一種水-氣界面溫室氣體pvc采樣箱的制作方法
【專利摘要】一種水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱，它涉及一種環(huán)境科學領域氣體樣品的采樣設備。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有水-氣界面溫室氣體采樣的設備不能滿足不同水深對氣體采樣的要求并保證采樣箱的穩(wěn)定性，無法滿足科研工作者對水-氣界面溫室氣體進行監(jiān)測的需要的問題。本發(fā)明一種水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱包括箱體、保溫層、溫度傳感器、采氣管、三通閥、電池、導線和風扇；它還包括漂浮設備。本發(fā)明水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱可以根據(jù)水深以及風力的大小對漂浮設備進行上下調節(jié)，改變采樣箱浸沒在水體中的深度，以適應不同的水深要求，保證在風力較大時的穩(wěn)定性。本發(fā)明可用于水-氣界面溫室氣體的采集。
【專利說明】—種水_氣界面溫室氣體PVC采樣箱
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)境科學領域氣體樣品的采樣設備。
【背景技術】
[0002]近年來以CH4、CO2和N2O濃度增加為代表的全球變暖問題是全世界關注的主要環(huán)境問題之一，據(jù)2007年IPCC數(shù)據(jù)顯示，大氣CO2濃度已從工業(yè)化前的約280ppm增加到了2005年的379ppm，2005年CH4和N2O濃度約為1774ppb和319ppb，大約比工業(yè)化前分別升高了兩倍和18%，在過去幾十年里，N20近似以每年約0.Sppb的速率線性增加。為此，溫室氣體的排放已成環(huán)境科研工作者非常關注的問題之一，我國湖泊河流眾多，海岸線長，海岸線長達18000km，具有眾多的河口、島嶼、淺海、灘涂濕地和內陸沼澤濕地:庫塘、人工濕地，為此水-氣界面的CH4、CO2和N2O交換通量對于大氣中溫室氣體濃度的影響不容忽視。目前對水-氣界面溫室氣體采樣的設備比較混亂，各種型號不統(tǒng)一，不能滿足不同水深對氣體采樣的要求并保證采樣箱的穩(wěn)定性，無法滿足科研工作者對水-氣界面溫室氣體進行監(jiān)測的需要。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有水-氣界面溫室氣體采樣的設備不能滿足不同水深對氣體采樣的要求并保證采樣箱的穩(wěn)定性，無法滿足科研工作者對水-氣界面溫室氣體進行監(jiān)測的需要的問題，而提供一種水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱。
[0004]本發(fā)明一種水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱包括箱體、保溫層、溫度傳感器、采氣管、三通閥、電池、導線和風扇；
[0005]所述的溫度傳感器包括數(shù)字溫度計、導線和數(shù)字溫度計的探頭，數(shù)字溫度計的探頭設置在箱體的內側，數(shù)字溫度計位于箱體的外部，數(shù)字溫度計與導線的一個接線端連接，導線的另一個接線端通過箱體上側蓋子上的小孔與數(shù)字溫度計的探頭連接；
[0006]所述的采氣管的一側設置三通閥，位于箱體的外部，采氣管的另一側通過箱體上側蓋子上的小孔進入箱體的內側；
[0007]所述的電池位于箱體的外部，所述的風扇設置在箱體的內側，靠近箱體上側蓋子處，風扇通過導線與位于箱體外部的電池的正極接線端和負極接線端連接；
[0008]所述的保溫層包覆在整個箱體的外側；
[0009]它還包括漂浮設備；漂浮設備位于包覆保溫層的箱體的兩側。
[0010]本發(fā)明的目的可通過以下方式來實現(xiàn):將規(guī)格為315mm的PVC管截成長度為500mm,在大小對應的PVC管蓋子上打小孔，將風扇和數(shù)字溫度計的探頭安裝在PVC蓋子內偵牝將風扇上的導線、數(shù)字溫度計以及采氣管穿過蓋子上的小孔。安裝好以后將蓋子蓋在PVC管上，并用玻璃膠將縫隙以及蓋子上的小孔進行密封，保證整個采樣箱的密封性。用防水膠帶將保溫材料包裹整個箱體。進行氣體樣品采集時將漂浮設備(汽車內胎)套在箱體的外側，并根據(jù)水體深度以及當天的風力狀況調節(jié)漂浮設備的高度，即水淺時可以將下調；風大時為保證采樣箱的穩(wěn)定性可以將漂浮設備上調。氣體采集完畢可以將漂浮設備中的氣體排出以便于攜帶。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比有如下優(yōu)點:
[0012]一、本發(fā)明的箱體材料由圓柱形PVC管構成，這種材料是建筑行業(yè)的普遍材料，材料廉價易得，直徑固定，便于計算體積；
[0013]二、本發(fā)明水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱采用的PVC管直徑為315cm，漂浮設備采用型號為600-13短嘴的汽車內胎，可以正好將PVC管套在內胎中，使用時將漂浮設備用打氣筒充氣即可使用，非常方便；
