一种水气界面温室气体通量监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水气界面温室气体通量监测装置及方法，其中装置具备通量箱、波动冲击组件、限位漂浮结构，波动冲击组件具备至少一个第一环架和第二环架，第一环架周侧上等间距安装有若干块第一冲击板，第二环架周侧上等间距安装有若干块第二冲击板，相邻第一冲击板之间形成第一冲击通道，相邻第二冲击板之间形成第二冲击通道，第一冲击通道和第二冲击通道之间夹角为锐角，限位漂浮结构上固定设置有限位凸起，通量箱沿限位凸起长度方向上滑动。本发明专利技术中，波动的水流在多重第一冲击通道、第二冲击通道弯折处形成的水流道急性弯折角度，多重弯折缓冲了水流的波动幅度，使得水流趋于缓慢流动的状态，减少了水面波动对通量监测的影响。响。响。

【技术实现步骤摘要】
一种水气界面温室气体通量监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及温室气体监测
，具体涉及一种水气界面温室气体通量监测装置及方法。

技术介绍

[0002]常采用的水域温室气体通量监测方法主要包括通量箱法、微气象学方法、扩散模型法、倒置漏斗法；其中，通量箱法是一种原理简单、操作方便的水
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气界面气体通量监测方法，该方法是在水
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气界面平放一个顶部密封、底部中通的箱体，收集水
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气界面以扩散和冒泡形式释放的二氧化碳、甲烷气体，按一定时间间隔测量箱体中气体的浓度，通过箱内气体浓度变化的斜率曲线计算被覆盖水体释放的气体强度，传统的操作方式是现场采集箱内气体，室内用气相色谱仪测定待测气体的浓度。
[0003]由于在收集过程，将样本送入实验室通过气象色谱仪分析的阶段中，气体样本因为手动操作会产生人为误差，最终使得计算出的通量出现误差，现有技术存在一种静态通量箱与在线气体分析仪相结合的监测方法，通过LGR在线分析仪
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通量箱可以实现对水
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气界面二氧化碳和甲烷的连续监测。
[0004]但是通量箱法容易受到外界条件的干扰，比如在较大的风速与流速的干扰下，箱体入水后，会改变表层水体的原有状态，箱体在水面移动，与水面的摩擦严重，导致水体释放甲烷增大，可能会使得监测结果偏大，导致监测准确度低。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种水气界面温室气体通量监测装置及方法，有效的解决了现有技术中的通量箱法容易受到外界条件的干扰导致监测准确度低的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：一种水气界面温室气体通量监测装置，具备：
[0007]定位架，其内设置有通量箱，所述通量箱漂浮在水体表面上，以收集待测气体，所述定位架周侧连接有连接架，所述连接架端部设置有地面基架；
[0008]波动冲击组件，设置在所述定位架外，所述波动冲击组件具备至少一个第一环架和第二环架，所述第一环架和所述第二环架的中心轴重合，所述第一环架和所述第二环架交错设置，所述第一环架周侧上等间距安装有若干块第一冲击板，所述第二环架周侧上等间距安装有若干块第二冲击板，相邻所述第一冲击板之间形成第一冲击通道，相邻所述第二冲击板之间形成第二冲击通道，所述第一冲击通道和所述第二冲击通道之间夹角为锐角；
