[發明專利]一種利用地氣濕度測量大氣壓強變化的監測裝置

在審

• 申請號: 202111298809.3
• 申請日: 2021-11-04
• 公開（公告）號: CN114034817A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 李紅壽;王順仁;李菲;鞏一璞;王小偉;張正模;丁淑君;柴鵬飛
• 申請（專利權）人: 敦煌研究院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01L11/00;G01L19/00
• 代理公司: 深圳紫晴專利代理事務所(普通合伙) 44646
• 代理人: 付欽偉

本發明公開了一種利用地氣濕度測量大氣壓強變化的監測裝置，是由孔洞；直徑3cm的PVC管60cm；活性炭囊；HOBO?U23?002A濕度監測儀；相對濕度轉化大氣壓的方法組成。本發明的優點是：利用地氣在管內升降時感應探頭對空氣濕度變化的響應，確定大氣壓的變化。濕度儀HOBO的記錄間隔可根據需要自由調整。若10分鐘間隔監測數據存儲可達一年以上，具備記錄時間長、自動記錄的特點。

技術領域

本發明涉及一種利用地氣濕度響應監測大氣壓的裝置。具體地說，地氣的升降是由大氣壓的波動引起的，因此可通過測量地氣升降對孔內土壤空氣濕度的影響來指示和監測大氣壓的活動。該裝置通過測量濕度的變化指示大氣壓的活動。

背景原理和技術

地氣是指包氣帶內的空氣。研究表明，在大氣壓波動過程中，若將地表到地下水面的包氣帶的整體區域作為一個封閉系統。當外界大氣壓由P₁轉變為P₂時，地氣的體積由V₁轉變為V₂。根據波義爾定律，

P₁V₁＝P₂V₂

可得到，

ΔV＝V₂–V₁＝V₁(P₁–P₂)/P₂＝V₀(P₁–P₂)/P₂ (1)

這里ΔV是地氣的變化量。若將V₁當作初始值V₀，那么單位面積的地氣量為：

V₀＝tn (2)

這里t包氣帶的厚度，n是孔隙度。因此，

ΔV＝tnΔP/P₂ (3)

這里ΔP＝P₁–P₂。因此，地氣的升降幅度h為,

h＝ΔV/n＝tnΔP/nP₂＝tΔP/P₂ (4)

因此，對一定深度的包氣帶，當外部存在一定地氣壓波動時，地氣存在升降。土壤內廣泛存在地氣升降活動，地氣主要受大氣壓的波動的影響。因此，可利用地氣升降時土壤空氣濕度的變化來指示大氣壓活動。通常，由于土壤顆粒存在較強的吸濕吸附作用和較為迅速補充土壤孔隙內水分的作用，即使土壤內存在地氣升降，土壤各層位對孔隙內的濕度具有很強的調控能力。因此，若直接埋入濕度感應探頭，那么當大氣壓上升，地氣下降，外部干燥空氣進入土壤時，土壤會及時釋放水分補充干燥空氣濕度；當外界大氣壓下降，地氣上升時，下層潮濕地氣在穿透土壤的過程中，被上層干燥土壤層層吸濕吸附。因此，直接埋入監測不到地氣活動對土壤空氣濕度的影響。為此，通過土壤鉆孔和利用不透氣的套管，減小土壤對管內空氣濕度的影響，通過監測管內空氣濕度的監測和指示地氣的升降活動。當大氣壓下降時，潮濕地氣上升，空氣濕度增大；當大氣壓上升時，地氣下降，外部干燥空氣進入，濕度下降。由于地氣的升降是由大氣壓波動引起的。因此，反過來，可通過地氣濕度變化來指示大氣壓的活動，為大氣壓活動提供一種監測方法。

發明內容

綜上所述，本發明以管內空氣濕度為指示，利用地氣的濕度變化來顯示大氣壓的波動，旨在提供一種指示大氣壓活動的監測裝置。

本發明目的的實現：