[0014]三、本發(fā)明水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱可以根據(jù)水深以及風力的大小對漂浮設備進行上下調節(jié)，改變采樣箱浸沒在水體中的深度，以適應不同的水深要求，保證在風力較大時的穩(wěn)定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是【具體實施方式】一的水-氣界面溫室氣體PVC米樣箱結構不意圖，圖1中的I為箱體，2為漂浮設備，3為保溫層，4為數(shù)字溫度計，5為采氣管，6為三通閥，7為電池，8為導線，9為風扇；
[0016]圖2為試驗一中時間與CO2通量關系圖；
[0017]圖3為試驗一中時間與CH4通量關系圖；
[0018]圖4為試驗一中時間與N2O通量關系圖。
【具體實施方式】
[0019]【具體實施方式】一:結合圖1，本實施方式一種水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱包括箱體1、保溫層3、溫度傳感器、采氣管5、三通閥6、電池7、導線8和風扇9 ；
[0020]所述的溫度傳感器包括數(shù)字溫度計4、導線和數(shù)字溫度計的探頭，數(shù)字溫度計4的探頭設置在箱體I的內側，數(shù)字溫度計4位于箱體I的外部，數(shù)字溫度計4與導線的一個接線端連接，導線的另一個接線端通過箱體I上側蓋子上的小孔與數(shù)字溫度計4的探頭連接；
[0021]所述的采氣管5的一側設置三通閥6，位于箱體I的外部，采氣管5的另一側通過箱體I上側蓋子上的小孔進入箱體I的內側；
[0022]所述的電池7位于箱體I的外部，所述的風扇9設置在箱體I的內側，靠近箱體I上側蓋子處，風扇9通過導線與位于箱體I外部的電池7的正極接線端和負極接線端連接；
[0023]所述的保溫層3包覆在整個箱體I的外側；
[0024]它還包括漂浮設備2 ;漂浮設備2位于包覆保溫層的箱體I的兩側。
[0025]圖1是本實施方式的水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱結構示意圖，圖1中的I為箱體，2為漂浮設備，3為保溫層，4為數(shù)字溫度計，5為采氣管，6為三通閥，7為電池，8為導線，9為風扇。
[0026]本實施方式的目的可通過以下方式來實現(xiàn):將規(guī)格為315mm的PVC管截成長度為500mm,在大小對應的PVC管蓋子上打小孔，將風扇9和數(shù)字溫度計4的探頭安裝在PVC蓋子內側，將風扇9上的導線8、數(shù)字溫度計4以及采氣管5穿過蓋子上的小孔。安裝好以后將蓋子蓋在PVC管上，并用玻璃膠將縫隙以及蓋子上的小孔進行密封，保證整個采樣箱的密封性。用防水膠帶將保溫材料包裹整個箱體。進行氣體樣品采集時將漂浮設備2 (汽車內胎)套在箱體I的外側，并根據(jù)水體深度以及當天的風力狀況調節(jié)漂浮設備2的高度，即水淺時可以將下調；風大時為保證采樣箱的穩(wěn)定性可以將漂浮設備2上調。氣體采集完畢可以將漂浮設備2中的氣體排出以便于攜帶。
[0027]本實施方式的箱體材料由圓柱形PVC管構成，這種材料是建筑行業(yè)的普遍材料，材料廉價易得，直徑固定，便于計算體積。
[0028]本實施方式水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱采用的PVC管直徑為315cm，漂浮設備采用型號為600-13短嘴的汽車內胎，可以正好將PVC管套在內胎中，使用時將漂浮設備用打氣筒充氣即可使用，非常方便。
[0029]本實施方式水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱可以根據(jù)水深以及風力的大小對漂浮設備進行上下調節(jié)，改變采樣箱浸沒在水體中的深度，以適應不同的水深要求，保證在風力較大時的穩(wěn)定性。
[0030]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:所述的箱體I的側壁由直徑為315_的圓柱形PVC管構成。其它與【具體實施方式】一相同。
[0031]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是:所述的漂浮設備2為型號為600-13短嘴的汽車內胎。其它與【具體實施方式】一或二相同。
[0032]采用下述試驗驗證本發(fā)明的效果:
[0033]試驗一:利用本發(fā)明一種水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱對水-氣界面溫室氣體進行采樣的方法，按以下步驟進行:
[0034]一、一種水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱包括箱體1、保溫層3、溫度傳感器、采氣管5、三通閥6、電池7、導線8和風扇9 ；
[0035]所述的溫度傳感器包括數(shù)字溫度計4、導線和數(shù)字溫度計的探頭，數(shù)字溫度計4的探頭設置在箱體I的內側，數(shù)字溫度計4位于箱體I的外部，數(shù)字溫度計4與導線的一個接線端連接，導線的另一個接線端通過箱體I上側蓋子上的小孔與數(shù)字溫度計4的探頭連接；
