一种水面脱气自动监测装置的制作方法

文档序号:16029522发布日期:2018-11-23 20:09阅读:357来源:国知局

本实用新型涉及河流脱气监测领域,特别是涉及一种水面脱气自动监测装置。



背景技术:

河流是连接陆地和海洋生态系统两大碳库的重要途径,河流水-气界面CO2交换是水生生态系统的氮、碳等要素和大气进行物质交换的重要通道。河流系统释放到大气的碳占周围生态系统净生态系统生产力的1%-50%。准确的测量河流的水化学参数和河流水汽界面交换通量对研究全球碳循环机制不可忽视。

而传统的脱气监测装置为浮游箱监测,传统的浮游箱就是一个上端有采样口的铁桶。传统的浮游箱监测法通过覆盖一定范围的水体区域来完成对河流脱气的测定,能够进行多点测定,但无法进行连续监测,并且存在以下问题。

(1)传统的监测方法改变了近地面微气象条件;密闭箱体会对被测表面的自然状态产生干扰,而且测量面积也相对较小,造成精度误差。

(2)因为缺乏动力装置,传统的浮游箱法的监测点只能选择在靠近河岸边的水面上,且必须有监测人员寸步不离坚守。这不仅加大了监测人员的工作量,也具有一定的危险性。更重要的是,缺乏采动力装置,限制了采样点的多样化,一些代表性的采样点往往在远离岸边的水面上,这就限制了采样点所取样品的代表性。

(3)传统的浮游箱法采用采样孔采样实验室测气的方法,水体的物化指标使用其他监测仪器实现。这样加大了采样人员的工作量,且携带设备过多,不适合野外轻便作业的特点。

因此,河流脱气监测装置需要进一步的技术改良。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种可控制监测装置到达指定位置的、采样点可多样化、可自动监测水面脱气参数的水面脱气自动监测装置。

为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:

一方面,本实用新型提供一种水面脱气自动监测装置,包括监测腔体和用于支撑所述监测腔体的船型支撑体,所述监测腔体的底部设置在船型支撑体上,所述监测腔体的底端设置有可开合的底部盖板,所述监测腔体的外壁上设置有用于腔体内气体采样监测的通气孔,所述监测腔体或船型支撑体上安装有可控动力装置。

进一步地,监测腔体内设置有用于监测河流脱气的监测仪器,所述监测仪器包括CO2记录仪,所述CO2记录仪与采样气体互为参照。

进一步地,在所述监测腔体内设置有与通气孔连接的胶管,所述胶管和通气孔之间连接有密封阀,监测腔体内还安装有用于将腔内气体混合的风扇。

进一步地,所述船型支撑体的船头处设置有风速测量仪器。

进一步地,所述监测腔体内包括水化学监测仪器和气体监测仪器。

进一步地,所述动力装置包括推动结构和远程控制所述推动结构的遥控器,所述推动结构为电动推杆或电动螺旋桨;

所述电动螺旋桨安装在船型支撑体上;

所述电动推杆的一端固定连接在监测腔体的外壁上,所述船型支撑体上设置有用于支撑固定所述电动推杆的支架。

进一步地,所述监测腔体内还设置有竖向的隔板,所述隔板一侧为气体采样腔体,所述隔板另一侧为水化学监测腔体,所述水化学监测腔体内设置有水化学监测仪器;

所述水化学监测腔体内的顶部设置有电动升降推杆,所述电动升降推杆与所述水化学监测仪器连接,所述电动升降推杆与所述遥控器连接,所述电动升降推杆用于控制水化学监测仪器从水体中升降。

进一步地,还包括辅助推杆,所述辅助推杆的一端与所述底部盖板连接用于开合所述底部盖板,所述辅助推杆还与所述船型支撑体连接,所述辅助推杆通过所述遥控器远程控制。

进一步地,所述底部盖板包括第一盖板和第二盖板,所述第一盖板位于所述水化学监测腔体的底部,所述第二盖板位于所述气体采样腔体的底部;所述第一盖板下方设置有栅格式保护装置,用于保护水化学监测仪器。

进一步地,所述水化学监测仪器包括EC、PH、水温和/或流量计探头,所述气体采样腔体内包括CO2记录仪、风扇和胶管,所述监测腔体为圆柱形。

由于采用上述技术方案,本实用新型至少具有以下优点:

(1)本实用新型利用可控动力装置,船型支撑体的结构在水中更易前行,使监测腔体到达指定位置,通过监测腔体内的监测仪器自动监测相关参数,而且可选择多个采样点进行监测,提高了采样点的多样化,而且大大降低了工作人员的工作量,安全性也的得以提高。

(2)本实用新型的气体监测仪器为CO2记录仪,进行自动采样监测,同时使用风扇可以使气体混合均匀,监测更加准确。

(3)本实用新型内包括气体监测仪器和水化学监测仪器,可在测气的同时,监测水体的物化指标,不必携带多个设备,大大降低了工作人员的工作量,而且适合野外轻便作业。

(4)本实用新型通过隔板隔成两个区域,水化学监测腔体放置水化学监测仪器用于监测水体物化指标,气体采样腔用于监测采用气体,两个区域相互配合,互不干扰,大大提高工作效率。

