[實用新型]可自動升降水面氣體取樣漂浮箱

有效

• 申請號: 201220644969.9
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN202974729U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 秦曉波;李玉娥;萬運帆;高清竹;廖育林;范美蓉;劉碩;馬欣
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及可自動升降水面氣體取樣靜態箱，特別是指一種可隨水面高度升降的靜態取樣箱，主要用于溝渠、堰塘、河道、湖面及沼澤濕地水體表面氣體排放連續觀測。

背景技術：

全球氣候變暖已是不爭的事實，人類活動影響導致的溫室氣體(二氧化碳、甲烷和氧化亞氮)排放是全球變暖的一大誘因。天然水體和濕地作為重要的溫室氣體自然排放源，日益受到人類活動較多的間接影響，如氮素流失、重金屬等污染加劇及富營養化成為常見的水體環境問題。特別是流域河道和溝渠等自然水體，逐漸成為重要的溫室氣體間接排放源，在溫室氣體全球排放總量分布中占有重要地位。因此，有必要對溝渠、堰塘及沼澤濕地表面溫室氣體排放進行觀測，以期對溫室氣體全球排放總量估算有所貢獻。

在生態系統溫室氣體排放觀測中，密閉箱法、渦度相關法和微氣象法等觀測方法較為常用，其中應用最廣的是靜態箱法。靜態箱法以其簡單的設計、方便的操作和低廉的運作成本，深受廣大科研工作者歡迎。但靜態箱設計形狀各異，就底面形狀而言，有正方形和圓形的；箱體材料也有PVC塑料、聚碳酸酯板、玻璃鋼和超薄不銹鋼等；就高度而言，有高度可調節分體設計和高度固定一體設計；就透明度來講，有透明箱和暗箱之分。不同的土地利用類型應當用不同的箱體設計。對于河道和溝渠等水體表層氣體排放觀測，應該使用漂浮箱，因為水體表面不同于土壤，不容易設置底座，也不容易密封，更不容易進行定點觀測。因此對采樣箱體和用料都有較高的要求。目前常見的漂浮箱設計，有的設有固定底座，但不易隨水位高度調節，只適用于沼澤濕地等水位高度長時間穩定的環境；有些沒有固定底座，靈活性較強，但在其橫向移動過程中易造成水體擾動增大誤差；有些設計箱體底面積較小，不易設置溫度等輔助變量的觀測接口，并且缺少氣壓平衡裝置和換氣裝置，這將直接增大小空間痕量氣體排放觀測的系統誤差，而且體積較小位置難固定，取樣代表性不夠，也不宜開展長時間連續定點觀測。

發明內容：

針對上述問題，本實用新型的主要目的在于使用一種箱體可橫向相對固定、縱向可隨支架升降的靜態漂浮箱，在箱體頂部設有換氣裝置和氣壓平衡裝置，以提高水體表層溫室氣體排放觀測的精度。

為實現上述功能，本實用新型提供一種高度可自由升降的靜態漂浮暗箱，其特征在于包含：

一固定裝置，包括四不銹鋼支架、十二固定鋼圈和二備用拉繩，所述固定支架采用優質不銹鋼加工而成，長度足夠長，以適應較高的水位，所述不銹鋼支架底端尖銳，分五個較長的叉，保證支架深入底泥固定滑桿，以適應足夠的水流速度和流量，所述固定鋼圈由不銹鋼加工而成，均勻無縫焊接于每塊延伸鋼片的外緣線，全箱體共計十二個鋼圈，用以將滑桿支架穿過以固定，鋼圈內徑略大于支架不銹鋼外徑，所述備用拉繩采用優質尼龍材料，用以在水流過大時協助固定箱體；

一主箱體，包括一超薄不銹鋼主框架、四延伸鋼片、四漂浮泡沫、一頂層泡沫和二手柄，所述主框架采用優質不銹鋼加工而成，頂部和底面呈正方形、無底中空的長方體，箱體高度低于30厘米，以控制總體總量并保證氣體取樣的均一性，底面邊長大于50厘米，在兩個側邊交界處沿底面正方形對角線方向向外延伸出一塊延伸鋼片，與相鄰的兩邊無縫焊接，這樣在長方體箱體四個角共延伸出四塊延伸鋼片，所述漂浮泡沫和頂層泡沫均采用空心玻璃微珠填充聚苯并咪唑制得的閉孔型泡沫塑料，質輕且耐高溫，漂浮性強，隔熱性好，吸水率低，性能顯著優于普通泡沫塑料，適宜于長期野外高溫高濕環境觀測工作，五塊漂浮泡沫分別固定于箱體四周延伸鋼片之間和頂部，除底面外，整個箱體四周及頂部再包覆反光材料，這樣可保證箱內空氣達到最好的隔熱環境，所述二手柄分別固定于箱體外側；

一換氣裝置，包括一蓄電池、一連接線和一風扇，所述風扇功率較低，風力較緩，固定于箱體頂端和二側面交界處，沿對角線向斜下方安置，用于在取樣之前排出箱內積聚的氣體和在采樣點之間移動箱體時將前一采樣點的余氣排出；

一主取氣裝置，包括一主取氣口、一溫度探頭和二氣壓平衡裝置，所述主取氣裝置固定于箱體頂部，位于頂部中心位置，采用不銹鋼細管制成，長度以達到箱體高度的中心位置為宜，取氣管下端采用錐形設計，以保證在較小空間內取氣的均勻性，所述溫度探頭接口與風扇連接接口對稱分布于主取氣口的兩側，二者連線垂直于頂層正方形邊線，所述二氣壓平衡裝置沿頂部對角線對稱固定于主取氣口的兩側，能保證罩箱過程箱內外氣壓的平衡，所述取氣管、溫度探頭和氣壓平衡管均通過快擰式塑料接口固定于箱體頂部，這種接口具有較強的彈性，能保證各種管線的順利通過和箱體的氣密性。

采用了上述技術方案的本實用新型具有以下優點：