專利名稱：水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在河流、水庫、湖泊、沼澤、農(nóng)田等地的水面或土壤表面進(jìn)行溫室氣體排放通量監(jiān)測用裝置，尤其適用于在靜水狀態(tài)下的水-氣界面或固-氣界面的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等溫室氣體通量的快捷測量。
背景技術(shù)：
靜態(tài)箱法是目前測量溫室氣體排放速率最常用的方法，其設(shè)計基本是以薄不銹鋼圓桶作為箱體，箱體表面覆蓋有錫箔紙，箱體內(nèi)采用風(fēng)扇混合被測試氣體，測量時將圓桶箱體放置于目標(biāo)區(qū)域上方。用于水面測量時常使用汽車內(nèi)胎或者中間有洞的泡沫板幫助箱體 浮在水面。這種箱體設(shè)計存在如下幾個方面的不足①大體積的浮箱在放入水面時會對所測點的水面產(chǎn)生較大的擾動，影響到界面的溫室氣體排放；②箱體較大時，箱內(nèi)氣體混合所需時間較長，混合不易均勻，因此取樣的間隔時間較長③用風(fēng)扇幫助箱內(nèi)氣體的混合時，風(fēng)扇運行所產(chǎn)生的氣流將在一定程度上對浮箱覆蓋的水面形成干擾，導(dǎo)致溫室氣體排放通量測量的不準(zhǔn)確性；④箱體較大，則其受到水面風(fēng)力作用影響也較大，較高的箱體在風(fēng)力作用下易發(fā)生搖擺，出現(xiàn)漏氣等情況。也有利用小箱體進(jìn)行測量的，如CN201803929U公開了一種浮箱采用底面直徑25cm,高20cm的塑料圓桶作為箱體，使用泡沫塑料板幫助漂浮，因為箱體較小不需要設(shè)置風(fēng)扇。但是由于箱體過小則其質(zhì)量減小，在波浪作用下不容易保持穩(wěn)定，箱體外的輪胎或泡沫板對被測點周圍的水面產(chǎn)生持續(xù)的干擾，且浮箱在風(fēng)浪作用下容易發(fā)生漂移，測量結(jié)果的準(zhǔn)確性將受到影響。測量箱體的尺寸不統(tǒng)一，對于區(qū)域內(nèi)既有水面又有土壤的溫室氣體排放測量是不利的，使用不同的設(shè)備測量，數(shù)據(jù)之間存在誤差。且在固-氣界面測量時，原有測量用箱體倒扣時破壞了被測表面上空氣的自然湍流狀態(tài)，箱子越高，箱內(nèi)微邊界層阻力越大，因此使用較矮的箱體較為合理。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，通過帶有可調(diào)整支撐腳的浮架以適用于陸地、淺水區(qū)和深水區(qū)等不同環(huán)境，所述測量通量箱結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確。本實用新型的技術(shù)解決方案是一種水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，測量箱體；浮架，其可調(diào)節(jié)地固定在所述測量箱體外部，并且?guī)в锌烧{(diào)整的支撐腳；以及氣樣孔，其位于所述測量箱體頂部。作為優(yōu)選所述浮架包括位于所述測量箱體外部的空心圓環(huán)和轉(zhuǎn)動連接在所述空心圓環(huán)上的至少三個支撐腳，所述浮架的空心圓環(huán)通過螺釘或螺栓可調(diào)節(jié)地固定在所述測量箱體外壁上。作為優(yōu)選所述支撐腳包括轉(zhuǎn)動連接在所述空心圓環(huán)上的空心桿和遠(yuǎn)離所述空心圓環(huán)位于所述空心桿末端的用于支撐的實心錐體。作為優(yōu)選所述支撐腳為四個且等間距轉(zhuǎn)動連接在所述空心圓環(huán)上。作為優(yōu)選所述測量箱體外表面還設(shè)有一層反光層。作為優(yōu)選所述反光層為錫箔。作為優(yōu)選所述氣樣孔連接測量管線，所述測量管線通過氣樣孔與測量箱體連通。作為優(yōu)選所述氣樣孔為兩個，在與氣樣孔連接的測量管線之間接入一自動檢測儀表。 作為優(yōu)選所述測量管線上設(shè)有三通閥。作為優(yōu)選所述測量箱體上還設(shè)有用于固定測量箱體的固定繩。本實用新型提供的水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，具有以下優(yōu)點①測量箱體設(shè)計容積較小，測量箱體內(nèi)不需裝風(fēng)扇，故不存在風(fēng)扇對被測水面的溫室氣體通量的影響，測量箱體內(nèi)氣體易在短時間內(nèi)混合均勻，每次氣體取樣的時間間隔較短；②小體積的測量箱體在放入水面時，對所測點的水面產(chǎn)生的擾動很小，由于不采用緊貼測量箱體的浮架，測量箱體輕微漂移時對所測點水面產(chǎn)生的擾動更??