂浮状态，箱体与水体表面形成密封空间，以收集表层水体扩散排放的二氧化碳、甲烷等温室气体。静态通量箱制作成本低廉，但这种构造存在以下不足之处：①箱体的设计标准尚未统一，规格及气体混合方式可能会对监测结果造成偏差；②箱体中配置的风扇虽然可以促使密封空间内气体的均匀混合，但会影响监测区域水体表面气流状态；③隔热材料虽然可以防止箱体内温度快速波动，但由于箱体为密封状态，隔热材料的效用有所降低；④气体采集及色谱分析多为手动操作，且样品储存有时间限制，对分析结果的准确性造成影响；⑤不宜进行大区域、长期的监测。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本技术的目的是提供一种水-气界面气体自动检测装置，解决现有静态通量箱需手动采样分析而影响测试结果的问题。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种水-气界面气体自动检测装置，包括浮筒、第一传感器、数据采集机箱、传感器立杆和机箱立杆，所述浮筒底部和顶部均为开口，所述浮筒外壁顶部设有凸边，所述机箱立杆和传感器立杆对称设置在所述凸边上，所述数据采集机箱通过所述机箱立杆设置在所述浮筒顶部，所述数据采集机箱设有用于采集数据的数据采集模块和为装置提供电量的蓄电池，所述传感器立杆包括外杆和内杆，所述外杆设置在所述凸边上，所述外杆上设有固定圈，所述内杆通过所述固定圈设置在所述浮筒顶部，并延伸至浮筒内，所述第一传感器设置在所述内杆上，并位于浮筒内，所述第一传感器包括第一温度传感器和第一气体传感器，用于检测水-气界面的温度和气体浓度。作为优选，在所述内杆上还设有第二传感器和第三传感器，所述第二传感器包括第二温度传感器和第二气体传感器并位于浮筒底部，用于检测水中温度和水中气体浓度，所述第三传感器包括第三温度传感器和第三气体传感器并位于浮筒顶部上方，用于检测大气温度和大气中气体浓度。通过设置三组传感器，可测定同一时段水中、水-气界面和水上的温度和气体浓度，得到更加全面的检测数据，其中每组的气体传感器、温度传感器均分别与数据采集模块的输入端连接。作为优选，所有气体传感器和温度传感器分别通过三通固定结构与内杆连接，所述三通固定结构包括通过外表面焊接在一起且相互垂直的两个圆管，所述圆管上分别设有螺丝孔，并配有紧固螺丝，其中一根圆管套在内杆上并通过穿过螺丝孔的紧固螺丝固定，气体传感器或温度传感器的安装部位安装在另一根圆管内并通过穿过螺丝孔的紧固螺丝固定。采用所述的三通固定结构连接，便于调节气体传感器和温度传感器的高度和方向。作为优选，在所述浮筒外壁底部也设有凸边，所述浮筒外壁顶部凸边与外壁底部凸边通过均匀布置的连接杆连接。通过连接杆连接上下凸边，可使浮筒上下连成一体，结构更加稳固。作为优选，在所述连接杆上靠近浮筒底部设有弯钩，所述弯钩上系有浮球。弯钩便于装置在水面使用时绑系浮球，通过绑系浮球可调节装置的淹水深度，并维持浮筒竖直状态，防止风浪造成倾覆。作为优选，在所述内杆上位于浮筒顶部上方还设有气象仪器。气象仪器包括高频三维超声风速仪、温度仪等，气象仪器可与气体传感器、温度传感器同步运行，并可同步记录风速、温度等环境参数，装置检测的结果可根据气象仪记录的风速、温度等环境参数进行修正。作为优选，所述装置还包括配重块，在所述浮筒底部侧壁均匀设置有拉环，所述配重块通过所述拉环与浮筒连接。可通过调整配重块的重量，对浮筒的淹水深度进行调节。作为优选，所述浮筒外壁设有隔热层，在隔热层外表面覆有反光材料。隔热材料和反光材料可降低太阳照射对装置内部温度的影响。作为优先，在所述浮筒顶部设有上盖，所述上盖与浮筒可拆卸连接，在上盖上设有与内杆配套的孔，内杆通过该孔延伸至浮筒内。可根据不同的测试目的确定是否选用上盖，比如需要确定某一水面风速对测定结果是否有影响，则可选择带上盖的装置和不带上盖的装置同时进行测试。相比现有技术，本技术具有如下有益效果：1、本技术不需要风扇，能有效防止风扇对水体表面气流的扰动，维持检测系统稳态（水体表面气流和温度稳定），避免了现有静态通量箱需使用风扇混匀密封空间内气体，从而改变水体表面的气流状态。2、本技术在测试中，样品采集及分析由传感器进行，精度高，能有效防止人工操作误差。3、通过调整传感器检测频率，可实现自动、连续、高频、实时在线测试气体含量。附图说明图1为本技术实施例提供的水-气界面气体自动检测装置的使用状态图；图2为图1的俯视图；图3为图1所示装置部分组件的连接示意图；图4为本技术实施例采用的三通固定结构的结构示意图；图5为图1所示装置带上盖的部分组件的连接示意图。