一种简易冰内气体采集装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种简易冰内气体采集装置，包括顶端开口的置冰容器和用于收集冰内气体的集气装置，以及用于将所述集气装置固定在置冰容器上的支撑装置，所述集气装置包括倒置的漏斗和与漏斗顶端连接的储气管，所述储气管的顶端安装有密封塞，所述支撑装置包括固定架设在置冰容器开口端的横杆，所述横杆上开设有通孔，所述通孔处固定安装有滑管，所述滑管内滑动设置有滑杆，所述滑管的侧壁上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有用于将滑杆固定在滑管上的固定螺杆，所述滑杆的底部与所述漏斗固定连接。本实用新型操作方式简便，解决了冰内气体难以采集的问题，使用效果好，并且制造成本低，可推广应用。
【专利说明】
一种简易冰内气体采集装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种气体采集装置，具体涉及一种简易冰内气体采集装置。
【背景技术】
[0002]我国北方大部属于季节性冰冻区，每年冬季冰层的生消过程是北方水体的重要水文过程。冰在冻结过程中，不仅是冰晶体的紧密凝结，在凝结过程中还会将水内过饱和溶解的气体、底质释放的气体(如甲烷等)和各类杂质(如卤水或结晶盐颗粒、泥土、水草等)冰冻在冰块内。气泡是天然冰层中最为常见的杂质，正是因为气泡的存在才致使冰层呈现乳白色。同时气泡的存在对冰层的光学性质产生显著影响。不仅如此，冰内气泡的存在还会产生以下影响:(I)气泡作为天然冰的重要组成，造成冰微观结构的多样性。气泡的多少和空间分布直接影响着冰光学、热学和冰内裂纹的发育。这些物理特征都直接控制着冰内热、光的传输，影响着冰下水体的生态环境；(2)冰内气泡影响着冰块的工程力学行为和力学强度，这些参数在计算静冰压力、动冰荷载和水工(海工)建筑物的冰激振动以及寒区水利工程设计、施工和管理中都至关重要；(3)多年冻土退化伴随着封存在冻土层内温室气体的释放，冻土区水塘、湖泊是气体释放的主要通道。冬季这些气体被冻结在湖冰内而暂时无法排入大气，造成大气温室气体(甲烷等)收支的季节性变化。如要定量冻土层内温室气体的浓度，测量冰内封存气泡的含量与成分则提供了一种便捷、有效的方法。另一方面，收集不同地区湖冰中气体成分资料，有利于揭示青藏高原天然气水合物的空间分布。
[0003]由此可见，无论是解析冰内气泡对冰自身结构的影响，还是评价冻土区温室气体平衡，都需准确测定冰内气体含量、分布及其成分。
[0004]目前，冰内气体含量测量通常采用冰切片图像分析和医用CT断层扫描等技术，但冰切片图像分析需要在低温环境中(通常在_15°C以下)依靠人力来完成，图像分析步骤繁琐，且大尺寸气泡无法分析，而CT断层扫描技术不能精确定位气泡-冰界面导致测量精度有限，且费用昂贵。两种方法都无法收集冰内气体，更别提分析气体成分。另外，市场上也没有专用的商用仪器用于收集冰层内气泡的装置。因此，亟需研制和开发一套高精度、简易的冰内气体采集装置，这具有较高的市场价值和广阔的科研用途。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种简易冰内气体采集装置。该气体采集装置结构简单，操作方式简便，解决了冰内气体难以采集的问题，方便使用，使用效果好，并且制造成本低，可推广应用。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，包括顶端开口的置冰容器和用于收集冰内气体的集气装置，以及用于将所述集气装置固定在置冰容器上的支撑装置，所述集气装置包括倒置的漏斗和与漏斗顶端连接的储气管，所述储气管的顶端安装有密封塞，所述支撑装置包括固定架设在置冰容器开口端的横杆，所述横杆上开设有通孔，所述通孔处固定安装有滑管，所述滑管内滑动设置有滑杆，所述滑管的侧壁上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有用于将滑杆固定在滑管上的固定螺杆，所述滑杆的底部与所述漏斗固定连接。
[0007]上述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述集气装置还包括采气袋，所述采气袋与储气管之间通过针头连通，所述针头穿过密封塞。
[0008]上述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述置冰容器的底部设置有水龙头。
[0009]上述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述漏斗与储气管之间螺纹连接。
