[发明专利]一种快速测量深海海底气体渗漏即时通量的装置与方法

权利要求书

1.一种快速测量深海海底气体渗漏即时通量的装置，其特征在于：包括壳体（1）、驱动机构、水合物抑制剂存放容器（9）和气体收集容器（11）；所述驱动机构设置在壳体（1）内，包括水合物抑制剂释放驱动机构和气体收集容器开合驱动机构；所述水合物抑制剂存放容器（9）设置在壳体（1）的下端，与水合物抑制剂释放驱动机构的输出端连接，所述气体收集容器（11）设置在水合物抑制剂存放容器（9）的下端且与水合物抑制剂存放容器（9）连通，所述气体收集容器（11）的下端设置有容器盖（12），所述容器盖（12）与气体收集容器开合驱动机构的输出端连接；

所述水合物抑制剂存放容器（9）和气体收集容器（11）之间设置有滤片（10）；所述滤片（10）设置为钛合金材质，所述滤片（10）上设置有若干个滤孔，所述滤孔的孔径为25~30微米；

所述壳体（1）的外侧壁上设置有凸出于壳体（1）的驱动开关（8），所述驱动开关（8）与水合物抑制剂释放驱动机构和气体收集容器（11）开合驱动机构电性连接；

所述水合物抑制剂释放驱动机构包括第一电机（3）、齿轮（5）、推杆（6）和活塞（7），所述第一电机（3）的输出端与齿轮（5）连接，所述齿轮（5）与推杆（6）连接，所述活塞（7）设置在水合物抑制剂存放容器（9）内且活塞（7）的两端与水合物抑制剂存放容器（9）的侧壁贴合；所述第一电机（3）驱动齿轮（5）转动，所述齿轮（5）转动带动推杆（6）向下移动进而带动活塞（7）在水合物抑制剂存放容器（9）中向下运动；

所述气体收集容器开合驱动机构包括第二电机（4）、第一转轴（13）、连接带（14）、第二转轴（15）和回位弹簧（16）；所述第一转轴（13）与第二电机（4）的输出端连接，所述连接带（14）的一端与第一转轴（13）连接，所述连接带（14）的另一端与容器盖（12）连接；所述第二转轴（15）用于连接容器盖（12）和气体收集容器（11），所述回位弹簧（16）设置在容器盖（12）和气体收集容器（11）之间，用于容器盖（12）的回位；

所述气体收集容器（11）设置为透明状，所述气体收集容器（11）的侧壁上设置有刻度。

2.根据权利要求1所述的一种快速测量深海海底气体渗漏即时通量的装置，其特征在于：所述水合物抑制剂存放容器（9）与壳体（1）通过螺纹连接。

3.一种快速测量深海海底气体渗漏即时通量的方法，其特征在于，使用权利要求1-2任一项所述的装置，包括如下步骤：

S1、入水前准备工作：放置滤片（10），在水合物抑制剂存放容器（9）中添加水合物液体抑制剂，清空气体收集容器（11），关闭容器盖（12），检查驱动开关（8）保持在弹出状态，将整套装置固定于水下机器人机械臂可以夹取的位置上；

S2、启动装置：待水下机器人到达海底作业区域时，用机械臂夹取该装置顶部，使驱动开关（8）保持按下状态，活塞（7）开始在第一电机（3）驱动下向下运动，将水合物抑制剂注入到气体收集容器（11）中，同时在第二电机（4）驱动下打开容器盖（12），待容器盖（12）完全打开后将装置置于海底渗漏正上方；

S3、开始测量：当气泡开始进入气体收集容器（11）时，记录测量开始时间，观察气泡在气体收集容器（11）中的状态；

S4、结束测量：待气体收集容器（11）中气体体积到达最大刻度处附近，将该装置从渗漏处移开，当无气泡进入到气体收集容器（11）中时，记录测量结束时间，通过读取气体收集容器（11）上气液界面位置刻度获得气体体积，基于捕获气体体积和测量时长计算气体通量；

S5、回收装置：机械臂将装置固定在水下机器人上，驱动开关（8）保持在弹出状态上，此时，第二电机（4）停止工作，通过回松连接带（14）在回位弹簧（16）的作用下将容器盖（12）闭合，完成装置回收。

4.根据权利要求3所述的一种快速测量深海海底气体渗漏即时通量的方法，其特征在于：所述水合物抑制剂设置为甲醇或乙二醇溶液。