水-气界面气体通量静态箱制造技术

一种水-气界面气体通量静态箱，在箱体内顶部安装有风扇，箱体横截面为矩形，所述箱体由抗氧化腐蚀的轻型材料制成。在箱体的外表面覆盖有隔热材料，在隔热材料的外表面覆有反光材料，在所述箱体外围安装有塑料泡沫。本实用新型专利技术具有体积小、重量轻、携带方便。与水面接触面积大，采样时间短，使得多点位多时段的水-气界面观测成为可能。箱体高度低，箱内气体混合均匀，采气灵敏度高。采用抗氧化腐蚀的轻型材料，长期浸于水面上不易被腐蚀，气密性高，且进一步减小了装置的重量。能有效防止了阳光照射对通量观测结果的影响。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及生态环境监测设备，尤其是一种用于检测水-气界面气体通量的水-气界面气体通量静态箱。
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静态箱为圆柱形不锈钢筒，底部安装充满空气的橡胶垫，使其能飘浮在水面上，内置小型风扇使箱内气体混合均勻。这种构造从上世纪90年代初诞生以来，广泛应用于湖泊、水库及河流气体通量的观测中(C02、CH4,队0)，但存在如下不足之处①箱体沉重，超过10kg，携带不便，不太适合野外多点位观测工作的进行；②箱体体积较大，因此采样时间较长，受环境干扰因素较大。使用该静态箱采集气体一般需要40分钟甚至1小时，其间环境要素的改变会严重影响水-气界面气体通量，从而对观测的准确度造成影响；③箱体内部虽然内置风扇，但由于箱体呈圆柱形且高度过高(50cm)，也无法将箱内气体均勻混合，箱体底部即接近水面的部分气体浓度仍比上部要高。④该箱体未安置隔热材料，当阳光直射放置在水面上方的箱体时，箱内温度的上升会严重干扰气体扩散通量。⑤箱体长期浸在水中，钢体焊接部位容易生锈腐蚀，会严重影响箱体的密闭性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，针对现有的静态箱体积大、笨重携带不便、采集气体时间长、采样气体混合不均勻的问题，本技术提供一种体积小、重量轻，携带方便，且采集气体时间短，采样气体混合均勻的水-气界面气体通量静态箱。为了解决上述技术问题，本技术提供一种水-气界面气体通量静态箱，包括箱体，在该箱体顶部上表面安装有采气接口、把手、温度探头和平衡管接口，在箱体内顶部安装有风扇，其特征在于，所述箱体横截面为矩形；所述箱体由抗氧化腐蚀的轻型材料制成。进一步特征，所述箱体的外表面覆盖有隔热材料，在隔热材料的外表面覆有反光材料。进一步特征，在所述箱体外围安装有塑料泡沫。进一步特征，所述箱体由聚乙烯材料制成。相比现有技术，本技术具有如下有益效果1.体积小、重量轻、携带方便。2.与水面接触面积大，采样时间短，使得多点位多时段的水-气界面观测成为可能。3.箱体高度低，稳定性好，箱内气体混合均勻，采气灵敏度高。4.采用抗氧化腐蚀的轻型材料，长期浸于水面上不易被腐蚀，气密性高，且进一步减小了装置的重量。5.能有效防止了阳光照射对通量观测结果的影响。附图说明图1是本技术的俯视图；图2是图1的A-A视图；图3是隔热材料和发光材料的安装示意图；图4是甲烷含量随时间分布示意图；图5是二氧化碳含量随时间分布示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步详细说明。如图1、图2和图3所示，本技术水-气界面气体通量静态箱，包括横截面为矩形的箱体2，沿箱体2顶部上表面中心线依次安装有采气接口 3、把手4、温度探头5和平衡管接口 6，其中采气接口 3、温度探头5和平衡管接口 6都与箱体2内部空腔连通，在箱体 2内顶部固定安装有风扇7。 箱体2底部开口，底部与水面接触面积大，是目前静态箱的两倍，而箱体体积只有目前静态箱体的1/2。大的表面积使得各采样点采集的气体更具代表性，符合目前国际主流思想；而相对小的气体收集室又使得每次采集样品的时间缩短，由目前4(Γ60分钟减小到1(Γ20分钟，使多断面多时段的水-气界面观测成为可能；并且相对小的箱体增加了气体采集的灵敏度。箱体体积小还减小了该静态箱的质量，便于携带。箱体2低高度的结构设计，使箱体2内的空气在内置风扇的带动下均勻混合，保证了每次气体采集的准确性和可靠性。箱体2由抗氧化腐蚀的轻型材料制成，一般选用价格便宜，轻便抗氧化腐蚀的聚乙烯材料。