專利名稱：一種適用于水體水柱分層的水體釋放氣體收集裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于環(huán)境技術領域，特別是涉及一種適用于水體水柱分層的水體釋放氣體收集裝置。
背景技術：
水體釋放氣體的成分既包括溫室氣體如甲烷、氧化亞氮，也包括富營養(yǎng)化脫氮釋放的氮氣等，還有初級生產(chǎn)的產(chǎn)物氧氣等。深入研究和開發(fā)水體釋放氣體的研究方法與裝置對于環(huán)境技術領域的技術進步和水體氣體釋放的理論和應用研究均具有重要意義。漂浮箱法是自然水體氣體釋放的直接收集的常規(guī)方法，漂浮箱法在研究水體氣體釋放時，是將中空且無底的箱體罩子水面上，箱內(nèi)留存一定量的頂空。然后分時間段頻繁采集箱內(nèi)的氣體，對氣體的成分進行分析并計算氣體釋放的通量。由于空氣背景的原因，這種方法可以用于水體釋放的甲烷、氧化亞氮的研究。但是由于漂浮箱的采集位于水面上，所以采用漂浮箱法開展水體釋放氣體的研究僅能對整個水柱釋放氣體進行采集，不能用于分層水體釋放氣體的采集，也不能用于水柱剖面釋放氣體特征的研究。本課題組申請的發(fā)明專利(CN201110155238. 8)，內(nèi)容涉及水柱釋放氣體的直接收集裝置，雖然克服了測量準確性的缺陷，但是仍然不能滿足水柱剖面或者是分層水體在不同深度位置的直接采集要求。水柱剖面自上而下物理、化學和生物條件均不相同，因此不同水深部位釋放的氣體的種類和通量各不相同。而水柱剖面釋放氣體特征的研究對于闡明水體生態(tài)系統(tǒng)演化具有重要意義。因此，直接收集不同水柱分層或者不同水柱剖面的氣體對于水體研究來說至為重要。
發(fā)明內(nèi)容為了深入研究富營養(yǎng)化水體水柱分層釋放氣體的特征，本實用新型針對水體水柱分層直接收集釋放氣體的技術空白，公開了一種適用于水體水柱分層的水體釋放氣體收集裝置，包括一集氣系統(tǒng)，所述集氣系統(tǒng)包括采集罩和集氣瓶，所述采集罩為可阻止氣體交換的中空結構，其頂部開設有排氣孔并與排氣孔相連有通氣管，所述通氣管上固定有閥門，所述集氣瓶為小口玻璃瓶，瓶口的塞子上密封固定有進氣管、出水管；—固定系統(tǒng)，所述固定系統(tǒng)包括浮球支架、連接桿及其固定旋鈕，以及采集罩固定架，所述浮球支架由浮球底座以及上層支架組成，所述采集罩固定架由采集罩連接部與連接桿連接部組成；所述集氣瓶懸掛固定于浮球支架，所述連接桿通過其固定旋鈕可上下滑動地固定于浮球支架，所述采集罩通過連接桿連接部固定于連接桿底部，所述集氣瓶的進氣管與采集罩通氣管連通。上述的浮球底座一般是由浮球與PVC管連接組成，從而保證上層支架平衡浮動于水面上。[0010]上述采集罩連接桿連接部可以采用固定旋鈕，也可以采用其他與連接桿底部可拆卸固定的其他連接方式。上述所指的連接桿可以通過穿過上層支架頂部的安裝通孔實現(xiàn)上下滑動地固定于浮動支架，也可以通過其他可實現(xiàn)此效果的固定方式。本實用新型通過連接桿及其配套組件的使用，實現(xiàn)了分層水體中任意深度的氣體采集，為研究分層水體中，不同層面、不同深度的水體釋放氣體提供了基礎。作為一種優(yōu)選，本實用新型還公開了所述連接桿上還設置有刻度。通過連接桿上的刻度，可以根據(jù)需要將采集罩放置到水下確定的某一位置，從而可以增加氣體采集位置的精確度。更為優(yōu)選地，所述采集罩的頂面拱起形成半球形拱形頂，所述排氣孔開設于半球形拱頂?shù)捻旤c處。這樣氣體通過拱形頂頂面的引導作用，更容易聚集到期頂點處，從而提高收集效率。同時，本實用新型進一步公開了以下的優(yōu)選方式所述浮球支架的上層支架為方形支架。所述集氣罩包括不透氣底面、允許水體交換但可以阻止氣體交換的圓桶形側壁以及不透氣頂部組成。更為優(yōu)選地，所述側壁為紗網(wǎng)側壁。譬如采用具有165微米孔徑的紗網(wǎng)，則此紗網(wǎng)可以允許水體交換，但是能夠阻止超過165微米直徑的氣泡內(nèi)外交換。