專利名稱：水-氣界面氣體通量靜態箱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及生態環境監測設備，尤其是一種用于檢測水-氣界面氣體通量的水-氣界面氣體通量靜態箱。
背景技術：
目前，國內對水-氣界面氣體擴散通量的監測所采用的靜態箱為圓柱形不銹鋼筒，底部安裝充滿空氣的橡膠墊，使其能飄浮在水面上，內置小型風扇使箱內氣體混合均勻。這種構造從上世紀90年代初誕生以來，廣泛應用于湖泊、水庫及河流氣體通量的觀測中(C02、CH4,隊0)，但存在如下不足之處①箱體沉重，超過10kg，攜帶不便，不太適合野外多點位觀測工作的進行；②箱體體積較大，因此采樣時間較長，受環境干擾因素較大。使用該靜態箱采集氣體一般需要40分鐘甚至1小時，其間環境要素的改變會嚴重影響水-氣界面氣體通量，從而對觀測的準確度造成影響；③箱體內部雖然內置風扇，但由于箱體呈圓柱形且高度過高(50cm)，也無法將箱內氣體均勻混合，箱體底部即接近水面的部分氣體濃度仍比上部要高。④該箱體未安置隔熱材料，當陽光直射放置在水面上方的箱體時，箱內溫度的上升會嚴重干擾氣體擴散通量。⑤箱體長期浸在水中，鋼體焊接部位容易生銹腐蝕，會嚴重影響箱體的密閉性。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有的靜態箱體積大、笨重攜帶不便、采集氣體時間長、采樣氣體混合不均勻的問題，本實用新型提供一種體積小、重量輕，攜帶方便，且采集氣體時間短，采樣氣體混合均勻的水-氣界面氣體通量靜態箱。為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種水-氣界面氣體通量靜態箱，包括箱體，在該箱體頂部上表面安裝有采氣接口、把手、溫度探頭和平衡管接口，在箱體內頂部安裝有風扇，其特征在于，所述箱體橫截面為矩形；所述箱體由抗氧化腐蝕的輕型材料制成。進一步特征，所述箱體的外表面覆蓋有隔熱材料，在隔熱材料的外表面覆有反光材料。進一步特征，在所述箱體外圍安裝有塑料泡沫。進一步特征，所述箱體由聚乙烯材料制成。相比現有技術，本實用新型具有如下有益效果1.體積小、重量輕、攜帶方便。2.與水面接觸面積大，采樣時間短，使得多點位多時段的水-氣界面觀測成為可能。3.箱體高度低，穩定性好，箱內氣體混合均勻，采氣靈敏度高。4.采用抗氧化腐蝕的輕型材料，長期浸于水面上不易被腐蝕，氣密性高，且進一步減小了裝置的重量。[0013]5.能有效防止了陽光照射對通量觀測結果的影響。
圖1是本實用新型的俯視圖；圖2是圖1的A-A視圖；圖3是隔熱材料和發光材料的安裝示意圖；圖4是甲烷含量隨時間分布示意圖；圖5是二氧化碳含量隨時間分布示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型水-氣界面氣體通量靜態箱，包括橫截面為矩形的箱體2，沿箱體2頂部上表面中心線依次安裝有采氣接口 3、把手4、溫度探頭5和平衡管接口 6，其中采氣接口 3、溫度探頭5和平衡管接口 6都與箱體2內部空腔連通，在箱體 2內頂部固定安裝有風扇7。 箱體2底部開口，底部與水面接觸面積大，是目前靜態箱的兩倍，而箱體體積只有目前靜態箱體的1/2。大的表面積使得各采樣點采集的氣體更具代表性，符合目前國際主流思想；而相對小的氣體收集室又使得每次采集樣品的時間縮短，由目前4(Γ60分鐘減小到1(Γ20分鐘，使多斷面多時段的水-氣界面觀測成為可能；并且相對小的箱體增加了氣體采集的靈敏度。箱體體積小還減小了該靜態箱的質量，便于攜帶。箱體2低高度的結構設計，使箱體2內的空氣在內置風扇的帶動下均勻混合，保證了每次氣體采集的準確性和可靠性。