[发明专利]一种水下气泡制造装置及方法

说明书

本发明公开了一种水下气泡制造装置及方法，该装置包括直流水泵、异径直通接头、透明软管、T型管、进样垫、进样器、尼龙绳和固定支架；所述直流水泵的出水口与异径直通接头连接，所述异径直通接头和T型管水平方向的一个端口通过透明软管连接，T型管水平方向的另一个端口通过透明软管伸入水下；所述T型管的垂直方向的接口通过进样垫封堵；所述进样器用于抽取气体样本并将气体注射到T型管中形成气泡；所述尼龙绳用于悬挂固定支架，所述固定支架通过尼龙绳悬挂放置于水中。本发明可以控制产生气泡的体积以及气泡释放的深度，检测收集到的气体体积以及成分等，并可探究气泡在水体上升过程与水体间的气体交换过程。

技术领域

本发明属于生态环境技术领域，涉及到水环境，具体涉及一种水下气泡制造装置及方法。

背景技术

“冒泡”是自然水体中常见的现象，其原理是水体沉积物中积累的有机质、营养盐等在微生物的作用下，经过一系列生物化学过程产生气体，这些气体在沉积物中不断积累，当达到一定条件后，以气泡的形式从沉积物中冒出进入水体。气泡中的气体成分包含了甲烷(CH₄)、一氧化二氮(N₂O)以及氮气(N₂)等，其中CH₄和N₂O作为温室气体是各国学者研究的热点；气泡中N₂的存在则反映了水体内部的脱氮过程，这揭示了水体内部的自净过程，是当今水环境领域的前沿课题，因此研究气泡对于深入认识水体的生态环境效应具有重要意义。

现有技术中存在的问题主要包括：

量化沉积物中产生的气泡体积是进行上述问题研究的基础，目前使用声学探测仪器可以有效的对水体中的气泡进行探测，通过建立气泡的声学目标强度与其体积的关系曲线即可对探测到的气泡体积进行量化。但由于在水下的特殊环境下缺少有效的直接观测手段以及气泡本身受水压力影响较大，在水下人工产生已知体积大小的单个气泡成为了一个难点问题。因此，一个可以在水下产生可控制体积的单个气泡的装置对于量化沉积物中产生的气泡体积，以及研究气泡在上升过程中与水体间的气体交换过程都具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种水下气泡制造装置及方法，该装置可以控制产生气泡的体积以及气泡释放的深度，检测收集到的气体体积以及成分等，并可探究气泡在水体上升过程与水体间的气体交换过程。

为此，本发明采用了以下技术方案：

一种水下气泡制造装置，包括直流水泵、异径直通接头、透明软管、T型管、进样垫、进样器、尼龙绳和固定支架；所述直流水泵的出水口与异径直通接头连接，所述异径直通接头和T型管水平方向的一个端口通过透明软管连接，T型管水平方向的另一个端口通过透明软管伸入水下；所述T型管的垂直方向的接口通过进样垫封堵；所述进样器用于抽取气体样本并将气体注射到T型管中形成气泡；所述尼龙绳用于悬挂固定支架，所述固定支架通过尼龙绳悬挂放置于水中。

优选地，所述直流水泵为小型变频直流水泵，功率为5-20W，流量为200-1000L/H，最大扬程5m，出水口内径16mm。

优选地，所述异径直通接头为PVC材质接头，尺寸为16mm内径转为8mm外径。

优选地，所述透明软管为PVC材质，外径12mm，内径8mm。

优选地，所述T型管为玻璃材质，接口外径为9mm。

优选地，所述进样垫为硅胶材质。

优选地，所述进样器为高精度气相进样针。

优选地，所述尼龙绳的直径为5mm。

优选地，所述固定支架采用钢筋打造，主要由一根1000mm长的钢筋下部焊接4个U型钢筋组成，所述U型钢筋的尺寸为300mm×200mm(全长×口宽)；所述透明软管沿U型钢筋布设，并用防水胶布固定。