；③由于整體體積較小，其受到水面風(fēng)力作用的影響也相對較小；④用于河流、水庫等的水面測量時，浮架水平展開后能很好的幫助測量箱體穩(wěn)定，能有效減小風(fēng)浪和水體流速對測量結(jié)果的影響；⑤用于沼澤、農(nóng)田等水深較淺，地形復(fù)雜或水文、氣象條件變化較大的環(huán)境下的測量時，所述浮架通過調(diào)整支撐腳角度后起到支撐的作用，所述浮架支撐腳的實心錐體插入泥土，可以將測量箱體很好的固定在特定位置；⑥能滿足河流、水庫、湖泊、沼澤、農(nóng)田等多種環(huán)境下的測量要求，避免了更換設(shè)備引起的數(shù)據(jù)誤差測量箱體材料采用塑料制品及其外表面的反光層，具有良好的隔熱性，可有效避免長時間測量下的測量箱體內(nèi)外溫差過大測量箱體上表面開設(shè)的兩個氣樣孔可有效實現(xiàn)人工手動測量與自動監(jiān)測的轉(zhuǎn)換，使得人工手動監(jiān)測與自動監(jiān)測可在同一個箱體上實現(xiàn)。水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱能滿足河流、水庫、湖泊、沼澤、農(nóng)田等多種環(huán)境下的測量要求，對風(fēng)浪、水流等不利的水文、氣象條件有較好的適應(yīng)性，本實用新型通過帶有可調(diào)整支撐腳的浮架以適用于陸地、淺水區(qū)和深水區(qū)等不同環(huán)境且所述通量箱結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確。

圖I為本實用新型采用監(jiān)測儀表在深水面測量時的工作原理圖。圖2為本實用新型水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱的俯視圖。圖3為本實用新型水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱的浮架局部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖I、圖2和圖3所示，本實用新型的技術(shù)解決方案是一種水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，包括測量箱體I ;浮架2，其可調(diào)節(jié)地固定在所述測量箱體I外部，并且?guī)в锌烧{(diào)整的支撐腳21 ;以及氣樣孔3，其位于所述測量箱體I頂部，所述測量箱體I為底面直徑為25cm，高為20cm的塑料圓桶。再如圖3所示，所述浮架2包括位于所述測量箱體I外部的空心圓環(huán)21和轉(zhuǎn)動連接在所述空心圓環(huán)21上的至少三個支撐腳22，其中所述浮架2的空心圓環(huán)21通過螺栓23固定在所述測量箱體I外壁上，還可以通過螺釘或其它本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的手段將所述浮架可調(diào)節(jié)的固定在所述測量箱體I上，所述浮架2的高度可根據(jù)實際需要通過調(diào)節(jié)螺釘23來進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于不采用緊貼測量箱體I的浮架2，測量箱體I輕微漂移時對所測點水面產(chǎn)生的擾動小。優(yōu)選地，所述空心圓環(huán)21的內(nèi)徑為35cm，外徑為37cm，所述空心圓環(huán)21的材料可為塑料或其它本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的材料。所述支撐腳22包括轉(zhuǎn)動連接在所述空心圓環(huán)21上的空心桿221和遠(yuǎn)離所述空心圓環(huán)21位于所述空心桿221末端的用于支撐的實心錐體222，所述空心桿221的材料可為塑料，所述實心錐體222的表面粗糙。所述支撐腳22可為三個，也可以為四個且等間距轉(zhuǎn)動連接在空心圓環(huán)21上，在本實施例中所述支撐腳22為四個。所述測量箱體I外表面還設(shè)有一層反光層(圖中未示)。