[实用新型]一种气体通量连续测量系统

说明书

本实用新型涉及一种气体通量连续测量系统，包括：通量罩的出气口经第一三通电磁阀、采集气泵、气体传感器、第二三通电磁阀到通量罩的进气口构成气体通量测量回路；从通量罩的出气口经第一三通电磁阀、可调流量计、真空泵到系统排气口构成气体排放气路；从系统入气口经单向阀、第二三通电磁阀到通量罩的进气口构成空气清洗气路。主控电路控制电磁阀的连通方向及各泵的启停，先排放气路和清洗气路工作，再测量回路工作。本实用新型利用连续自动控制系统，通过定期置换背景空气，定时测量通量罩的气体浓度，保证气体通量测量的准确性，实现土壤中氢气、汞气、氦气通量的连续长期测量，有利于地震断层监测。

技术领域

本实用新型涉及气体通量测量技术领域，尤其涉及一种气体通量连续测量系统。

背景技术

地壳深部放气现象是表征地壳活动频繁的一个显著现象，研究表明，在断裂破碎带附近可以检测到明显的地壳逸出气体，而气体浓度和逸出速率能够灵敏和客观地反映地壳应变和应力状态，例如火山喷发就是明显的地壳放气现象。但大多数地壳运动是缓慢变化的，尤其是在地震发生前，但其气体浓度和逸出量的变化却是较为明显的，因此通过观测断层或土壤中的气体的变化，是探索地球内部地质活动的重要技术途径之一。

通量，是表示物质分子移动量的大小，指某种物质在每秒内通过每平方厘米的假想平面的摩尔或毫尔数。利用气体通量检测断层或土壤中的气体变化情况，不仅可以观察到断层逸出气体浓度的变化，还可以观测到逸出气量的变化，这对于观察地壳活动十分重要。气体通量通常用于观测温室气体的排放情况，一般用于测量土壤中CO₂的气体通量。近年来，随着断层观测技术的发展，气体通量观测开始应用于地震断层观测，但主要应用于流动观测中，采用静态暗箱法在断层地表观测气体通量，这种观测方式不能获取连续的观测数据，无法实时捕捉地震孕育过程中的气体逸出现象，通量气室受限于便携式的需求体积较小，无法满足多种气体同时测量，对于地震前兆观测而言，采集信息较少。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题；提供一种气体通量连续测量系统，用于测量断层土壤中氢气、汞气及氦气的变化，具有自动连续、测量信息丰富、兼容性强的特点，采用深埋入式静态暗箱法观测地下浅层土壤气体通量，通过气体快速置换法连续观测气体通量的变化，实现定点气体通量多种气体成分同步在线分析。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括通量罩、第一三通电磁阀、第二三通电磁阀、采集气泵、气体传感器和主控电路，通量罩上设有进气口和出气口，通量罩的出气口和第一三通电磁阀的公共端相连，第一三通电磁阀的第一通气端经采集气泵和气体传感器的进气口相连，气体传感器的出气口和第二三通电磁阀的第一通气端相连，第二三通电磁阀的公共端和通量罩的进气口相连，第一三通电磁阀、第二三通电磁阀及采集气泵的控制端分别和主控电路相连，气体传感器的信号输出端和主控电路相连。通量罩为深埋入式通量罩，一般埋于地下浅层3～8米深度，通量箱周围用土密封。通量罩是基于静态暗箱法，用于收集土壤中逸出的气体。通量罩收集的气体，从通量罩的出气口流出，经第一三通电磁阀、采集气泵、气体传感器和第二三通电磁阀，最后流入通量罩的进气口，构成气体通量测量回路。主控电路控制第一三通电磁阀、第二三通电磁阀的通断方向，并控制采集气泵的启停，气体传感器用于测量氢气、汞气和氦气的浓度，并将测得值输送给主控电路进行分析和计算，最终获得通量罩内断层逸出气体的气体通量。本实用新型用于测量断层土壤中氢气、汞气及氦气的变化，具有自动连续、测量信息丰富、兼容性强的特点，采用深埋入式静态暗箱法观测地下浅层土壤气体通量，实现定点气体通量多种气体成分同步在线分析。