箱體2由抗氧化腐蝕的輕型材料制成，一般選用價格便宜，輕便抗氧化腐蝕的聚乙烯材料。聚乙烯材質物理化學性質穩定，在野外條件下，即使長期浸泡在水中也不會腐蝕變質；材質重量輕，使得攜帶及采樣點之間的轉移非常方便。箱體2的外表面覆蓋有隔熱材料8，在隔熱材料8的外表面覆有反光材料9。隔熱材料8和反光材料9減小了太陽光照導致箱內溫度增加而增大了水-氣界面通量的影響。本實用新型中采用泡沫吹塑紙貼于箱體外表面，共貼3層，最外層再加以錫箔反光材料，以降低光照干擾。實驗表明該方案能有效防止箱體2內部氣溫的變化，溫差絕對值不大于 1°C。在箱體2外圍安裝有塑料泡沫10，增強箱體2的浮力及在水面上方飄浮的穩定性。實施例本改良的水-氣界面氣體通量靜態箱運用于重慶開縣境內東河溫泉段天然河道水-氣界面CH4 (甲烷)和(X)2 (二氧化碳)通量的觀測中。采樣前先開啟風扇2 3分鐘，使采樣箱內充滿空氣，然后倒置于水面上。采氣前10秒鐘再開啟風扇，使箱內氣體混合均勻，每隔anin用針筒抽取采樣箱內氣體100 mL，并注入鋁箔采氣袋后保存。該段面共取 6次，整個采氣過程為lOmin。氣體樣品帶回實驗室用氣相色譜儀分析箱內CH4和(X)2的濃度變化。分析結果如下圖4和圖5所示，從圖上可以看出，用該改良型靜態箱采集-觀測得到的CH4和(X)2濃度隨時間變化的相關性很好，R2值分別達到了 0. 988和0. 921，大于目前國際普遍采用的相關性下限(R2=O. 9)。可見該改良型靜態箱能夠在水體表面氣體擴散通量的觀測中使用。 本實用新型的上述實施例僅是為說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，可通過二次設計，實現個性化、專業化的產品。在上述說明的基礎上還可以做出其他不同形式的變化和變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本實用新型的技術方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之列。
權利要求1.一種水-氣界面氣體通量靜態箱，包括箱體(2)，在該箱體(2)頂部上表面安裝有采氣接口(3)、把手(4)、溫度探頭(5)和平衡管接口(6)，在箱體(2)內頂部安裝有風扇(7)， 其特征在于，所述箱體(2)橫截面為矩形，所述箱體(2)由抗氧化腐蝕的輕型材料制成。
2.根據權利要求1所述的水-氣界面氣體通量靜態箱，其特征在于，所述箱體(2)的外表面覆蓋有隔熱材料(8)，在隔熱材料(8)的外表面覆有反光材料(9)。
3.根據權利要求1或2所述的水-氣界面氣體通量靜態箱，其特征在于，所述箱體(2) 外圍安裝有塑料泡沫(10)。
4.根據權利要求3所述的水-氣界面氣體通量靜態箱，其特征在于，所述箱體(2)由聚乙烯材料制成。
專利摘要一種水-氣界面氣體通量靜態箱，在箱體內頂部安裝有風扇，箱體橫截面為矩形，所述箱體由抗氧化腐蝕的輕型材料制成。在箱體的外表面覆蓋有隔熱材料，在隔熱材料的外表面覆有反光材料，在所述箱體外圍安裝有塑料泡沫。本實用新型具有體積小、重量輕、攜帶方便。與水面接觸面積大，采樣時間短，使得多點位多時段的水-氣界面觀測成為可能。箱體高度低，箱內氣體混合均勻，采氣靈敏度高。采用抗氧化腐蝕的輕型材料，長期浸于水面上不易被腐蝕，氣密性高，且進一步減小了裝置的重量。能有效防止了陽光照射對通量觀測結果的影響。
文檔編號G01N1/22GK202057528SQ20112015915
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月18日 優先權日2011年5月18日
發明者劉靜, 李哲, 白鐳, 蔣滔, 郭勁松, 龍曼 申請人:重慶大學