(5)本实用新型的电动推杆与水化学监测仪器连接,可自动控制其从水体中升降,从而自动监测水体的物化指标。

(6)本实用新型可连续、自动化的长期监测;可方便、循环的短期监测;可在微气象条件不变或接近微气象条件下的监测;可在周围环境改变对测量室内部的扰动最小;可以推广到某一生态系统多点、实地、长期连续监测;且便于携带。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的水面脱气自动监测装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种水面脱气自动监测装置的一个实施例,如图1所示,包括监测腔体1和用于支撑监测腔体1的船型支撑体2,监测腔体1的底部设置在船型支撑体2上,监测腔体1的底端设置有可开合的底部盖板3,监测腔体1的外壁上设置有用于腔体内气体采样监测的通气孔5,监测腔体1或船型支撑体2上安装有可控动力装置。

本实用新型的水面脱气自动监测装置为监测船样式,可以增加监测腔体在水面的稳定性,并通过放置可控动力装置,控制监测船到达指定监测位置进行脱气监测,解决传统的浮游箱法脱气测定缺乏动力装置的缺点,可大大降低了工作人员的工作量,并且能选择多个采样点进行监测,提高了采样点的多样化,一定程度上降低了脱气监测的危险性。

进一步地,监测腔体1内设置有用于监测河流脱气的监测仪器,监测仪器包括CO2记录仪,CO2记录仪与采样气体互为参照,可记录河流水-气界面CO2的交换情况,通气孔为采样口。

进一步地,在监测腔体1内设置有与通气孔5连接的胶管7,胶管7和通气孔5之间连接有密封阀6,监测腔体1内还安装有用于将腔内气体混合的风扇8。通气孔作为采样口连接足够长度的胶管用于气体采样,采样前要确保胶管内排气充分,风扇可使腔内气体混合均匀。胶管可以为橡胶管或硅胶管。

为了记录监测时期的风速,船型支撑体2的船头处设置有风速测量仪器21。

进一步地,监测腔体1内包括水化学监测仪器9和气体监测仪器,优选使用隔板将两种仪器隔开。

进一步地,动力装置包括推动结构和远程控制推动结构的遥控器42,推动结构为电动推杆41或电动螺旋桨;

电动螺旋桨安装在船型支撑体上;用于控制监测船前行。

电动推杆41的一端固定连接在监测腔体1的外壁上,船型支撑体2上设置有用于支撑固定电动推杆41的支架20。电动推杆的数量可根据要求添加,若达不到动力要求,可更换大功率电动推杆,电动推杆的支架优选在船型支撑体的首位部,而不是侧面,这样才能更省力。

电动推杆41的另一端还可以与河岸上的支撑架连接。

为了降低干扰,监测腔体1内还设置有将监测腔体1内的空间区域分隔竖向的隔板11,隔板11一侧为气体采样腔体,隔板11另一侧为水化学监测腔体,水化学监测腔体内设置有水化学监测仪器9;

水化学监测腔体内的顶部设置有电动升降推杆,电动升降推杆与水化学监测仪器9连接,电动升降推杆与遥控器42连接,电动升降推杆用于控制水化学监测仪器9从水体0中升降。

船型支撑体在底部盖板的对应的船体位置设置有相对应的孔洞。

通过隔板将气体采样腔体和水化学监测腔体隔开,可以降低相互干扰,在确保监测船到达位置后可以在风浪较小的情况下进行监测,遥控器控制可开合盖板打开,电动升降推杆可以推动水化学监测仪器进入水体中,因水化学仪器包括多种探头,可以每个探头对应一个电动升降推杆,也可以多个探头对应一个电动升降推杆,监测完成后,电动升降推杆将水化学监测仪器升起离开水体进入水化学监测腔体,遥控第一盖板关闭即可。

为了更好的控制可开合盖板的开合,还包括辅助推杆43,辅助推杆43的一端与可开合盖板31连接用于开合可开合盖板31,辅助推杆43还与船型支撑体2连接,辅助推杆43通过遥控器42远程控制。远程控制可开合盖板开合更加智能化,提高监测效率。

进一步地,底部盖板3包括第一盖板31和第二盖板32,第一盖板31位于水化学监测腔体的底部,第一盖板31为可开合盖板,第二盖板32位于气体采样腔体的底部。第一盖板31下方设置有栅格式保护装置,用于保护水化学监测仪器。栅格式保护装置可以与监测腔体连接,也可以与船型支撑体连接,设计原则为即可保护相应的仪器而且不影响气体采样腔体的密封性。在电动升降推杆下放水化学监测仪器到水体中合适位置时,可防止水流携带的泥沙等损坏水化学监测仪器。

第一盖板31和第二盖板32可以分别控制开合,也可以作为一个整体开合。

进一步地,水化学监测仪器9包括EC、PH、水温和流量计探头,气体采样腔体内包括CO2记录仪、风扇8和胶管7,监测腔体1为圆柱形。圆柱形的监测腔体,可减少其在水面运行的阻力。

上述实施例中,监测腔体不宜过小,否则会造成样品不足,达不到监测灵敏度,也不宜过大,过大会造成密封性、脱气不均匀等一系列问题,要根据野外实际情况确定,实际情况包括风速、水面深浅、河流宽度、大气温度等。

本实用新型在使用时,通过遥控器遥控将监测船推动到指定位置,到达指定位置后,在风浪较小的情况下可进行水化学监测,根据实际需求通过遥控器控制可开合盖板的打开与闭合,遥控电动升降推杆将水化学监测仪器升降到水体中进行监测,栅格式设计保护探头防止收到水流中泥沙等的影响,胶管进行气样采集,风扇混合气体采样腔体内的空气,CO2记录仪与采样气体互为参照。

以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰,均落在本实用新型的保护范围内。

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