同時，本實用新型公開了所述閥門為三通閥。從而可以將通氣管與進氣管直接連接后，再進行采集罩內(nèi)空氣的排出，方便安裝、操作。采用本實用新型所公開的技術方案，通過調(diào)節(jié)連接桿的長度可以將氣體收集裝置放至指定水深，從而實現(xiàn)該水層的釋放氣體的直接收集。本實用新型裝置各個組件間連接牢固、組裝與拆卸均方便快捷，應用性廣，可以實現(xiàn)不同條件下不同水層水柱釋放氣體的直接收集。尤其適合于水面行船作業(yè)，以及野外自然水體分層水柱的氣體收集和研究。

圖1為水體釋放氣體收集裝置示意圖；其中1、固定旋鈕；2、硬質(zhì)板；3、集氣瓶；4.、浮球支架；41、浮球底座；42_上層支架；
5、連接桿；6、進氣管；7、閥門；8、出水管；10.、通氣管；11、采集罩；12、采集罩固定架；121、采集罩連接部；122、連接桿連接部；13、側壁紗網(wǎng)。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
，進一步闡明本實用新型，應理解下述具體實施方式
僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是幅圖中的方向，詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。實施例1[0027]如圖1所示一種適用于水體水柱分層的水體釋放氣體收集裝置，包括一集氣系統(tǒng)，所述集氣系統(tǒng)包括采集罩11和集氣瓶3，所述采集罩11為可阻止氣體交換的中空結構，其頂部開設有排氣孔并與排氣孔相連有通氣管10，所述通氣管10上固定有閥門7，所述集氣瓶3為小口玻璃瓶，瓶口的塞子上密封固定有進氣管6、出水管8 ;一固定系統(tǒng)，所述固定系統(tǒng)包括浮球支架4、連接桿5及其固定旋鈕1，以及采集罩固定架12，所述浮球支架4由浮球底座41以及上層支架42組成，所述連接桿5可移動地通過固定旋鈕I固定于上層支架42，所述采集罩固定架12由采集罩連接部121與連接桿連接部122組成；所述集氣瓶3固定于浮球支架4，所述連接桿5通過其固定旋鈕I可上下滑動地固定于浮球支架4，所述采集罩11通過連接桿連接部122固定于連接桿5底部，所述集氣瓶3的進氣管6與采集罩通氣管10連通。在本實施例中，特別地看圖面下方，采集罩固定架12為爪形結構，其與采集罩11連接的三個連接桿構成爪形結構的采集罩連接部121，爪形結構頂端的固定旋鈕為連接桿連接部122，將采集罩11與連接桿5固定為一體結構。通過浮球底座41的作用，將整個氣體收集裝置分為水上部分和水下部分，集氣瓶3位于水面上，采集罩11位于水面下，水體通過側壁網(wǎng)紗13進入采集罩11，并利用側壁網(wǎng)紗13的作用將紗網(wǎng)以內(nèi)的特定空間水體產(chǎn)生的氣體富集在采集罩11內(nèi)。在本實施例中，同時具有以下的優(yōu)選所述連接桿5上還設置有刻度。所述采集罩11的頂面拱起形成半球形拱頂，所述排氣孔開設于半球形拱頂?shù)捻旤c處。所述浮球支架4的上層支架42為方形支架。所述集氣罩11包括不透氣底面，在本實施例中為不透氣的板材作為底面、允許水體交換但可以阻止氣體交換的圓桶形側壁，在本實施例中以具有165微米孔徑的紗網(wǎng)圍成側壁紗網(wǎng)13以及不透氣頂部組成。所述閥門7為三通閥。氣體采集過程如下1、首先確定要采集的水層深度，在采集接近水底的水柱釋放氣體時，注意保證采氣裝置的采集罩11底部與底泥之間的距離有5cm，以免裝置搖晃對底泥產(chǎn)生干擾。2、按照圖1所示連接采氣裝置，首先將浮球支架4放置于水面上，將連接桿5與浮球支架4連接，連接桿5的上端位于水面上，其下部穿過浮球支架4上部的硬質(zhì)板2，旋緊固定旋鈕I對連接桿進行初步固定。然后將采集罩11放入水下，把采集罩11上方的連接桿連接部122與連接桿5底端連接并旋緊固定。