图中：1-浮筒，2-1-第一气体传感器，2-2-第二气体传感器，2-3-第三气体传感器，3-1-第一温度传感器，3-2-第二温度传感器，3-3-第三温度传感器，4-数据采集机箱，51-外杆，52-内杆，6-机箱立杆，7-法兰，8-固定圈，9-钢棒，10-弯钩，11-温度仪，12-风速风向仪，13-拉环，14-配重块，15-绳索，16-加强筋，17-圆管，18-圆管，19-螺丝孔，20-圈套，21-水面，22-上盖，23-把手。具体实施方式下面结合具体实施例及附图对本技术作进一步详细说明。图1为本技术实施例提供的水-气界面气体自动检测装置一种结构的使用状态图，图2为图1的俯视图，如图1和图2所示，本技术实施例提供的水-气界面气体自动检测装置包括浮筒1、第一传感器（包括第一气体传感器2-1和第一温度传感器3-1）、数据采集机箱4、传感器立杆（包括外杆51和内杆52）和机箱立杆6，浮筒1的底部和顶部均为开口，浮筒1外壁顶部设有凸边，即图1中的法兰7，机箱立杆6和外杆51对称设置在法兰7上，数据采集机箱4的背面设有上下两个圈套20，数据采集机箱4通过圈套20套设于机箱立杆6上，数据采集机箱4设有用于采集数据的数据采集模块和为装置提供电量的蓄电池（图中均未示出，其中各部件与蓄电池的导线连接关系也未示出）。传感器立杆包括外杆51和内杆52，外杆51设置在法兰7上，外杆51上设有固定圈8，内杆52通过固定圈8设置在浮筒1的顶部，并延伸至浮筒1内，第一气体传感器2-1和第一温度传感器3-1设置在内杆52上，并位于浮筒1内，用于检测水-气界面的温度和气体浓度。在内杆52上位于浮筒1的底部还设有用于检测水中气体浓度和温度的第二传感器（包括第二气体传感器2-2和第二温度传感器3-2），以及位于浮筒1顶部上方用于检测大气中气体浓度和温度的第三传感器（包括第三气体传感器2-3和第三温度传感器3-3），三组传感器的气体传感器和温度传感器均分别与数据采集机箱4中的数据采集模块的输入端连接（图中未示出）。其中气体传感器为水气两相CO2、CH4传感器，检测频次不低于0.5Hz，分辨率高于0.01ppm，温度传感器检测频次不低于0.5Hz，分辨率高于0.01℃。在本实施例中，浮筒1外壁底部也设有法兰7，浮筒1的顶部法兰和底部法兰通过8根均匀布置的钢棒9焊接在一起，在钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水‑气界面气体自动检测装置，其特征在于，包括浮筒、第一传感器、数据采集机箱、传感器立杆和机箱立杆，所述浮筒底部和顶部均为开口，所述浮筒外壁顶部设有凸边，所述机箱立杆和传感器立杆对称设置在所述凸边上，所述数据采集机箱通过所述机箱立杆设置在所述浮筒顶部，所述数据采集机箱设有用于采集数据的数据采集模块和为装置提供电量的蓄电池，所述传感器立杆包括外杆和内杆，所述外杆设置在所述凸边上，所述外杆上设有固定圈，所述内杆通过所述固定圈设置在所述浮筒顶部，并延伸至浮筒内，所述第一传感器设置在所述内杆上，并位于浮筒内，所述第一传感器包括第一温度传感器和第一气体传感器，用于检测水‑气界面的温度和气体浓度。

【技术特征摘要】
1.一种水-气界面气体自动检测装置，其特征在于，包括浮筒、第一传感器、数据采集机箱、传感器立杆和机箱立杆，所述浮筒底部和顶部均为开口，所述浮筒外壁顶部设有凸边，所述机箱立杆和传感器立杆对称设置在所述凸边上，所述数据采集机箱通过所述机箱立杆设置在所述浮筒顶部，所述数据采集机箱设有用于采集数据的数据采集模块和为装置提供电量的蓄电池，所述传感器立杆包括外杆和内杆，所述外杆设置在所述凸边上，所述外杆上设有固定圈，所述内杆通过所述固定圈设置在所述浮筒顶部，并延伸至浮筒内，所述第一传感器设置在所述内杆上，并位于浮筒内，所述第一传感器包括第一温度传感器和第一气体传感器，用于检测水-气界面的温度和气体浓度。2.根据权利要求1所述的水-气界面气体自动检测装置，其特征在于，在所述内杆上还设有第二传感器和第三传感器，所述第二传感器包括第二温度传感器和第二气体传感器并位于浮筒底部，用于检测水中温度和水中气体浓度，所述第三传感器包括第三温度传感器和第三气体传感器并位于浮筒顶部上方，用于检测大气温度和大气中气体浓度。3.根据权利要求1或2所述的水-气界面气体自动检测装置，其特征在于，所有气体传感器和温度传感器分别通过三通固定结构与内杆连接，所述三通固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫彬，李哲，付川，吴彦，蓝巧娟，杨琳，肖艳，平巍，潘杰，罗芳，张恒畅，
申请(专利权)人：重庆三峡学院，中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：新型
国别省市：重庆,50