[0010]上述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述漏斗的顶部设置有内螺纹，所述储气管的底部设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹。
[0011]上述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述漏斗与储气管之间设置有橡胶密封垫。
[0012]上述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述密封塞为橡皮塞。
[0013]上述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述置冰容器的形状为圆柱形。
[0014]上述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述置冰容器、漏斗和储气管均由透明的有机玻璃制成。
[0015]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、本实用新型结构简单，操作简便，解决了冰内气体难以采集的问题，方便使用，使用效果好，采集冰内气体的精度高，可推广应用。
[0017]2、本实用新型采用排水集气原理，置冰容器内放置冰块，然后向置冰容器中添加温水，冰块浮于水面，迅速将倒置的漏斗覆盖于冰块上，再向下滑动滑杆以使水面上移，直至倒置的漏斗、储气管内全部充满水体后，塞上密封塞，该过程能有效地排除漏斗和储气管内的杂质气体，保证收集到的气体全部来源与冰块内，显著提高了气体收集的精度。
[0018]3、本实用新型倒置的漏斗和储气管可随滑杆上下缓慢移动，当采气袋针头扎入密封塞后，通过滑杆上下运动而调节水位，方便和确保气体全部进入采气袋，更加精确和简便。
[0019]4、本实用新型的储气管可设置成多种不同规格尺寸的，满足不同含气量的冰块或不同体积的冰块的使用需要，体现本实用新型的灵活性和很强的实用性。
[0020]5、本实用新型的置冰容器、漏斗和储气管均采用透明的有机玻璃制成，方便直接观察冰块的融化和冰内气泡的析出，以及气泡上浮进入储气管的过程。
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的结构不意图。
[0023]附图标记说明:
[0024]I—置冰容器；2—漏斗；3—储气管；
[0025]4—密封塞；5—横杆；6—滑管；
[0026]7一滑杆；8一固定螺杆；9一冰块；
[0027]10 一水龙头。η 一采气袋；12—针头。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示，本实用新型包括顶端开口的置冰容器I和用于收集冰内气体的集气装置，以及用于将所述集气装置固定在置冰容器I上的支撑装置，所述集气装置包括倒置的漏斗2和与漏斗2顶端连接的储气管3，所述储气管3的顶端安装有密封塞4，所述支撑装置包括固定架设在置冰容器I开口端的横杆5，所述横杆5上开设有通孔，所述通孔处固定安装有滑管6，所述滑管6内滑动设置有滑杆7，所述滑管6的侧壁上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有用于将滑杆7固定在滑管6上的固定螺杆8，所述滑杆7的底部与所述漏斗2固定连接。
[0029]本实施例中，所述储气管3可设计成不同规格尺寸，方便针对不同体积冰块或者含气量不同的冰块使用。
[0030]本实施例中，所述集气装置还包括采气袋11，所述采气袋11与储气管3之间通过扎入密封塞4的针头12连通，所述针头12穿过密封塞4，将收集到的冰内气体可转移至采气袋11中，方便科研人员进行后续冰内气体成分检测分析。
[0031]本实施例中，所述置冰容器的底部设置有水龙头10，便于集气完毕后排水。
[0032]本实施例中，所述漏斗2与储气管3之间螺纹连接，连接方式简单，安装方便。
[0033]本实施例中，所述漏斗2的顶部设置有内螺纹，所述储气管3的底部设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹。
[0034]本实施例中，所述漏斗2与储气管3之间设置有橡胶密封垫，使漏斗2与储气管3密封效果更好，集气过程中不会漏气。
[0035]本实施例中，所述密封塞4为橡皮塞，橡皮塞密封效果好且容易得到。
[0036]本实施例中，所述置冰容器I的形状为圆柱形。
[0037]本实施例中，所述置冰容器1、漏斗2和储气管3均由透明的有机玻璃制成，方便直接观察冰块的融化和冰内气泡的析出，以及气泡上浮进入储气管3的过程。
[0038]本实用新型使用原理为:
