一種用於測定雪氣界面間通量的測試箱的製作方法
2023-09-17 10:02:40 1
一種用於測定雪氣界面間通量的測試箱的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用於測定雪氣界面間通量的測試箱，其中，測試箱包括左側板、右側板、前側板、後側板與頂板，左側板、右側板、前側板與後側板形成一容納空間，左側板上設置有左通氣口，右側板上設置有右通氣口，左側板的內側設置有左多孔板，左側板與左多孔板形成左氣流腔，左通氣口通過左氣流腔與左多孔板上的通孔相連通，右側板的內側設置有右多孔板，右側板與右多孔板形成右氣流腔，右通氣口通過右氣流腔與右多孔板上的通孔相連通；容納空間的上開口與頂板相適配，頂板能卡扣在上開口上，頂板上設置有拉手。設置對應的多孔板，使經過進氣口的氣流通過對應多孔板上的通孔結構後再進入箱體主體空間，即形成較為均勻氣體射流。
【專利說明】—種用於測定雪氣界面間通量的測試箱
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用於測定雪氣界面間通量的測試箱。
【背景技術】
[0002]自20世紀80年代末，科學家們就開始致力於地表與大氣界面間汞通量觀測。目前，國際上測定地表界面-大氣間的汞交換通量方法包括通量箱法和微氣象學法。由於成本極低，絕大多數的研究組都是利用動力學通量箱法(dynamic flux chamber,DFC)測定地表界面與大氣間汞的交換通量。
[0003]DFC法封閉一小塊地表，在測定封閉地表上空大氣汞含量隨時間變化速率的基礎上，計算地表與大氣間的交換通量。傳統的通量箱，導入氣流流速不同致測得通量結果呈現巨大差異，且不能建立流速變化與通量結果間關係，故不能通過流速校正對通量結果進行統一校正。因此，造成研究結果不具有可比性，也不能綜合利用研究結果實現對大面積地表與大氣汞交換通量的精確估算。
[0004]比較目前各研究組所用箱體，在材質、外形和尺寸上均不相同，外形有長方體形、半球狀、半圓柱形等，箱體通氣流速從1.5?15L.min-ι不等，製作材質有石英玻璃、聚四氟乙烯、有機玻璃、聚碳酸酯、不鏽鋼、聚丙烯酸等，封閉地表的面積為0.03?0.16m2，箱體體積為I?32L。目前較為常見的2種通量箱為長方體形與半球形，其他箱體多由此衍生而來。長方體形箱體通氣為水平方向，半球形箱體為水平進氣，向上排氣。兩種箱內的氣流場分布均表現為不穩定的變速流，垂向各截面風場均不相同，故氣流速在箱內為非勻分布，結果導致在箱體法測定的空間差異性顯著。
[0005]綜上，因箱體差異及監測條件控制不同，導致現有通量箱法無法準確定量地表與大氣汞交換通量，對此可以通過改進改良設計，逐步改善動力學通量箱法，以獲得不同條件下地表與大氣間汞交換通量的定量結果。
[0006]有關通量箱法在寒區生態系統通量過程研究領域的應用還比較少見。雪冰是寒區生態系統中最重要的環境介質之一，不僅影響到能量平衡和水循環，還能直接影響區域乃至全球尺度的化學循環過程。雪冰是有效保存大氣汞幹、溼沉降信息的良好載體，大氣汞通過萊々■損事件(Atmospheric Mercury Deplet1n Events, AMDEs)和長距離傳輸中途經低溫地區因冷凝作用而發生沉降，因此，寒區(南北極、季節性積雪區和山地冰川區等)雪冰被認為是記錄大氣汞的變化過程的理想介質，近年來，冰芯中汞的歷史記錄和雪冰中汞的現代過程研究一直是國內外科學家研究的熱點。而對於積雪層與大氣界面間汞通量觀測方面的研究，傳統通量箱法的箱體亦難以使用，亟待有針對性的進行改良設計。
[0007]傳統通量箱法應用於測定積雪大氣界面間汞通量研究，主要面臨以下幾方面問題:第一，將通量箱扣在鬆軟的積雪層上方時，如何保證箱體邊緣能夠較好的被密封住而保證箱體法的氣密性特徵？第二，傳統通量箱體在使用時只存在進氣口和出氣口間，即箱體內封閉空間氣流射流分布不均勻，不能較為均勻的流經箱體所罩住地表的問題；在積雪表層，同樣的問題不可避免，僅僅雪表比地表更均質，相對來說雪表對氣流的摩擦力比地表對氣流摩擦力要弱，影響要小一些。第三，使用過程中，因箱體透明，在太陽輻射強烈時，由於溫室效應，箱體內溫度將顯著上升，在地表為積雪時，易導致積雪融溶而影響觀測，故如何儘量保證箱體內外氣溫氣溼等環境因子一致性或者變化不大是亟待解決的關鍵問題。
實用新型內容