[0036]所述的采氣管5的一側設置三通閥6，位于箱體I的外部，采氣管5的另一側通過箱體I上側蓋子上的小孔進入箱體I的內側；
[0037]所述的電池7位于箱體I的外部，所述的風扇9設置在箱體I的內側，靠近箱體I上側蓋子處，風扇9通過導線與位于箱體I外部的電池7的正極接線端和負極接線端連接；
[0038]所述的保溫層3包覆在整個箱體I的外側；
[0039]它還包括漂浮設備2 ;漂浮設備2位于包覆保溫層的箱體I的兩側；
[0040]所述的箱體I的側壁由直徑為315mm的圓柱形PVC管構成；
[0041]所述的漂浮設備2為型號為600-13短嘴的汽車內胎；
[0042]二、將水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱運送至黃河三角洲五號樁養(yǎng)蝦塘(38° OOi 26.16" N, 118° 5V 23.0" E)進行溫室氣體的采集，分別于2013年6月28日、8月29日、10月28日、12月27日進行四次試驗，每次3個重復，實驗前將漂浮設備2(型號為600-13短嘴的汽車內胎)套在裝配好的箱體外圍，然后用打氣筒將漂浮設備2充滿氣，根據(jù)養(yǎng)殖塘的水深和風速上下調整設備2的位置，調整好后將采樣箱漂浮在養(yǎng)殖塘的水面上，3個重復之間間隔相等，之后將電池與導線連接；每次試驗于采樣當日的上午8:00開始，每2h進行一次樣品的采集，即分別在8:00、10:00、12:00、14:00、16:00進行氣體采集，樣品采集采用連接有三通閥的50ml注射器，注射器與采氣管5 —端的三通閥6相連接后抽取氣體，為保證采集到的氣體為采樣箱內的氣體，抽取的第一管氣體丟棄不用，在60min時間段內每20min采集一次樣品，采集到的樣品置于250mL的氣袋中(大連德霖氣體包裝有限公司)，樣品采集后36h內，在實驗室用Agilent7890氣象色譜儀分析CH4XO2和N2O氣體濃度，在全天采集實驗結束后，將電池7、漂浮設備2拆除并排除里面的氣體，將采樣箱帶回。
[0043]通過研究發(fā)現(xiàn)，黃河三角洲養(yǎng)殖塘具有明顯的變化特征(圖2、圖3和圖4所示，圖2為本試驗中時間與CO2通量關系圖；圖3為本試驗中時間與CH4通量關系圖；圖4為本試驗中時間與N2O通量關系圖。)6月、8月、10月、12月CO2通量平均分別為-3.959mgmH -71.HOmgmH -19.972mgm_2h_1 和-62.893mgm_2h_1,平均值為-39.4910mgm_2h_1 ；CH4 通量分別為-0.0028mgm 2h \θ.0057mgm 2h \θ.0165mgm 2h 1 和-0.0057mgm 2h \ 平均值為 0.0034mgm 2h 1 ；N20 通量分別為 0.0028mgm 2h \0.0079mgm 2h \0.005Imgm 2h 1 和
0.001平均值為0.004411^111-?'養(yǎng)殖塘整體上表現(xiàn)為從大氣中吸收CO2，并向大氣中排放CH4和N2O。
【權利要求】
1.一種水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱，水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱包括箱體(I)、保溫層(3)、溫度傳感器、采氣管(5)、三通閥(6)、電池(7)、導線(8)和風扇(9)； 所述的溫度傳感器包括數(shù)字溫度計(4)、導線和數(shù)字溫度計的探頭，數(shù)字溫度計(4)的探頭設置在箱體(I)的內側，數(shù)字溫度計(4)位于箱體(I)的外部，數(shù)字溫度計(4)與導線的一個接線端連接，導線的另一個接線端通過箱體(I)上側蓋子上的小孔與數(shù)字溫度計(4)的探頭連接； 所述的采氣管(5)的一側設置三通閥(6)，位于箱體(I)的外部，采氣管(5)的另一側通過箱體(I)上側蓋子上的小孔進入箱體(I)的內側； 所述的電池(7)位于箱體(I)的外部，所述的風扇(9)設置在箱體(I)的內側，靠近箱體(I)上側蓋子處，風扇(9)通過導線與位于箱體(I)外部的電池(7)的正極接線端和負極接線端連接； 所述的保溫層(3)包覆在整個箱體(I)的外側； 其特征在于它還包括漂浮設備(2);漂浮設備(2)位于包覆保溫層的箱體(I)的兩側。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱，其特征在于所述的箱體(I)的側壁由直徑為315mm的圓柱形PVC管構成。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種水-氣界面溫室氣體PVC采樣箱，其特征在于所述的漂浮設備(2)為型號為600-13短嘴的汽車內胎。
【文檔編號】G01N1/24GK103792112SQ201410019954
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權日:2014年1月16日
【發(fā)明者】宋紅麗, 劉興土 申請人:中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所