一种地震地下流体气汞前兆监测储气装置的制作方法

本实用新型涉及地震地下流体化学量前兆监测技术领域，具体是涉及一种地震地下流体气汞前兆监测储气装置。

背景技术：

汞是地震地下流体化学量前兆监测中的重要测项之一，其在地震监测及预测方面得到了广泛应用。在地震气汞观测系统中，脱气、储气等井口装置设计的好坏会直接关系到被观测量的真实性、准确性和稳定性；同时，根据井口条件的不同，地震气汞观测系统会采用不同的脱气装置和储气装置，其中静水位井口一般采用浮动罩式集气装置，而动水位井口较多采用溅落式脱气集气装置。然而，通过近年的使用发现，动水位井口采用的溅落式脱气集气装置不仅脱气效率不高，脱出气体的汞测值非常低，而且该装置容积较大，气体交换慢，新脱出的气体容易被原来的气体混合稀释，导致不能快速如实地反映地下水中的气体变化。

为提升地震动水位观测井脱气效率，地震监测技术人员设计了自然吸气鼓泡脱气装置(以下简称“脱气装置”)，该装置具有体积小、主动脱气、脱气效率高、脱气稳定等优点，可配合被动式采样的地震地下水化学量观测仪器开展长期稳定监测。然而，目前地震在网监测的地震气汞观测仪器(atg－6138m型痕量汞在线自动分析仪、rg-bqz型数字化智能测汞仪等)均采用整点主动采样方式工作，导致自然吸气鼓泡脱气装置无法直接与此类仪器组成观测系统以开展地震气汞观测。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种可配合提升地震气汞观测效率的地震地下流体气汞前兆监测储气装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种地震地下流体气汞前兆监测储气装置，包括壳体、固定安装于壳体内的气囊和与气囊连通的进气管、泄气管和采样管，所述壳体上设置有若干个通气孔，所述进气管可与脱气装置连接，所述泄气管上设置有半透阀。

更优的，所述进气管、采样管和泄气管可分别延伸至气囊内的底部、中部和顶部。

更优的，还包括安装于壳体上的进气流量计和泄气流量计，所述进气流量计可通过软管与进气管连通，所述泄气流量计可通过软管与泄气管连通。

更优的，所述泄气流量计与半透阀制成一体。

更优的，还包括设置于壳体内的连接柱，所述气囊可通过连接柱固定安装于壳体内，所述进气管、采样管和泄气管的一端可贯穿连接柱而另一端可贯穿壳体。

更优的，所述壳体、进气管、泄气管和采样管采用亚克力材质，所述进气管、泄气管和采样管与壳体采用亚克力胶水粘合。

更优的，所述脱气装置采用自然吸气鼓泡脱气装置，所述自然吸气鼓泡脱气装置包括脱气罐、与脱气罐连通的进水管和与进水管连通的空气进入管，所述脱气罐上设置有泄流口，所述进气管可与脱气罐连通。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果是：

针对地震动水位观测井及地震气汞测量仪所采气样的时效性，采用了可与自然吸气鼓泡脱气装置配合的储气装置，该储气装置可满足地震气汞测量仪主动、定时、定量采样需求，维持地震地下流体气汞监测系统内气压的动态平衡，保证被测气汞及时置换和地震地下流体气汞监测系统的稳定运行，从而提升地震气汞监测效率。

附图说明

图1为本实用新型一种地震地下流体气汞前兆监测储气装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种地震地下流体气汞前兆监测系统的结构示意图。

图3为本实用新型在不同时间段的气囊内部气压和外部大气压的对比图。

图示说明：1-壳体，11-通气孔，12-连接柱，2-气囊，3-进气管，4-泄气管，5-采样管，6-软管，7-进气流量计，8-泄气流量计，10-脱气装置，101-脱气罐，102-进水管，103-进水阀，104-空气进入管，105-泄流口，20-储气装置。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步地说明。

本实施例提供了一种地震地下流体气汞前兆监测储气装置，其结构示意图如图1所示，包括壳体1、气囊2、进气管3、泄气管4、采样管5、软管6、进气流量计7和泄气流量计8。

上述壳体1设置为封闭的空心圆柱体，在该壳体1的底部设置有若干个通气孔11，以使壳体1内外空气相通。在该壳体1内还设置有连接柱12，上述气囊2的颈部可通过该连接柱12固定安装于壳体1内。上述进气管3、泄气管4和采样管5均设置于壳体1内，且进气管3、泄气管4和采样管5的一端可贯穿连接柱12并延伸至气囊2内。具体来说是，进气管3、采样管5和泄气管4可分别延伸至气囊2内的底部、中部和顶部，以便于气样的及时置换更新。上述进气管3、泄气管4和采样管5的另一端均可贯穿壳体1的顶端，以便于进气、泄气和采气。上述进气管3可与脱气装置10连接，以使从井水中脱出的气体(即气样)进入气囊2内。上述泄气管4上设置有半透阀(图中未画出)，该半透阀相当于单向阀，即气囊2内的气样可通过泄气管4排出，而壳体1外的空气无法进入气囊2内，以防外界空气稀释气囊2内的气样。上述进气流量计7和泄气流量计8均固定安装于壳体1上，其中进气流量计7可通过软管6与进气管3连通以监测进气流量，而泄气流量计8可通过软管6与泄气管4连通，且泄气流量计8与上述半透阀制成一体，以便监测泄气流量和显示半透阀的启闭状态。

