專利名稱：取氣口可調(diào)簡易氣體取樣靜態(tài)箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本實用新型涉及取氣口可調(diào)簡易氣體取樣靜態(tài)箱，特別是指一種取氣高度可隨作物生長不斷調(diào)節(jié)的簡易氣體取樣靜態(tài)箱，主要用于農(nóng)田和濕地特別是水稻田等操作難度較大的生態(tài)系統(tǒng)的氣體排放觀測。
技術(shù)背景:全球氣候變暖已成各國普遍關(guān)注的研究熱點，研究表明，人類活動影響導(dǎo)致的溫室氣體(二氧化碳、甲烷和氧化亞氮)排放是全球變暖的一大誘因。農(nóng)田土壤是大氣溫室氣體的主要人為源，特別是水稻，作為世界主要糧食作物，分布面積較大，是甲烷最重要的人為源之一,其甲烷排放量占甲烷全球總排放的12% -30%。此外，水稻田也排放少量氧化亞氮，盡管總量較小，但其全球增溫潛勢遠(yuǎn)大于甲烷，因此也不容忽視。現(xiàn)在稻田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放觀測多采用靜態(tài)箱-氣相色譜法。靜態(tài)箱的設(shè)計和選擇對于研究成果有重要的影響。對于自動靜態(tài)箱，前期耗費大量經(jīng)費和人力投資，后期運轉(zhuǎn)、維護也較復(fù)雜，成本較高，不宜推廣。對于手動靜態(tài)箱，許多研究者采用不銹鋼或塑料(PVC)材料，雖然隔 熱效果較好，但較笨重，特別是有些分體式采樣箱，頂箱由底、中、上三層構(gòu)成，不僅操作復(fù)雜，而且容易出現(xiàn)密封不嚴(yán)導(dǎo)致漏氣的問題。對于水稻田和類似的濕地系統(tǒng)，操作層土壤濕度大，對取樣操作要求明顯高于旱地，因此，需要推廣輕便、簡易、操作簡單的靜態(tài)箱的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容:針對上述問題，本實用新型的主要目的在于使用一種取氣管長度可變的簡易靜態(tài)取樣箱，隨作物生長高度的變化，在不改變頂箱高度的情況下，實時調(diào)整取樣管的長度，使氣體取樣更均一、更有針對性。主框架由超薄不銹鋼片和聚碳酸酯板(PC板)加工，重量輕，體積小，易于搬運。另外，本發(fā)明針對水稻田土壤的特殊性，底座上面水槽高度較低，同時底座插入土壤部分均勻鉆孔，這樣可以確保底座內(nèi)外的水分和熱量交流，使觀測結(jié)果更有代表性。為實現(xiàn)上述功能，本實用新型提供一種取氣管高度可調(diào)靜態(tài)取樣暗箱，其特征在于包含:一取氣裝置，包括一主取氣口、四取氣管、一氣壓平衡裝置、一溫度探頭和一換氣裝置，所述主取氣口由優(yōu)質(zhì)不銹鋼加工，為快擰接口，所述四取氣管分別長80厘米、60厘米、40厘米和20厘米，分別在作物生長初期、中期、中后期和收獲期四個關(guān)鍵時期使用，所述氣壓平衡裝置和溫度探頭接口均勻設(shè)置于頂面主取氣口的一側(cè)，所述換氣裝置由固定于頂箱內(nèi)部頂面連接不銹鋼條上的電扇和頂箱外部頂端的電池構(gòu)成；一頂箱，包括一側(cè)面PC板、一頂面圓形PC板、一側(cè)面不銹鋼封條、一頂面不銹鋼封條、一底面不銹鋼封條、一頂面固定不銹鋼鋼圈、一頂面連接不銹鋼條、二手柄、若干螺絲和一反光隔熱裝置，所述側(cè)面PC板為長方形，長度等于箱體高度，寬度等于頂面直徑，所述頂面圓形PC板，直徑大于55厘米，所述反光隔熱裝置，包括一層反光隔熱膜，材料為PVC波音片；一底座,包括一內(nèi)圈和一外圈，所述內(nèi)圈，下部鉆有若干圓孔，所述外圈與內(nèi)圈上部高度相同，保證底座內(nèi)外的水分和熱量流通。采用了上述技術(shù)方案的本實用新型具有以下優(yōu)點:1、取氣管長度根據(jù)作物生長階段調(diào)節(jié)，保持取氣口在最均勻的氣體分布點取樣，在不改變箱體大小的情況下，做到較針對性的精確取樣，節(jié)省了操作成本。2、底座上部水槽高度較低，下部插入地下部分鉆有若干小孔，這樣，能充分保證埋入土壤后底座內(nèi)外的水分和熱量交流，對作物生長降至最低限度。3、箱體主框架由超薄PC板構(gòu)成，輔以優(yōu)質(zhì)超薄不銹鋼固定，重量輕、強度高，對人力要求較低，易于濕地生態(tài)系統(tǒng)的取樣操作。4、頂箱頂部設(shè)有氣壓平衡裝置，使取氣過程中箱內(nèi)外氣壓相同，保證了取樣精度。