所述反光層為錫箔，還可以為其它反光材料的涂層。所述氣樣孔3連接測量管線4，所述測量管線4通過氣樣孔3與測量箱體I連通。所述氣樣孔3為兩個，在與氣樣孔3連接的測量管線4之間接入一自動檢測儀表5。所述測量管線4上設(shè)有三通閥，一路用于自動檢測和另一路用于手動檢測?！に鰷y量箱體I上還設(shè)有用于固定測量箱體I的固定繩(圖中未示)，在深水區(qū)域用所述固定繩將所述測量箱體I固定在監(jiān)測船舶上。下面詳細(xì)說明所述水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱用于水-氣界面的溫室氣體排放通量測量時的工作原理即測量箱體I漂浮在深水面上進(jìn)行監(jiān)測，該方法的具體操作步驟是首先將兩測量管線4 一端分別密閉連接至兩氣樣孔3使得測量管線4與測量箱體I相通；將兩測量管線4的另一端分別與自動檢測儀表5的進(jìn)氣端口、出氣端口密閉連接；將浮架2固定在測量箱體I下部距底面5cm高處，四個支撐腳22調(diào)整到水平位置，浮架2水平展開后能很好的幫助測量箱體I穩(wěn)定，能有效減小風(fēng)浪和水體流速對測量結(jié)果的影響；通過監(jiān)測船舶將整個裝置帶到要監(jiān)測的水面，在測量箱體I上綁一根長IOm的固定繩用于固定測量箱體I至監(jiān)測船舶，所述固定繩還可以綁在所述浮架2上，將測量箱體I輕放在離船2m左右的水面上；待測量箱體I在水面平靜放置15分鐘后，開始記錄自動檢測儀表5的讀數(shù)，讀數(shù)的頻率可以自行設(shè)置；根據(jù)連接的自動檢測儀表5功能不一，所測量氣體的種類與精度也將隨之改變。下面詳細(xì)說明所述水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱用于固-氣界面或淺水-氣界面的溫室氣體排放通量測量時的工作原理即測量箱體I漂浮在陸地和淺水面上進(jìn)行監(jiān)測，該方法的具體操作步驟是首先將兩測量管線4 一端分別密閉連接至兩氣樣孔3使得測量管線4與測量箱體I相通；將兩測量管線4的另一端分別與自動檢測儀表5的進(jìn)氣端口、出氣端口密閉連接；將測量箱體I覆蓋在被測點上方，在固態(tài)界面的土壤區(qū)則將測量箱體I的下邊緣伸入土壤約Icm以隔絕測量箱體I內(nèi)外氣體交換，在淺水區(qū)則將測量箱體I下緣伸入目標(biāo)水面5cm ;將浮架2固定在測量箱體I的距下邊緣5cm處，調(diào)整四個支撐腳22使其牢固的固定在地面，保持測量箱體I位置的穩(wěn)定；待測量箱體I穩(wěn)定放置一段時間后即可開始記錄儀器讀數(shù)，具體操作方法與上一實施方式相同。以上介紹的方法均是使用自動監(jiān)測儀表5進(jìn)行測量讀數(shù)，本裝置還可以通過手動監(jiān)測方法進(jìn)行測量。此時只需改變測量管線4的連接方式，將帶有三通閥的測量管線4密閉連接氣樣孔3使測量管線4與測量箱體I相通，關(guān)斷接通自動檢測儀表5的那一路閥門，開通三通閥的另一路閥門，再用帶刻度的抽氣針筒對連接測量管線4進(jìn)行抽氣。采集的氣樣帶回實驗室利用氣相色譜儀分析其濃度，所述待測氣體可以是二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等溫室氣體。本實用新型提供的水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，具有以下優(yōu)點①測量箱體設(shè)計容積較小，測量箱體內(nèi)不需裝風(fēng)扇，故不存在風(fēng)扇對被測水面的溫室氣體通量的影響，測量箱體內(nèi)氣體易在短時間內(nèi)混合均勻，每次氣體取樣的時間間隔較短；②小體積的測量箱體在放入水面時，對所測點的水面產(chǎn)生的擾動很小，由于不采用緊 貼測量箱體的浮架，測量箱體輕微漂移時對所測點水面產(chǎn)生的擾動更??；③由于整體體積較小，其受到水面風(fēng)力作用的影響也相對較小；④用于河流、水庫等的水面測量時，浮架水平展開后能很好的幫助測量箱體穩(wěn)定，能有效減小風(fēng)浪和水體流速對測量結(jié)果的影響；⑤用于沼澤、農(nóng)田等水深較淺，地形復(fù)雜或水文、氣象條件變化較大的環(huán)境下的測量時，所述浮架通過調(diào)整支撐腳起到支撐的作用，所述浮架支撐腳的實心錐體插入泥土，可以將測量箱體很好的固定在特定位置；⑥能滿足河流、水庫、湖泊、沼澤、農(nóng)田等多種環(huán)境下的測量要求，避免了更換設(shè)備引起的數(shù)據(jù)誤差測量箱體材料采用塑料制品及其外表面的反光層，具有良好的隔熱性，可有效避免長時間測量下的測量箱體內(nèi)外溫差過大；⑧測量箱體上表面開設(shè)的兩個氣樣孔可有效實現(xiàn)人工手動測量與自動監(jiān)測的轉(zhuǎn)換，使得人工手動監(jiān)測與自動監(jiān)測可在同一個測量箱體上實現(xiàn)。