[0009]限位漂浮结构，设置在所述定位架和所述通量箱之间，所述限位漂浮结构上固定设置有限位凸起，所述通量箱沿所述限位凸起长度方向上滑动，所述限位凸起上方设置有漂浮座，所述漂浮座内设置有驱动气腔，所述漂浮座底部设置有按压套管，所述按压套管底部抵接在所述通量箱上，所述驱动气腔内气体流动，以驱动所述按压套管下移，所述驱动气
腔高于所述通量箱；
[0010]所述通量箱外连接有气体分析仪，所述气体分析仪监测待测气体的通量。
[0011]进一步地，所述定位架、所述第一环架与所述第二环架均通过连接杆连接；
[0012]所述第一环架由第一底架和第一顶架组成，所述第一底架和所述第一顶架均呈环形；
[0013]所述第一冲击板上设置有第一连接轴，所述第一连接轴的端部分别转动连接在所述第一底架和所述第一顶架上。
[0014]进一步地，所述第二环架由第二底架和所述第二顶架组成，所述第二底架和所述第二顶架均呈环形；
[0015]所述第二冲击板上设置有第二连接轴，所述第二连接轴的端部分别转动连接在所述第二底架和所述第二顶架上。
[0016]进一步地，所述第一顶架和所述第二顶架上均设置有环槽，所述环槽内滑动设置有齿轮环条；
[0017]所述第一连接轴贯穿所述第一顶架，所述第二连接轴贯穿所述第二顶架，所述第一连接轴和所述第二连接轴的端部均设置有连接齿轮，所述连接齿轮设置在所述环槽内，且与所述齿轮环条啮合。
[0018]进一步地，所述第一顶架和所述第二顶架上设置有驱动舱，所述驱动舱内设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端连接有驱动齿轮；
[0019]所述驱动齿轮设置在所述环槽内，且与所述齿轮环条啮合。
[0020]进一步地，所述通量箱包括箱体、设置在所述箱体底部的漂浮底座、设置在所述箱体内的微型风扇、设置在所述箱体外的保温层以及设置在所述箱体上的通气管；
[0021]所述箱体内部通过所述通气管与所述气体分析仪连接，所述漂浮底座设置为中空结构，所述箱体外壁设置有限位竖槽，所述限位凸起滑动设置在所述限位竖槽内，所述限位竖槽内顶部设置有密封块。
[0022]进一步地，所述限位漂浮结构包括设置在所述驱动气腔内的两块密封板、设置在所述密封板之间的安装板、设置在所述安装板上的气筒以及设置在所述气筒侧边的按压活塞；
[0023]所述漂浮座设置为环状，所述漂浮座整体的重量小于所述通量箱整体的重量；
[0024]所述驱动气腔、所述按压套管和所述气筒内部连通。
[0025]进一步地，所述安装板侧边设置有调节齿轮，所述调节齿轮上连接有调节电机，所述驱动气腔内壁两侧设置有弧板，所述弧板内设置有弧形齿条，所述弧形齿条设置为两个，且分别啮合设置在所述调节齿轮的侧边；
[0026]所述弧形齿条上未设置齿状结构的端部与所述按压活塞连接，所述气筒呈弧形，所述气筒内设置有活动腔，所述按压活塞活动设置在所述活动腔内。
[0027]进一步地，所述漂浮座底部设置有连接筒，所述按压套管套设在所述连接筒外，所述按压套管上端内周侧设置有第一限位环，所述连接筒的底部外周侧设置有第二限位环，所述第一限位环和所述第二限位环对应；
[0028]所述第一限位环通过连接弹簧连接在所述漂浮座的外壁上，所述箱体外设置有按压座，所述按压套管对应设置在所述按压座的上方。
[0029]为解决上述技术问题，本专利技术还进一步提供下述技术方案：一种水气界面温室气体通量监测装置的监测方法，包括以下步骤：
[0030]步骤100，根据水面波动程度调节第一冲击板和第二冲击板的倾斜程度；
[0031]步骤200，启动微型风扇，使得箱体内空气混合均匀；
[0032]步骤300，驱动按压套管下移，按压漂浮底座并复位，以保证漂浮底座处于漂浮状态；
[0033]步骤400，启动气体分析仪并通过气体分析仪记录箱体内气体含量变化，并计算温室气体的水气界面气体通量F；
[0034]其中，F＝{(F1*F2*V)/A}*k；
[0035]F表示气体扩散通量[mg/(m2h)]，F1和F2为ppm与mg/m转换系数，V表示箱体内水面以上箱体体积[平方米]，k是通量箱内气体浓度随时间的变化率[ppm/s]，A表示通量箱横截面积[平方米]。