:圖1是本實用新型總體構(gòu)造正視圖圖2是本實用新型總體構(gòu)造側(cè)面剖面圖圖3是本實用新型主體構(gòu)造俯視圖圖4是本實用新型主體構(gòu)造仰視圖圖5是本實用 新型底座正視圖圖6是本實用新型底座側(cè)視圖圖7是本實用新型頂部一側(cè)局部放大圖圖8是本實用新型頂箱側(cè)面底部連接放大圖圖9是本實用新型底座內(nèi)外圈焊接局部放大圖
具體實施方式
:如圖1和圖2所示，本實用新型取氣口可調(diào)簡易氣體取樣靜態(tài)箱包括一取氣裝置10、一頂箱20及一底座30三部分。取氣裝置10包括取氣口 11、四取氣管111、氣壓平衡裝置12、溫度探頭13、電池14和電扇141。取氣口 11位于頂箱20頂部中心，為不銹鋼快擰接頭，四取氣管111通過取氣口 11插入頂箱20內(nèi)部，氣壓平衡管12和溫度探頭13沿頂面直徑均勻分布于取氣口一側(cè)(圖3和圖4)。電池14固定于頂箱20外部的側(cè)面不銹鋼封條232的頂端(圖7)，電扇141則固定于頂箱內(nèi)部的頂面連接不銹鋼條24的一側(cè)(圖2)。頂箱20包括頂面圓形PC板21、側(cè)面PC板211、頂面固定不銹鋼鋼圈22、頂面不銹鋼封條23、底面不銹鋼封條231、側(cè)面不銹鋼封條232、頂面連接不銹鋼條24、二手柄25、若干螺釘26和反光隔熱膜27。側(cè)面PC板211的頂端和不銹鋼鋼圈22都鉆有小孔，將側(cè)面PC板211頂端沿不銹鋼鋼圈22纏繞一圈，其外側(cè)再用頂面不銹鋼封條23纏繞一圈，用若干螺釘26將它們固定于不銹鋼鋼圈22的側(cè)邊上(圖7)，將底面不銹鋼封條231纏繞在側(cè)面PC板211的底端，由若干螺釘26將其固定好(圖8)，這樣圓柱形頂箱20框架已形成。接著，利用側(cè)面不銹鋼封條232，沿側(cè)面PC板211的邊縫用若干螺釘26將其固定(圖7和圖8)。頂面連接不銹鋼條24 —端固定于側(cè)面不銹鋼封條232的頂端下方，另一端固定于頂面不銹鋼封條23，沿頂面直徑分布，中心部位鉆有大孔，供取氣管111通過。箱體內(nèi)部各部件裝好后，即可安裝頂面圓形PC板21，將其緊貼側(cè)面PC板211置于不銹鋼鋼圈22的上邊，再通過螺釘26將其與頂面不銹鋼封條23、側(cè)面不銹鋼封條232固定(圖7)。為確保頂箱的密閉性，頂面圓形PC板21四周與頂面不銹鋼封條23接觸處以及頂箱20箱體所有設(shè)有固定螺釘26之處都要涂抹密封膠。箱體加工完后，即將準(zhǔn)備好的反光隔熱膜27貼于箱體外側(cè)(圖1)。底座30由外圈31和內(nèi)圈32組成，內(nèi)圈32下部鉆有若干直徑3厘米的圓孔33 (圖5和圖6)，鉆孔區(qū)域為插入土壤中的部分，高度至少15厘米，以保證底座的穩(wěn)定性。外圈31為彎折呈直角的圓環(huán)形，水平的一邊焊接于內(nèi)圈32鉆孔區(qū)域以上的部分(圖9)，使外圈31的豎直的一邊和內(nèi)圈32的地上部分之間形成圓環(huán)形的水槽34。現(xiàn)結(jié)合圖1、圖2、圖5和圖6，說明本實用新型的野外安裝及具體使用方式。第一步，底座安裝。在采樣開始前至少一天，要將底座30安裝于田間，使得打有圓孔33的內(nèi)圈32的下部完全插入土壤中，使外圈31的底面緊貼土壤表面，并確保內(nèi)外圈頂部水平，在安裝底座過程中避免對底座內(nèi)植株的物理損傷。第二步，取氣前準(zhǔn)備工作。