[发明专利]一种等时段大气水采样装置及方法

说明书

本发明公开了一种等时段大气水采样装置及方法，包括真空泵、负压瓶、橡胶阀门、电磁继电器、U形管、冷凝装置、过滤装置、控制器和若干条支路，真空泵连通负压瓶，负压瓶连通各支路的U形管再连接过滤装置，每条支路均包括橡胶阀门、电磁继电器和U形管，U形管可拆卸式装入到冷凝装置中，冷凝装置内充有液氮，控制器控制电磁继电器得电或失电，驱动橡胶阀门启闭。本发明提供的等时段大气水采样装置及方法，利用控制器控制电磁继电器工作与否以及工作时间，进而控制各支路的橡胶阀门的启闭，完成大气水抽取，有效控制各支路的起闭和抽样时间，提高采样间隔的精确性，为野外试验人员提供更高的安全保障，设备简单，使用方便，误差小。

技术领域

本发明涉及同位素水文学领域，具体涉及一种等时段大气水采样装置及方法。

背景技术

水资源对于区域经济的发展和生态环境的改善具有不可或缺的作用。然而，随着世界人口的不断膨胀、工业化不断推进，人类对于水资源的开发利用强度越来越大。在我国，为了解决水资源问题，水文学家需要对水汽来源以及区域水汽循环有更深入的理解，这样才能更加合理地为当地制定水资源管理方案。

同位素自上世纪30年代首次发现，随后开始应用于各个领域的用于示踪研究，主要包括动物迁徙、食物链的构建以及农作物的溯源等。在20世纪50年代，同位素技术开始应用于水文学，水文学家应用同位素技术研究降水同位素全球变化、地下水补给、流域滞时等，随着同位素测量精度的不断提高及测量成本的不断下降，同位素水文学对于水文机理的研究已经变得越来越重要。由于稳定同位素氘和18-O是水分子组成的一部分，并且大气水中的稳定同位素成分主要受降落雨滴的同位素交换作用和蒸发分馏影响，因此通过研究大气水同位素的变化探究，可以探究降水事件中由蒸散发的贡献比例。

随着科学技术的发展，越来越多的采样设备开始应用于同位素水文学的研究，但是对大气水的采样设备却很少，主要有以下几方面原因：1.取样时间间隔难控制：人工取样往往面临这样的困难，很难控制两次采样时间的间隔，在进行大气水采样的过程中，往往会因很多原因造成采样时刻的提前或者延迟，这将会对试验的结果造成一定的影响；2.野外制冷困难：采集大气水往往需要将大气水冷凝成固态，然后在常温条件下进行融化，得到的水样进行同位素分析，而很多试验需要在野外进行，这样的环境下制冷条件很难达到；3.夜间取样困难：有些试验设计需要进行晚上采样，然而野外的环境对于实验人员的安全有很大威胁。综上所述，进行大气水采样需要设计一种等时段定时自动采样装置。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供一种等时段大气水采样装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种等时段大气水采样装置，包括真空泵、负压瓶、橡胶阀门、电磁继电器、U形管、冷凝装置、过滤装置、控制器和若干条支路，所述真空泵连通负压瓶，由负压瓶控制整个装置处于负压状态，使得大气能源源不断的进入装置中，负压瓶连通各支路的U形管再连接过滤装置，每条支路均包括橡胶阀门、电磁继电器和U形管，U形管可拆卸式装入到冷凝装置中，冷凝装置内充有液氮，实现制冷作用，控制器控制电磁继电器得电或失电，驱动橡胶阀门启闭，实现抽取大气水。

进一步的，所述U形管一端通过连接管可拆卸式连通负压瓶，U形管另一端可拆卸式通过连接管伸入到过滤装置内。

进一步的，所述U形管与负压瓶之间的连接管上开设阀门一，U形管与过滤装置之间的连接管上开设阀门二。

进一步的，所述冷凝装置顶部开设冷凝装置阀门，通过冷凝装置阀门处向冷凝装置内添加液氮。

进一步的，所述过滤装置内放入活性炭，活性炭上面放有棉花，过滤装置内伸出一进气管，通过进气管的进气口过滤大气水中的杂质。

进一步的，所述支路设有4条，结构相同，分别为管路一、管路二、管路三和管路四。