一種用於採集河流氣泡的裝置的製作方法

2023-06-01 22:39:51

本實用新型屬於生態環境監測技術領域，具體涉及一種用於採集河流氣泡的裝置。

背景技術：

河流（道）底部釋放的氣泡中含有大量的甲烷（CH4）氣體，CH4也是一種重要的溫室氣體，其溫室效應潛能是二氧化碳（CO2）的25倍，大氣中CH4濃度的快速增加是影響全球氣候變化的重要因素。

由於河流（道）中釋放出的氣泡具有隨機性、偶然性的特點，捕獲氣泡，並定量測定氣泡中CH4體積和濃度不易。

針對上述技術問題，故需要進行改進。

技術實現要素：

本實用新型是為了克服上述現有技術中的缺陷，提供一種結構簡單、安全可靠、成本低、

方便作業、採樣誤差小的用於採集河流氣泡的裝置。

為了達到以上目的，本實用新型所採用的技術方案是：一種用於採集河流氣泡的裝置，包括倒置漏鬥和跨河繩索；在倒置漏鬥頂部設有開口向下的收集瓶；收集瓶套接於倒置漏鬥上，收集瓶與倒置漏鬥可拆式連接，收集瓶部分或全部浸沒於河流中，倒置漏鬥底部固設有與倒置漏鬥相適配的錐形裙，所述錐形裙的敞口底部通過繩子連接有配重塊，所述錐形裙外表面通過繩子連接在跨河繩索上。

作為本實用新型的一種優選方案，所述錐形裙的一側形成有導向部，導向部的長度為錐形裙高度的2倍。

作為本實用新型的一種優選方案，所述錐形裙的底部通過繩子連接有至少一個擾流球，該擾流球轉動連接於繩子的一端。

作為本實用新型的一種優選方案，所述擾流球上形成有若干尖刺部，尖刺部均勻分布於擾流球上。

作為本實用新型的一種優選方案，所述收集瓶與倒置漏鬥通過AB膠連接。

作為本實用新型的一種優選方案，所述錐形裙由金屬薄皮材料製作，在接縫處進行焊接密封；所述錐形裙內安裝有若干鍍鋅鋼圈，該鍍鋅鋼圈在錐形裙底部形成圓形骨架。

作為本實用新型的一種優選方案，所述錐形裙與倒置漏鬥的連接處外緣等距焊有用於固定連接跨河繩索的繩子的上鋼扣；錐形裙敞口部外緣等距焊有用於固定連接配重塊的繩子的下鋼扣。

作為本實用新型的一種優選方案，所述在倒置漏鬥外壁上對稱設有把手，把手與倒置漏鬥固定連接，一體成型。

作為本實用新型的一種優選方案，所述金屬薄皮材料為鍍錫鐵板或輕質鋁板。

本實用新型的有益效果是：

1.本實用新型裝置體積小、組成簡單、成本低廉，可準確有效地採集由河流（道）底部釋放的氣泡，利用目標氣體（CH4）難溶於水的特點，將隨機釋放的氣泡通過倒置的漏鬥進行收集，排掉礦泉水瓶中的水體，製作本氣泡採集裝置的成本廉價、材料方便易得、實際人工操作簡單、液封對氣泡的密封性好。

2.本實用新型通過固定在跨河的繩索上，減少外界幹擾（如大風、流水、暴雨），本裝置具有易放置、易收集、不容易翻掉的特點。

3.通過設置在錐形裙的一側形成有導向部，導向部在水流的作用下，用於阻擋氣泡的流失，便於收集瓶快速的收集氣泡。

4.通過在錐形裙底部設置擾流球，在擾流球上形成有若干尖刺部，擾流球在水流的作用下轉動，通過尖刺部使水底的氣泡壓力膨脹，聚集，打破水底氣泡的動態平衡，增加了收集氣泡的穩定性。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例二結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例三結構示意圖；

圖中附圖標記：倒置漏鬥1，收集瓶2，錐形裙3，導向部3-1，鍍鋅鋼圈3-2，配重塊4，跨河繩索5，AB膠6，擾流球7，尖刺部8，上鋼扣9，下鋼扣10，把手11。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型實施例作詳細說明。

實施例1：如圖1所示，一種用於採集河流氣泡的裝置，包括有至少一個採集河流氣泡的裝置，圖1上設置為兩個，該裝置包括有倒置漏鬥1和跨河繩索5；在倒置漏鬥1頂部設有開口向下的收集瓶2；收集瓶2套接於倒置漏鬥1上，收集瓶2與倒置漏鬥1可拆式連接，收集瓶2部分或全部浸沒於河流中，倒置漏鬥1底部固設有與倒置漏鬥1相適配的錐形裙3，所述錐形裙3的敞口底部通過繩子連接有配重塊4，所述錐形裙3外表面通過繩子連接在跨河繩索5上；通過跨河繩索5可以有效地固定若干倒置漏鬥1，保證了該裝置收集氣泡的穩定性和安全性。