水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱能滿足河流、水庫、湖泊、沼澤、農(nóng)田等多種環(huán)境下的測量要求，對風(fēng)浪、水流等不利的水文、氣象條件有較好的適應(yīng)性。本實用新型通過帶有可調(diào)整支撐腳的浮架以適用于陸地、淺水區(qū)和深水區(qū)等不同環(huán)境且所述通量箱結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，其特征在于，包括 測量箱體； 浮架，其可調(diào)節(jié)地固定在所述測量箱體外部，并且?guī)в锌烧{(diào)整的支撐腳；以及 氣樣孔，其位于所述測量箱體頂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，其特征在于所述浮架包括位于所述測量箱體外部的空心圓環(huán)和轉(zhuǎn)動連接在所述空心圓環(huán)上的至少三個支撐腳，所述浮架的空心圓環(huán)通過螺釘或螺栓而可調(diào)節(jié)地固定在所述測量箱體外壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，其特征在于所述支撐腳包括轉(zhuǎn)動連接在所述空心圓環(huán)上的空心桿和遠(yuǎn)離所述空心圓環(huán)位于所述空心桿末端的用于支撐的實心錐體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，其特征在于所述支撐腳為四個且等間距轉(zhuǎn)動連接在所述空心圓環(huán)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，其特征在于所述測量箱體外表面還設(shè)有一層反光層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，其特征在于所述反光層為錫箔。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，其特征在于所述氣樣孔連接測量管線，所述測量管線通過氣樣孔與測量箱體連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，其特征在于所述氣樣孔為兩個，在與所述氣樣孔連接的測量管線之間接入一自動檢測儀表。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，其特征在于所述測量管線上設(shè)有三通閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，其特征在于所述測量箱體上還設(shè)有用于固定測量箱體的固定繩。
專利摘要本實用新型涉及一種水陸兩用溫室氣體排放測量通量箱，包括測量箱體；浮架，其可調(diào)節(jié)地固定在所述測量箱體外部，并且?guī)в锌烧{(diào)整的支撐腳；以及氣樣孔，其位于所述測量箱體頂部。在河流、水庫等的水面測量時，浮架水平展開后能很好的幫助測量箱體穩(wěn)定，能有效減小風(fēng)浪和水體流速對測量結(jié)果的影響；在沼澤、農(nóng)田等水深較淺，地形復(fù)雜或水文、氣象條件變化較大的環(huán)境下的測量時，所述浮架通過調(diào)整支撐腳起到支撐的作用，可以將測量箱體很好的固定在特定位置，本實用新型通過帶有可調(diào)整支撐腳的浮架以適用于陸地、淺水區(qū)和深水區(qū)等不同環(huán)境且所述通量箱結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確。
文檔編號G01N33/18GK202770824SQ20122045858
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者戴會超, 毛勁喬, 張末, 蔣定國 申請人:中國長江三峽集團(tuán)公司