[0036]本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：
[0037]本专利技术在通量箱外周侧设置第一环架和第二环架，第一环架周侧上等间距安装有若干块第一冲击板，第二环架周侧上等间距安装有若干块第二冲击板，相邻第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水气界面温室气体通量监测装置，其特征在于，具备：定位架(1)，其内设置有通量箱(4)，所述通量箱(4)漂浮在水体表面上，以收集待测气体，所述定位架(1)周侧连接有连接架(5)，所述连接架(5)端部设置有地面基架(6)；波动冲击组件(2)，设置在所述定位架(1)外，所述波动冲击组件(2)具备至少一个第一环架(21)和第二环架(22)，所述第一环架(21)和所述第二环架(22)的中心轴重合，所述第一环架(21)和所述第二环架(22)交错设置，所述第一环架(21)周侧上等间距安装有若干块第一冲击板(23)，所述第二环架(22)周侧上等间距安装有若干块第二冲击板(24)，相邻所述第一冲击板(23)之间形成第一冲击通道(25)，相邻所述第二冲击板(24)之间形成第二冲击通道(26)，所述第一冲击通道(25)和所述第二冲击通道(26)之间夹角为锐角；限位漂浮结构(3)，设置在所述定位架(1)和所述通量箱(4)之间，所述限位漂浮结构(3)上固定设置有限位凸起(31)，所述通量箱(4)沿所述限位凸起(31)长度方向上滑动，所述限位凸起(31)上方设置有漂浮座(32)，所述漂浮座(32)内设置有驱动气腔(33)，所述漂浮座(32)底部设置有按压套管(34)，所述按压套管(34)底部抵接在所述通量箱(4)上，所述驱动气腔(33)内气体流动，以驱动所述按压套管(34)下移，所述驱动气腔(33)高于所述通量箱(4)；所述通量箱(4)外连接有气体分析仪(7)，所述气体分析仪(7)监测待测气体的通量。2.根据权利要求1所述的水气界面温室气体通量监测装置，其特征在于，所述定位架(1)、所述第一环架(21)与所述第二环架(22)均通过连接杆(27)连接；所述第一环架(21)由第一底架(211)和第一顶架(212)组成，所述第一底架(211)和所述第一顶架(212)均呈环形；所述第一冲击板(23)上设置有第一连接轴(28)，所述第一连接轴(28)的端部分别转动连接在所述第一底架(211)和所述第一顶架(212)上。3.根据权利要求2所述的水气界面温室气体通量监测装置，其特征在于，所述第二环架(22)由第二底架(221)和所述第二顶架(222)组成，所述第二底架(221)和所述第二顶架(222)均呈环形；所述第二冲击板(23)上设置有第二连接轴(29)，所述第二连接轴(29)的端部分别转动连接在所述第二底架(221)和所述第二顶架(222)上。4.根据权利要求3所述的水气界面温室气体通量监测装置，其特征在于，所述第一顶架(212)和所述第二顶架(222)上均设置有环槽(210)，所述环槽(210)内滑动设置有齿轮环条(213)；所述第一连接轴(28)贯穿所述第一顶架(212)，所述第二连接轴(29)贯穿所述第二顶架(222)，所述第一连接轴(28)和所述第二连接轴(29)的端部均设置有连接齿轮(214)，所述连接齿轮(214)设置在所述环槽(210)内，且与所述齿轮环条(213)啮合。5.根据权利要求4所述的水气界面温室气体通量监测装置，其特征在于，所述第一顶架(212)和所述第二顶架(222)上设置有驱动舱(215)，所述驱动舱(215)内设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端连接有驱动齿轮(216)；所述驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞守吉，张帅，陆程，肖睿，汪锐，殷建国，张运波，后立胜，祝有海，卢振权，伍新和，刘宝明，
申请(专利权)人：中国地质调查局油气资源调查中心，
类型：发明
国别省市：