集氣罩11上方排氣孔連接通氣管10，通氣管10的另一端連接三通閥門7，并保證三通閥門7—直位于水面上，通氣管10的長度與水體深度一致。3、此時，一邊將浮球支架4上的固定旋鈕I緩慢松開，一邊抓緊連接桿5，緩慢向下移動，通過連接桿5上的刻度指示下降到指定深度后，將浮球支架4上的固定旋鈕I旋緊，連接桿5不再上下移動。4、最后將集氣瓶3懸掛于浮球支架4上，進氣管6與通氣管10相連，出水管8打開放入水中，檢查通氣管10，進氣管6，出水管8中無殘留氣泡，最后打開三通閥門7，進行氣體收集。在本實施例中采用排水法進行氣體收集，所以預先要將集氣瓶3中灌滿水。當然根據(jù)需要還可以采用排空法，如果采用排空法，則不需要對集氣瓶做灌水處理。5、隨著氣體的不斷收集，原來充于集氣瓶3中的水由出水管8排出，集氣瓶3中保存對應水體釋放的氣體，從而可以連續(xù)、定量采集不同深度水體所釋放的氣體，并對相應的氣體進行分析。本實用新型所公開的技術方案不僅限于上述實施例所公開的技術方案，還包括由以上技術特征在允許實施的基礎上任意組合所組成的技術方案。以上所述是本實用新型的具體實施方式
，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種適用于水體水柱分層的水體釋放氣體收集裝置，其特征在于包括 一集氣系統(tǒng)，所述集氣系統(tǒng)包括采集罩和集氣瓶，所述采集罩為可阻止氣體交換的中空結構，其頂部開設有排氣孔并與排氣孔相連有通氣管，所述通氣管上固定有閥門，所述集氣瓶為小口玻璃瓶，瓶口的塞子上密封固定有進氣管、出水管； 一固定系統(tǒng)，所述固定系統(tǒng)包括浮球支架、連接桿及其固定旋鈕，以及采集罩固定架，所述浮球支架由浮球底座以及上層支架組成，所述采集罩固定架由采集罩連接部與連接桿連接部組成； 所述集氣瓶懸掛于浮球支架，所述連接桿通過其固定旋鈕可上下滑動地固定于浮球支架，所述采集罩通過連接桿連接部固定于連接桿底部，所述集氣瓶的進氣管與采集罩通氣管連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的水體釋放氣體收集裝置，其特征在于所述連接桿上還設置有刻度。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的水體釋放氣體收集裝置，其特征在于所述采集罩的頂面拱起形成半球形拱頂，所述排氣孔開設于半球形拱頂頂點處。
4.根據(jù)權利要求1所述的水體釋放氣體收集裝置，其特征在于所述浮球支架的上層支架為方形支架。
5.根據(jù)權利要求4所述的水體釋放氣體收集裝置，其特征在于所述集氣罩包括不透氣底面、允許水體交換但可以阻止氣體交換的圓桶形側壁以及不透氣頂部組成。
6.根據(jù)權利要求1所述的水體釋放氣體收集裝置，其特征在于所述閥門為三通閥。
7.根據(jù)權利要求5所述的水體釋放氣體收集裝置，其特征在于所述側壁為紗網(wǎng)側壁。
專利摘要本實用新型屬于環(huán)境技術領域，特別是涉及一種適用于水體水柱分層的水體釋放氣體收集裝置。針對水體水柱分層直接收集釋放氣體的技術空白，公開了一種適用于水體水柱分層的水體釋放氣體收集裝置，由包括采集罩和集氣瓶的集氣系統(tǒng)和包括浮球支架、連接桿及其固定旋鈕，以及采集罩固定架的固定系統(tǒng)等組件組成。本實用新型裝置各個組件間連接牢固、組裝與拆卸均方便快捷，應用性廣，可以實現(xiàn)不同條件下不同水層水柱釋放氣體的直接收集。尤其適合于水面行船作業(yè)，以及野外自然水體分層水柱的氣體收集和研究。
文檔編號G01N1/22GK202903553SQ201220549040
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權日2012年10月25日
發(fā)明者高巖, 嚴少華, 張志勇, 劉新紅, 劉海琴, 涂遠璐, 郭俊堯 申請人:江蘇省農(nóng)業(yè)科學院