聚乙烯材质物理化学性质稳定，在野外条件下，即使长期浸泡在水中也不会腐蚀变质；材质重量轻，使得携带及采样点之间的转移非常方便。箱体2的外表面覆盖有隔热材料8，在隔热材料8的外表面覆有反光材料9。隔热材料8和反光材料9减小了太阳光照导致箱内温度增加而增大了水-气界面通量的影响。本技术中采用泡沫吹塑纸贴于箱体外表面，共贴3层，最外层再加以锡箔反光材料，以降低光照干扰。实验表明该方案能有效防止箱体2内部气温的变化，温差绝对值不大于 1°C。在箱体2外围安装有塑料泡沫10，增强箱体2的浮力及在水面上方飘浮的稳定性。实施例本改良的水-气界面气体通量静态箱运用于重庆开县境内东河温泉段天然河道水-气界面CH4 (甲烷)和(X)2 (二氧化碳)通量的观测中。采样前先开启风扇2 3分钟，使采样箱内充满空气，然后倒置于水面上。采气前10秒钟再开启风扇，使箱内气体混合均勻，每隔anin用针筒抽取采样箱内气体100 mL，并注入铝箔采气袋后保存。该段面共取 6次，整个采气过程为lOmin。气体样品带回实验室用气相色谱仪分析箱内CH4和(X)2的浓度变化。分析结果如下图4和图5所示，从图上可以看出，用该改良型静态箱采集-观测得到的CH4和(X)2浓度随时间变化的相关性很好，R2值分别达到了 0. 988和0. 921，大于目前国际普遍采用的相关性下限(R2=O. 9)。可见该改良型静态箱能够在水体表面气体扩散通量的观测中使用。 本技术的上述实施例仅是为说明本技术所作的举例，而并非是对本技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，可通过二次设计，实现个性化、专业化的产品。在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本技术的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之列。权利要求1.一种水-气界面气体通量静态箱，包括箱体(2)，在该箱体(2)顶部上表面安装有采气接口(3)、把手(4)、温度探头(5)和平衡管接口(6)，在箱体(2)内顶部安装有风扇(7)， 其特征在于，所述箱体(2)横截面为矩形，所述箱体(2)由抗氧化腐蚀的轻型材料制成。2.根据权利要求1所述的水-气界面气体通量静态箱，其特征在于，所述箱体(2)的外表面覆盖有隔热材料(8)，在隔热材料(8)的外表面覆有反光材料(9)。3.根据权利要求1或2所述的水-气界面气体通量静态箱，其特征在于，所述箱体(2) 外围安装有塑料泡沫(10)。4.根据权利要求3所述的水-气界面气体通量静态箱，其特征在于，所述箱体(2)由聚乙烯材料制成。专利摘要一种水-气界面气体通量静态箱，在箱体内顶部安装有风扇，箱体横截面为矩形，所述箱体由抗氧化腐蚀的轻型材料制成。在箱体的外表面覆盖有隔热材料，在隔热材料的外表面覆有反光材料，在所述箱体外围安装有塑料泡沫。本技术具有体积小、重量轻、携带方便。与水面接触面积大，采样时间短，使得多点位多时段的水-气界面观测成为可能。箱体高度低，箱内气体混合均匀，采气灵敏度高。采用抗氧化腐蚀的轻型材料，长期浸于水面上不易被腐蚀，气密性高，且进一步减小了装置的重量。能有效防止了阳光照射对通量观测结果的影响。文档编号G01N1/22GK202057528SQ20112015915公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日专利技术者刘静, 李哲, 白镭, 蒋滔, 郭劲松, 龙曼 申请人:重庆大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种水－气界面气体通量静态箱，包括箱体（２），在该箱体（２）顶部上表面安装有采气接口（３）、把手（４）、温度探头（５）和平衡管接口（６），在箱体（２）内顶部安装有风扇（７），其特征在于，所述箱体（２）横截面为矩形，所述箱体（２）由抗氧化腐蚀的轻型材料制成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲，郭劲松，龙曼，蒋滔，白镭，刘静，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：实用新型
国别省市：85