另外，为使储气装置轻便且气密性好，上述壳体1、进气管3、泄气管4和采样管5均采用亚克力材质，且进气管3、泄气管4和采样管5与壳体1采用亚克力胶水粘合。同时，气囊2采用橡胶材质，软管6采用硅胶材质。

同时需要说明的是，本实施例中提供的储气装置只是一个最佳示例，实际应用过程中不限于此。

为更好地阐述本实用新型，本实施例还提供了一种地震地下流体气汞前兆监测系统，其结构示意图如图2所示，包括脱气装置10、储气装置20和地震气汞测量仪，其中脱气装置10采用自然吸气鼓泡脱气装置。本实施例还提供了一种自然吸气鼓泡脱气装置的结构示意图，包括脱气罐101、进水管102和空气进入管104。具体来说，进水管102的一端与动水位井水连通，而另一端延伸至脱气罐101内；为控制井水流速及脱出气体流量，在进水管102上安装有进水阀103；空气进入管104可与进水管102连通，以便外界空气利用井水流速差产生的负压被吸入储气罐101内并使储气罐101内的井水进行自然鼓泡，而从井水中脱出的气体(即气样)可通过进气管3扩散进入储气装置20的气囊2内；在脱气罐101上还设置有泄流口105，以便井水的及时排出。

本实用新型的工作原理如下：

将储气装置与脱气装置、地震气汞测量仪连接以组成地震地下流体气汞前兆监测系统。

在地震气汞测量仪非采气时段，脱气装置内脱出的气体通过进气管自然扩散进入储气装置的气囊内，直至气囊逐渐鼓胀达到饱和状态，且在气囊外壁压力下泄气流量计中的半透阀开启以使气囊中的气样排出；在此过程中，当进气流量计与泄气流量计的示值基本相同时，不仅可说明整个储气装置处于气压动态平衡状态，而且气囊内气样得到了及时置换更新。

在地震气汞测量仪采气时段，地震气汞测量仪内的气泵从气囊内抽取新鲜气样，因气囊壁压力减弱，泄气管上的半透阀此时会自动闭合，以防止外部空气被吸入气囊内而稀释气样。

同时，为调控储气装置内气体更新速率，实现实时连续采样及实时连续在线监测，实现对汞浓度变化进行准确快速的分析，可根据进气流量和采气流量适当调整脱气装置脱出气体流量。

最后，为验证储气装置与地震气汞测量仪、脱气装置所组成的地震地下流体气汞前兆监测系统的稳定性，在保障气囊气密性的前提下，在储气装置的气囊内设置有气压传感器，这样可通过比较地震地下流体气汞前兆监测系统运行过程中气囊内部气压与外部大气压趋势的一致性，来判断加入储气装置后监测系统的稳定性。

为保障数据的可比性，本次实验用于检测气囊内部气压和外部大气压的气压传感器均为与wwy-1型气象三要素综合观测仪所匹配的气压传感器。在实验过程中，动水位井水通过进水阀及进水管流入储气罐内，因井水流速差产生的负压可将外部空气吸入储气罐内使井水进行自然鼓泡，而脱出的气体可通过进气管自然扩散进入气囊内，直至气囊内部充满被测气样。本次实验所采用的地震气汞测量仪为atg－6138m型痕量汞在线自动分析仪，其在不采气时段，气囊一直处于饱和充气状态，且在气囊外壁压力下，半透阀开启以排出待测气样并及时更新气囊内气样；而在采气时段，atg－6138m型痕量汞在线自动分析仪内置气泵从气囊内抽取定量气体，此时气囊内压力瞬时下降，半透阀关闭以阻止外界空气倒吸入气囊内而稀释待测气样；结束采气时刻，进气管补充过来的气体可使气囊及时饱和，此时半透阀重新打开以使气囊内部气压再次恢复平衡状态。

通过设计试验且为期数天的实验，获取了在实验条件下气囊内部气压和外部大气压数据(如图3所示)。从两组气压数据可看出：气囊内部气压与外部大气压日趋势保持一致，且在不采气时段，气囊内部气压较大气压平均低1pha左右，早、晚时段气囊内部气压较大气压差值偏大，中午时段气囊内部气压较大气压差值较小；而在采气时段，气囊内部气压会出现“突跳”。同时，通过分析气囊内部气压和外部大气压数据可知：监测系统内部气压基本保持动态平衡状态；储气装置具有较好的兼容性，基本能保证被测气体及时置换更新和监测系统的稳定运行，更可配合自然吸气鼓泡脱气装置提升被测气体的脱气效率。

以上所述仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。