[發(fā)明專利]壓力通風(fēng)口、檢漏以及動(dòng)態(tài)體積確定方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580042074.0
• 申請(qǐng)日: 2005-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101072990A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·D·福爾塔夫;D·K·麥德?tīng)柮滋?/a>;徐六康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 里－科爾公司
• 主分類號(hào): G01N7/14
• 分類號(hào): G01N7/14
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 原紹輝

相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考

本申請(qǐng)要求于2004年12月8日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)US60/634,685 的益處，其結(jié)合在此作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域和背景技術(shù)

發(fā)自于土壤的示蹤氣體(例如，CO₂和甲烷)在全球氣候變化中起到 重要的作用。由于存在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治上的壓力，因此對(duì)于科學(xué)界來(lái) 說(shuō)提供定量測(cè)量技術(shù)以及精確的數(shù)據(jù)是勢(shì)在必行的。腔室是對(duì)發(fā)自于土 壤的示蹤氣體進(jìn)行測(cè)量的最為廣泛使用的方法。但是存在許多與腔室測(cè) 量相關(guān)的問(wèn)題。

發(fā)自于土壤的發(fā)出物受到壓力的強(qiáng)烈影響。考慮到此，科學(xué)家建議 使用一些類型的通風(fēng)口來(lái)使得測(cè)量腔室中的壓力與外部壓力保持平衡。 雖然上述裝置在存在非常小風(fēng)的條件下運(yùn)行，但是這些裝置還是不能模 擬由腔室外部風(fēng)導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)壓力要素。因此對(duì)改善的通風(fēng)口設(shè)計(jì)存在需 求，其允許腔室壓力與外部壓力在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)要素變化的界面中保持平 衡。

而且，在將氣體從采樣腔室移動(dòng)到用于分析氣體濃度儀器的任何時(shí) 候，泄露可能是(并且通常是)問(wèn)題。在這種系統(tǒng)中用于探測(cè)泄漏的設(shè) 備和方法需要重大改進(jìn)，尤其是當(dāng)使用包括多路器的多個(gè)腔室的更復(fù)雜 系統(tǒng)通過(guò)一些類型的氣體多支管通到單一分析儀時(shí)。

此外，在氣體交換的任何密封瞬時(shí)測(cè)量中，必須精確地獲知體積。 在大多數(shù)系統(tǒng)中，甚至當(dāng)腔室放置在水平桌面上時(shí)，所獲知的體積誤差 未必好于百分之幾。當(dāng)腔室放置在不平坦的土地表面上和/或放置在具有 非常大的充氣孔的表面上時(shí)，問(wèn)題就更嚴(yán)重。精確估計(jì)任意給定裝置的 動(dòng)態(tài)體積的技術(shù)是對(duì)當(dāng)前技術(shù)狀態(tài)的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明由所附的權(quán)利要求進(jìn)行限定，并且在該部分中不作為對(duì)那些 權(quán)利要求的限制。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中通過(guò)介紹的方式公開(kāi)了用于保持壓力平衡的方 法和系統(tǒng)。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，公開(kāi)了用于檢漏的方法和系統(tǒng)。而 且在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中公開(kāi)了用于確定動(dòng)態(tài)體積的方法和系統(tǒng)。還公 開(kāi)了其它優(yōu)選實(shí)施例，并且描述于此的每一優(yōu)選實(shí)施例可單獨(dú)使用或彼 此結(jié)合使用。雖然有時(shí)這些優(yōu)選實(shí)施例描述用于諸如土壤流量測(cè)量系統(tǒng) 的氣體分析系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)也可用于其它領(lǐng)域。

現(xiàn)在將參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。

附圖說(shuō)明

圖1是一個(gè)系統(tǒng)優(yōu)選實(shí)施例的框圖；

圖2是示出CO₂流量在不同數(shù)值和脈沖持續(xù)時(shí)間下受到壓力擾動(dòng)影響 的曲線圖；

圖3是一個(gè)通風(fēng)口優(yōu)選實(shí)施例的頂視圖；

圖4是一個(gè)通風(fēng)口優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視圖；

圖5是一個(gè)通風(fēng)口優(yōu)選實(shí)施例的橫斷面視圖；

圖6是用于測(cè)試優(yōu)選實(shí)施例通風(fēng)口性能的系統(tǒng)框圖；

圖7示出使用一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例通風(fēng)口的腔室內(nèi)部10厘米和20厘米 的壓力為水平風(fēng)速的函數(shù)；

圖8是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的檢漏系統(tǒng)的框圖；

圖9是示出一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)化土壤流量系統(tǒng)中的可能探測(cè)點(diǎn) 的框圖；

圖10是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的設(shè)備示意圖，其設(shè)計(jì)成對(duì)發(fā)自于土壤的示 蹤氣體流量進(jìn)行測(cè)量；

圖11是示出使用一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的腔室對(duì)示蹤氣體流量進(jìn)行測(cè)量的 程序流程圖；

圖12是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的土壤流量測(cè)量系統(tǒng)的框圖；

圖13是示出一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的腔室運(yùn)動(dòng)范圍的框圖；

圖14是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的多路器模塊的框圖；

圖15是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的高/低容量流動(dòng)界面的框圖。

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述

下述段落對(duì)有關(guān)壓力通風(fēng)口、在腔室系統(tǒng)中進(jìn)行泄漏探測(cè)以及確定 動(dòng)態(tài)體積的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。雖然對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行單獨(dú)描 述，但重要的是應(yīng)該注意到每一這些實(shí)施例可單獨(dú)使用或結(jié)合任意其它 實(shí)施例或結(jié)合所有其它實(shí)施例使用。而且，雖然這些實(shí)施例在上下文中 將以測(cè)量發(fā)自于土壤的CO₂的土壤流量測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行描述，但是應(yīng)該注意 到也可對(duì)諸如水蒸汽、甲烷、氧化氮以及一氧化碳的其它示蹤氣體進(jìn)行 探測(cè)。而且，上述實(shí)施例可用來(lái)對(duì)封閉腔室應(yīng)用中的任何氣體進(jìn)行測(cè)量， 以便測(cè)量上述氣體流出或流入多孔介質(zhì)的流量，以及其它應(yīng)用。

壓力通風(fēng)口的實(shí)施例