[发明专利]水动力条件下水下气泡收集装置与水下气泡通量监测方法

权利要求书

1.水动力条件下水下气泡收集装置，包括倒置漏斗（1），倒置漏斗（1）顶部设有开口向下的集气瓶（2）和浮标（3），集气瓶（2）通过瓶口的瓶塞设有进气管（4）和排水管（5），进气管穿过瓶塞进入集气瓶底部，在倒置漏斗（1）敞口部通过绳子连接有配重吊坠（6），其特征在于：所述倒置漏斗（1）顶部设有管状连接头（7），管状连接头（7）与倒置漏斗（1）内部相通，管状连接头（7）上紧套有导气软管（8），导气软管（8）另一端与进气管（4）连接；所述浮标（3）通过绳子连接在倒置漏斗（1）的外表面，集气瓶（2）与浮标（3）固定在一起并在连接浮标的绳子拉直的情况下导气软管处于松弛状态。

2.根据权利要求1所述的水动力条件下水下气泡收集装置，其特征在于：所述倒置漏斗（1）由金属薄皮材料制作，在接缝处进行焊接密封，倒置漏斗敞口部安装镀锌钢圈形成底部圆形骨架。

3.根据权利要求2所述的水动力条件下水下气泡收集装置，其特征在于：所述管状连接头（7）为钢管，钢管焊接于倒置漏斗顶部，在钢管外表面设有用于增加与导气软管连接强度的向下的锯齿形纹理。

4.根据权利要求3所述的水动力条件下水下气泡收集装置，其特征在于：所述倒置漏斗内壁、镀锌钢圈外表面和管状连接头内壁涂有一层光滑的高分子防锈漆层。

5.根据权利要求2或3或4所述的水动力条件下水下气泡收集装置，其特征在于：所述倒置漏斗敞口部外缘对称焊有用于固定连接配重吊坠的绳子的钢扣；倒置漏斗顶部外缘对称焊有用于固定连接浮标的绳子的钢扣；在倒置漏斗（1）外壁上对称焊有把手（10）。

6.根据权利要求5所述的水动力条件下水下气泡收集装置，其特征在于：所述金属薄皮材料为镀锡铁板或轻质铝板。

7.根据权利要求6所述的水动力条件下水下气泡收集装置，其特征在于：所述集气瓶（2）上设有反映气泡收集量的刻度；所述导气软管（8）为硅胶管。

8.水动力条件下水下气泡通量监测方法，其特征在于：其监测步骤为：

1）水下气泡收集装置的安放：将权利要求1-7任一所述的水下气泡收集装置安放于气泡收集区域水体中，浮标浮于水面并系在水面锚绳上，倒置漏斗在配重吊坠的作用下没在水中，水面锚绳的一端固定于岸边，另一端固定于航道浮标或对岸；

2）气体的收集：在预先设定的监测周期完毕后，仅需将集气瓶在水下旋盖密封后自然取出，测量集气瓶内气体收集的体积和气体浓度；；

3）气泡释放通量的计算：根据下面公式即可计算气泡释放通量，

式中倾斜角θ为倒置漏斗相对于竖直线的夹角；装置底面积为倒置漏斗敞口端面积。

9.根据权利要求8所述的水动力条件下水下气泡通量监测方法，其特征在于：当倒置漏斗底面直径为700mm、高为1000mm时，倾斜角θ同配重吊坠重量G、水流流速v的函数关系为，基于上述函数关系，根据水流流速v和配重吊坠重量G即可计算出倾斜角θ的值。

10.根据权利要求8所述的水动力条件下水下气泡通量监测方法，其特征在于：所述水下气泡收集装置有若干套，分别通过各自的浮标系在水面锚绳上。