[0008]鑑於上述現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種用於測定雪氣界面間通量的測試箱，使箱體內封閉空間內氣流射流分布更均勻。
[0009]本實用新型的技術方案如下:
[0010]一種用於測定雪氣界面間通量的測試箱，其中，測試箱包括左側板、右側板、前側板、後側板與頂板，左側板、右側板、前側板與後側板形成一容納空間，左側板上設置有左通氣口，右側板上設置有右通氣口，左側板的內側設置有左多孔板，左側板與左多孔板形成左氣流腔，左通氣口通過左氣流腔與左多孔板上的通孔相連通，右側板的內側設置有右多孔板，右側板與右多孔板形成右氣流腔，右通氣口通過右氣流腔與右多孔板上的通孔相連通；容納空間的上開口與頂板相適配，頂板能卡扣在上開口上，頂板上設置有拉手。
[0011]所述的測試箱，其中，左側板、右側板、前側板與後側板的底邊均設置有水平延伸的固雪板。
[0012]本實用新型提供的一種用於測定雪氣界面間通量的測試箱，在箱體相對兩側立面上的出氣口和進氣口(對應上文為左、右通氣口)後部向箱體內部，設置對應的多孔板，使經過進氣口的氣流通過對應多孔板上的通孔結構後再進入箱體主體空間，即形成較為均勻氣體射流。而且頂板開設有作為天窗的窗口，長時間監測時，尤其是太陽輻射強度較大時，箱體內所罩住的積雪有融化現象，該現象可能由溫室效應所誘發，影響了測量的準確性，而本實用新型可以在長時間監測間隙，可通過開啟頂板的窗口一段時間以保證箱體內外氣溫氣溼等氣象因子一致性，又不致於移動底部已經固定好的箱體邊緣及影響箱體所罩住的積雪層，即不幹擾觀測研究，解決了積雪條件下觀測是積雪層長時間受輻射融化的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型中測試箱的結構示意圖；
[0014]圖2為本實用新型中左多孔板的結構試圖。
【具體實施方式】
[0015]本實用新型提供一種用於測定雪氣界面間通量的測試箱，為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0016]本實用新型提供一種用於測定雪氣界面間通量的測試箱，如圖1與圖2所示的，其包括左側板1、右側板2、前側板3、後側板4與頂板5，左側板1、右側板2、前側板3與後側板4形成一容納空間，左側板I上設置有左通氣口 6，右側板2上設置有右通氣口，左側板I的內側設置有左多孔板7，左側板I與左多孔板7形成左氣流腔8，左通氣口 6通過左氣流腔8與左多孔板7上的通孔9相連通，進而與箱體內的容納空間相連通；右側板2的內側設置有右多孔板10，右側板2與右多孔板10形成右氣流腔11，右通氣口通過右氣流腔11與右多孔板10上的通孔12相連通，進而與箱體內的容納空間相連通，右多孔板10與左多孔板7 —般採用相同的板體；容納空間的上開口與頂板5相適配，頂板5能卡扣在上開口上，頂板5上設置有拉手13，可通過拉手13開啟頂板5的作為窗口一段時間，以保證箱體內外氣溫氣溼等氣象因子一致性，又不致於移動底部已經固定好的箱體邊緣及影響箱體所罩住的積雪層。
[0017]更進一步的，左側板1、右側板2、前側板3與後側板4的底邊均設置有水平延伸的固雪板14,用於固定積雪。
[0018]應當理解的是，本實用新型的應用不限於上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種用於測定雪氣界面間通量的測試箱，其特徵在於，測試箱包括左側板、右側板、前側板、後側板與頂板，左側板、右側板、前側板與後側板形成一容納空間，左側板上設置有左通氣口，右側板上設置有右通氣口，左側板的內側設置有左多孔板，左側板與左多孔板形成左氣流腔，左通氣口通過左氣流腔與左多孔板上的通孔相連通，右側板的內側設置有右多孔板，右側板與右多孔板形成右氣流腔，右通氣口通過右氣流腔與右多孔板上的通孔相連通；容納空間的上開口與頂板相適配，頂板能卡扣在上開口上，頂板上設置有拉手。
2.根據權利要求1所述的測試箱，其特徵在於，左側板、右側板、前側板與後側板的底邊均設置有水平延伸的固雪板。
【文檔編號】G01F15/14GK204115802SQ201420434313
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】張剛 申請人:東北師範大學