[实用新型]水-气界面气体通量静态箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及生态环境监测设备，尤其是一种用于检测水-气界面气体通量的水-气界面气体通量静态箱。

背景技术

目前，国内对水-气界面气体扩散通量的监测所采用的静态箱为圆柱形不锈钢筒，底部安装充满空气的橡胶垫，使其能飘浮在水面上，内置小型风扇使箱内气体混合均匀。这种构造从上世纪90年代初诞生以来，广泛应用于湖泊、水库及河流气体通量的观测中（CO₂、CH₄、N₂O），但存在如下不足之处：① 箱体沉重，超过10kg，携带不便，不太适合野外多点位观测工作的进行；②箱体体积较大，因此采样时间较长，受环境干扰因素较大。使用该静态箱采集气体一般需要40分钟甚至1小时，其间环境要素的改变会严重影响水-气界面气体通量，从而对观测的准确度造成影响；③箱体内部虽然内置风扇，但由于箱体呈圆柱形且高度过高（50cm），也无法将箱内气体均匀混合，箱体底部即接近水面的部分气体浓度仍比上部要高。④ 该箱体未安置隔热材料，当阳光直射放置在水面上方的箱体时，箱内温度的上升会严重干扰气体扩散通量。⑤箱体长期浸在水中，钢体焊接部位容易生锈腐蚀，会严重影响箱体的密闭性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有的静态箱体积大、笨重携带不便、采集气体时间长、采样气体混合不均匀的问题，本实用新型提供一种体积小、重量轻，携带方便，且采集气体时间短，采样气体混合均匀的水-气界面气体通量静态箱。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种水-气界面气体通量静态箱,包括箱体，在该箱体顶部上表面安装有采气接口、把手、温度探头和平衡管接口，在箱体内顶部安装有风扇，其特征在于，所述箱体横截面为矩形；所述箱体由抗氧化腐蚀的轻型材料制成。

进一步特征，所述箱体的外表面覆盖有隔热材料，在隔热材料的外表面覆有反光材料。

进一步特征，在所述箱体外围安装有塑料泡沫。

进一步特征，所述箱体由聚乙烯材料制成。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1.体积小、重量轻、携带方便。

2.与水面接触面积大，采样时间短，使得多点位多时段的水-气界面观测成为可能。

3.箱体高度低，稳定性好，箱内气体混合均匀，采气灵敏度高。

4.采用抗氧化腐蚀的轻型材料，长期浸于水面上不易被腐蚀，气密性高，且进一步减小了装置的重量。

5.能有效防止了阳光照射对通量观测结果的影响。

附图说明

图1是本实用新型的俯视图；

图2是图1的A-A视图；

图3是隔热材料和发光材料的安装示意图；

图4是甲烷含量随时间分布示意图；

图5是二氧化碳含量随时间分布示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型水-气界面气体通量静态箱, 包括横截面为矩形的箱体2，沿箱体2顶部上表面中心线依次安装有采气接口3、把手4、温度探头5和平衡管接口6，其中采气接口3、温度探头5和平衡管接口6都与箱体2内部空腔连通，在箱体2内顶部固定安装有风扇7。

箱体2底部开口，底部与水面接触面积大，是目前静态箱的两倍，而箱体体积只有目前静态箱体的1/2。大的表面积使得各采样点采集的气体更具代表性，符合目前国际主流思想；而相对小的气体收集室又使得每次采集样品的时间缩短，由目前40~60分钟减小到10~20分钟，使多断面多时段的水-气界面观测成为可能；并且相对小的箱体增加了气体采集的灵敏度。箱体体积小还减小了该静态箱的质量，便于携带。箱体2低高度的结构设计，使箱体2内的空气在内置风扇的带动下均匀混合，保证了每次气体采集的准确性和可靠性。

箱体2由抗氧化腐蚀的轻型材料制成，一般选用价格便宜，轻便抗氧化腐蚀的聚乙烯材料。聚乙烯材质物理化学性质稳定，在野外条件下，即使长期浸泡在水中也不会腐蚀变质；材质重量轻，使得携带及采样点之间的转移非常方便。

箱体2的外表面覆盖有隔热材料8，在隔热材料8的外表面覆有反光材料9。隔热材料8和反光材料9减小了太阳光照导致箱内温度增加而增大了水-气界面通量的影响。本实用新型中采用泡沫吹塑纸贴于箱体外表面，共贴3层，最外层再加以锡箔反光材料，以降低光照干扰。实验表明该方案能有效防止箱体2内部气温的变化，温差绝对值不大于1℃。