在底座安裝好之后，開始取氣操作前，準(zhǔn)備好頂箱20，如果是作物生長初期，使用最長的一根取氣管111 (根據(jù)作物長勢及株高，適時更換剩余的取氣管，是取氣高度始終在作物植株最高點上方5-10厘米)。接著觀察底座，看起是否保持水平狀態(tài)和水槽內(nèi)有無水層，如果底座內(nèi)沒有水層，要從離底座較遠(yuǎn)處(避免對取樣點的干擾)取適量的水加入其中，使其保持2-3厘米的水層。另外，要仔細(xì)檢查箱體各連接處、各取氣及輔助裝置的接口是否穩(wěn)固，防止漏氣。第三步，罩箱。在將頂箱20罩箱前,打開頂部的電池14開關(guān),利用風(fēng)扇141的轉(zhuǎn)動將箱內(nèi)積聚的氣體排出，然后關(guān)閉電池開關(guān)(如果多個采樣點使用一個頂箱輪流取氣，則每個點取完后都要進行排出余氣的操作)，然后一手握手柄25，一手扶住頂箱側(cè)面，將頂箱小心的扣入底座30的水槽34內(nèi)，罩箱過程避免對底座內(nèi)作物的物理損傷，罩箱動作要輕微，避免底座的擾動，如果不慎擾動了底座，要待底座內(nèi)土壤和水分穩(wěn)定后再進行取氣操作。頂箱罩好后，即可開始靜態(tài)箱法取氣操作。每次試 驗后，要檢查電池電量，確保下次試驗有充足的供電。
權(quán)利要求1.一種取氣口可調(diào)簡易氣體取樣靜態(tài)箱，其特征在于，包含: 一取氣裝置，包括一主取氣口、四取氣管、一氣壓平衡裝置、一溫度探頭和一換氣裝置，所述主取氣口由優(yōu)質(zhì)不銹鋼加工，為快擰接口，所述四取氣管分別長80厘米、60厘米、40厘米和20厘米，分別在作物生長初期、中期、中后期和收獲期四個關(guān)鍵時期使用，所述氣壓平衡裝置和溫度探頭接口均勻設(shè)置于頂面主取氣口的一側(cè)，所述換氣裝置由固定于頂箱內(nèi)部頂面連接不銹鋼條上的電扇和頂箱外部頂端的電池構(gòu)成；一頂箱，包括一側(cè)面PC板、一頂面圓形PC板、一側(cè)面不銹鋼封條、一頂面不銹鋼封條、一底面不銹鋼封條、一頂面固定不銹鋼鋼圈、一頂面連接不銹鋼條、二手柄、若干螺絲和一反光隔熱裝置，所述側(cè)面PC板為長方形，長度等于箱體高度，寬度等于頂面直徑，所述頂面圓形PC板，直徑大于55厘米，所述反光隔熱裝置，包括一層反光隔熱膜，材料為PVC波音片；一底座,包括一內(nèi)圈和一外圈，所述內(nèi)圈，下部鉆有若干圓孔，所述外圈與內(nèi)圈上部高度相同，保證底座內(nèi)外的水分和熱量流 通。
專利摘要本實用新型公開了一種取氣口可調(diào)的簡易氣體取樣靜態(tài)箱。屬于農(nóng)田痕量氣體觀測領(lǐng)域，包括取氣裝置、頂箱和底座三部分。其中主取氣口采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼快擰接頭，根據(jù)作物不同生長階段采用不同長度的不銹鋼取氣管，能充分利用箱體空間，節(jié)約成本；頂箱為圓柱形，由超薄聚碳酸酯板加工，輔以超薄不銹鋼片固定，這種結(jié)構(gòu)保證了箱體較輕的質(zhì)量和穩(wěn)定的構(gòu)造；底座也由優(yōu)質(zhì)不銹鋼加工，且水槽部分高度較低，下部鉆孔，這樣利于上部和下部底座內(nèi)外的水分和熱量流通，較大程度降低了對作物生長的影響，適于長期置于水分含量較高的水稻田等農(nóng)田環(huán)境的氣體取樣。本實用新型可用于水田(水稻田)和旱地(小麥等旱地作物)農(nóng)田系統(tǒng)及草地系統(tǒng)溫室氣體取樣。
文檔編號G01N1/22GK203101131SQ20132004595
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者秦曉波, 李玉娥, 萬運帆, 高清竹, 孟夢, 劉碩, 馬欣, 廖育林, 范美蓉 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所