[发明专利]压力通风口、检漏以及动态体积确定方法和系统

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2004年12月8日提交的美国临时申请US60/634,685 的益处，其结合在此作为参考。

技术领域和背景技术

发自于土壤的示踪气体(例如，CO₂和甲烷)在全球气候变化中起到 重要的作用。由于存在社会、经济和政治上的压力，因此对于科学界来 说提供定量测量技术以及精确的数据是势在必行的。腔室是对发自于土 壤的示踪气体进行测量的最为广泛使用的方法。但是存在许多与腔室测 量相关的问题。

发自于土壤的发出物受到压力的强烈影响。考虑到此，科学家建议 使用一些类型的通风口来使得测量腔室中的压力与外部压力保持平衡。 虽然上述装置在存在非常小风的条件下运行，但是这些装置还是不能模 拟由腔室外部风导致的动态压力要素。因此对改善的通风口设计存在需 求，其允许腔室压力与外部压力在静态和动态要素变化的界面中保持平 衡。

而且，在将气体从采样腔室移动到用于分析气体浓度仪器的任何时 候，泄露可能是(并且通常是)问题。在这种系统中用于探测泄漏的设 备和方法需要重大改进，尤其是当使用包括多路器的多个腔室的更复杂 系统通过一些类型的气体多支管通到单一分析仪时。

此外，在气体交换的任何密封瞬时测量中，必须精确地获知体积。 在大多数系统中，甚至当腔室放置在水平桌面上时，所获知的体积误差 未必好于百分之几。当腔室放置在不平坦的土地表面上和/或放置在具有 非常大的充气孔的表面上时，问题就更严重。精确估计任意给定装置的 动态体积的技术是对当前技术状态的改进。

发明内容

本发明由所附的权利要求进行限定，并且在该部分中不作为对那些 权利要求的限制。

在一个优选实施例中通过介绍的方式公开了用于保持压力平衡的方 法和系统。在另一个优选实施例中，公开了用于检漏的方法和系统。而 且在另一个优选实施例中公开了用于确定动态体积的方法和系统。还公 开了其它优选实施例，并且描述于此的每一优选实施例可单独使用或彼 此结合使用。虽然有时这些优选实施例描述用于诸如土壤流量测量系统 的气体分析系统，但是这些系统也可用于其它领域。

现在将参照附图对优选实施例进行描述。

附图说明

图1是一个系统优选实施例的框图；

图2是示出CO₂流量在不同数值和脉冲持续时间下受到压力扰动影响 的曲线图；

图3是一个通风口优选实施例的顶视图；

图4是一个通风口优选实施例的侧视图；

图5是一个通风口优选实施例的横断面视图；

图6是用于测试优选实施例通风口性能的系统框图；

图7示出使用一个优选实施例通风口的腔室内部10厘米和20厘米 的压力为水平风速的函数；

图8是一个优选实施例的检漏系统的框图；

图9是示出一个优选实施例的自动化土壤流量系统中的可能探测点 的框图；

图10是一个优选实施例的设备示意图，其设计成对发自于土壤的示 踪气体流量进行测量；

图11是示出使用一个优选实施例的腔室对示踪气体流量进行测量的 程序流程图；

图12是一个优选实施例的土壤流量测量系统的框图；

图13是示出一个优选实施例的腔室运动范围的框图；

图14是一个优选实施例的多路器模块的框图；

图15是一个优选实施例的高/低容量流动界面的框图。

本发明优选实施例的详细描述

下述段落对有关压力通风口、在腔室系统中进行泄漏探测以及确定 动态体积的当前优选实施例进行描述。虽然对这些实施例进行单独描 述，但重要的是应该注意到每一这些实施例可单独使用或结合任意其它 实施例或结合所有其它实施例使用。而且，虽然这些实施例在上下文中 将以测量发自于土壤的CO₂的土壤流量测量系统进行描述，但是应该注意 到也可对诸如水蒸汽、甲烷、氧化氮以及一氧化碳的其它示踪气体进行 探测。而且，上述实施例可用来对封闭腔室应用中的任何气体进行测量， 以便测量上述气体流出或流入多孔介质的流量，以及其它应用。

压力通风口的实施例