倒置漏鬥1底部直徑為600mm～700mm、高為900～1000mm的圓錐形。同傳統裝置相比，改進後裝置迎水面積縮小約30%（以700mm計），裝置底面積和裝置體積縮小約51%（以1000mm計），圓錐形裝置的頂角約縮小了28%（原裝置頂角約為53°，改進後約為38°）。由於適當減少了裝置的底表面積和體積，有效減少了迎水面積，降低裝置的繞流阻力，減少其在有流速條件下的傾斜程度，而且也更加便攜。另一方面，尺寸調整後，氣泡更易匯聚至頂端。而由於縮小所帶來的收集面積下降則可以通過增加現場裝置施放數量予以克服。

將空間上無序、時間上具有偶然性的氣泡通過在河流的橫斷面上放置一系列倒置的漏鬥12~24小時後，準確地測量出氣泡的體積。採集氣泡中一定量的體積（1mL），使用氣相色譜測定其CH4濃度，計算出CH4的排放通量，計算出區域內氣泡對CH4排放的貢獻。

收集瓶2與倒置漏鬥1通過AB膠6連接，在使用前保證了收集瓶2與倒置漏鬥1的連接密封性，同時，也使得收集瓶2與倒置漏鬥1在河水浸泡以後能分開，使得收集瓶2能通過瓶蓋封住；本裝置可以長期放置於水下，收氣時僅需將收集瓶2在水下旋蓋密封然後自然取出。由於收集瓶2位於水面，避免了傳統裝置易出現因氣壓改變而導致收集氣體跑漏或再溶解的現象，有效減少了採樣誤差。

錐形裙3由金屬薄皮材料製作，在接縫處進行焊接密封；錐形裙3內安裝有若干鍍鋅鋼圈3-2，該鍍鋅鋼圈3-2在錐形裙3底部形成圓形骨架；增加了錐形裙3整體的牢固度，錐形裙3與倒置漏鬥1的連接處外緣等距焊有用於固定連接跨河繩索5的繩子的上鋼扣9；錐形裙3敞口部外緣等距焊有用於固定連接配重塊4的繩子的下鋼扣10；因為倒置漏鬥1由金屬薄皮材料製作後，表面光滑，通過上鋼扣9可以拴系尼龍繩，使得錐形裙3和倒置漏鬥1與跨河繩索5連接的更加穩定，通過下鋼扣10可以拴系尼龍繩，使得配重塊4與錐形裙3方便的連接。

倒置漏鬥1外壁上對稱設有把手11，把手11與倒置漏鬥1固定連接，一體成型；增加了把手11的整體連接強度，把手11的設置同樣便於裝置的安放和收起。

實施例2：如圖2所示，錐形裙3的一側形成有導向部3-1，導向部3-1的長度為錐形裙3高度的2倍；通過設置在錐形裙3的一側形成有導向部3-1，導向部3-1在水流的作用下，用於阻擋氣泡的流失，便於收集瓶2快速的收集氣泡。

本實用新型的使用過程為：採樣時，首先將倒置漏鬥1上的細繩繫到跨河繩索5上，然後將收集瓶2灌滿水後通過AB膠6連接至倒置漏鬥1上；開始時需要確保收集瓶2內沒有氣泡存在；放置12到24個小時後，在水下使得收集瓶2與倒置漏鬥1分開，在水下用完好的瓶蓋封住收集瓶2，有序放置到紙盒內，送回實驗室，先使用量筒測量收集瓶2內剩餘水的體積，計算出氣泡的體積，然後使用1mL注射器抽取1mL的氣泡體積，注射到裝有1L的氮氣的氣袋內，使用氣相色譜分析其中CH4濃度。

本實施例2的其他內容與實施例1相同。

實施例3：如圖3所示，錐形裙3的底部通過繩子連接有至少一個擾流球7，該擾流球7轉動連接於繩子的一端；擾流球7上形成有若干尖刺部8，尖刺部8均勻分布於擾流球7上；

通過在錐形裙3底部設置擾流球7，在擾流球7上形成有若干尖刺部7，擾流球7在水流的作用下轉動，通過尖刺部8使水底的氣泡壓力膨脹，聚集，打破水底氣泡的動態平衡，增加了收集氣泡的穩定性。

本實施例3的其他內容與實施例2相同。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現；因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。

儘管本文較多地使用了圖中附圖標記：倒置漏鬥1，收集瓶2，錐形裙3，導向部3-1，鍍鋅鋼圈3-2，配重塊4，跨河繩索5，AB膠6，擾流球7，尖刺部8，上鋼扣9，下鋼扣10，把手11等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。