[0039]第一步，先从观测地(湖冰、河冰、海冰、冰川等)切割出尺寸适中的冰块9，放入置冰容器I内，根据冰内气泡的大致含量，选择容积合适的储气管3，并取下密封塞4，连接储气管3与漏斗2，并通过所述橡胶密封垫密封；
[0040]第二步，将漏斗2放入置冰容器I内，并且漏斗2的漏斗口位于冰块9的正上方，将滑杆7从滑管6的底部插入，并采用固定螺杆8将滑杆7固定在滑管6内使其无法滑动；
[0041]第三步，关闭水龙头10，向置冰容器I内倒入温水，温水的温度以不超过15°C为宜，温水水面以超过储气管3的顶部为宜，然后旋松固定螺杆8，上下移动滑杆7，滑杆7带动倒置漏斗2上下移动，移动过程中保证储气管3的顶部不要露出温水水面，此过程可排出漏斗2和储气管3内部的气泡，随后旋紧固定螺杆8，将密封塞4紧紧地塞入储气管3的顶端；
[0042]第四步，旋松固定螺杆8，使漏斗2和储气管3可以上下自由滑动，随着冰块9缓慢融化，冰内气泡开始析出，气泡上浮至漏斗2的顶端，并汇集入储气管3内，待冰块9全部融化，气泡全部收集在储气管3内，然后旋紧固定螺杆8，使漏斗2和储气管3固定住，此时，将针头12扎入密封塞4内，使采气袋11和储气管3连通用于将储气管3内的气体转移至采气袋11中，该气体转移过程中，可旋松固定螺杆8，缓慢上下移动滑杆7，利用水压将储气管3内的气体缓缓压入采气袋11内。采集所获气体供体积测量和成分测定使用。
[0043]第五步，打开水龙头10，排出置水容器I内的水。
[0044]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制。凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，包括顶端开口的置冰容器(I)和用于收集冰内气体的集气装置，以及用于将所述集气装置固定在置冰容器(I)上的支撑装置，所述集气装置包括倒置的漏斗(2)和与漏斗(2)顶端连接的储气管(3)，所述储气管(3)的顶端安装有密封塞(4 )，所述支撑装置包括固定架设在所述置冰容器(I)开口端的横杆(5)，所述横杆(5)上开设有通孔，所述通孔处固定安装有滑管(6)，所述滑管(6)内滑动设置有滑杆(7)，所述滑管(6)的侧壁上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有用于将滑杆(7)固定在滑管(6)上的固定螺杆(8)，所述滑杆(7)的底部与所述漏斗(2)固定连接。2.根据权利要求1所述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述集气装置还包括采气袋(11)，所述采气袋(11)与储气管(3)之间通过的针头(12)连通，所述针头(12)穿过密封塞(4)。3.根据权利要求1或2所述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述置冰容器的底部设置有水龙头(10)。4.根据权利要求1或2所述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述漏斗(2)与储气管(3)之间螺纹连接。5.根据权利要求4所述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述漏斗(2)的顶部设置有内螺纹，所述储气管(3)的底部设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹。6.根据权利要求1或2所述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述漏斗(2)与储气管(3)之间设置有橡胶密封垫。7.根据权利要求1所述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述密封塞(4)为橡皮塞。8.根据权利要求1所述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述置冰容器(I)的形状为圆柱形。9.根据权利要求1所述的一种简易冰内气体采集装置，其特征在于，所述置冰容器(1)、漏斗(2)和储气管(3)均由透明的有机玻璃制成。
【文档编号】G01N1/22GK205656040SQ201620433527
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月12日 公开号201620433527.8, CN 201620433527, CN 205656040 U, CN 205656040U, CN-U-205656040, CN201620433527, CN201620433527.8, CN205656040 U, CN205656040U
【发明人】黄文峰, 雷雪莲, 杨兰, 刘晓群
【申请人】长安大学