一種利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置。該氣體采集裝置包括插接設(shè)置的靜態(tài)箱和基座，靜態(tài)箱為頂部密封的圓筒結(jié)構(gòu)，基座為兩端開口的圓筒結(jié)構(gòu)；靜態(tài)箱下端開口的邊緣設(shè)置有凹槽硅膠環(huán)，凹槽硅膠環(huán)環(huán)繞靜態(tài)箱的下端開口一周；基座上端開口的邊緣設(shè)置有凸起硅膠環(huán)，凸起硅膠環(huán)環(huán)繞基座上端開口一周；凸起硅膠環(huán)嵌入設(shè)置在凹槽硅膠環(huán)內(nèi)；靜態(tài)箱下開口邊緣與基座上開口邊緣通過密封卡扣連接。本實用新型所述利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，田間原位觀測性好、基座對土壤擾動小、運輸便攜、易操作，適合農(nóng)田多點、大批量氣體樣品的采集。
【專利說明】
一種利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，屬于氣體采集裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，農(nóng)業(yè)源溫室氣體研究已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生態(tài)效應(yīng)研究的熱點問題之一。據(jù)估計，農(nóng)業(yè)源溫室氣體約占全球溫室氣體排放總量的14%，減緩農(nóng)業(yè)源溫室氣體排放對控制全球氣候變化有重要作用。
[0003]在農(nóng)業(yè)源溫室氣體研究中，溫室氣體采集裝置是溫室氣體通量研究的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外通用的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體采集測定方法主要有靜態(tài)箱-氣相色譜法和田間氣體分析儀原位觀測法，其中靜態(tài)箱-氣相色譜法具有成本低、易控制、易操作等優(yōu)點，而靜態(tài)箱裝置受材質(zhì)、成本、運輸、便利性等條件影響則呈現(xiàn)多樣化，但基本結(jié)構(gòu)仍然是箱體和基座構(gòu)成。所述箱體和基座之間通過基座上的水槽注水來實現(xiàn)箱體和基座的注水密封，由于注水密封在旱地農(nóng)田溫室氣體采集過程中受水源條件、運輸條件、水槽易損壞等限制因素影響，氣體樣品采集過程易受干擾而影響氣體樣品穩(wěn)定性。
[0004]關(guān)于注水密封，中國專利CN10173111B公開了一種注水密封結(jié)構(gòu)。該專利所述田間原位智能氣密植物生長箱的箱體包括有上、下兩部分箱體，上箱體為有蓋無底的透明體，下箱體無蓋無底，在下箱體上緣設(shè)有水槽，上箱體下緣放置在水槽內(nèi)由水密封。
[0005]中國專利CN202230068U公開了一種測定農(nóng)田溫室氣體排放的容量可調(diào)式靜態(tài)箱。包括底座、下層箱體和箱蓋，所述下層箱體和箱蓋之間連接有至少一個上層箱體。本實用新型的效果在于根據(jù)農(nóng)作物的株高選取靜態(tài)箱的箱體層數(shù)，也可根據(jù)農(nóng)作物的不同種類設(shè)計不同尺寸的箱體，實現(xiàn)了對箱體容量的調(diào)節(jié)。該容量可調(diào)式靜態(tài)箱不僅結(jié)構(gòu)復雜，且操作性和靈活性差。
[0006]傳統(tǒng)靜態(tài)箱都是在箱體側(cè)壁的不同高度上設(shè)置采氣管，實現(xiàn)對不同氣層的氣體進行采集。例如，中國專利CN104697586A公開的一種土壤溫室氣體排放與生境信息集成采集器。該采集方式結(jié)構(gòu)復雜，靈活性差，對裝置的工藝要求高。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置。
[0008]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0009]—種利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，包括插接設(shè)置的靜態(tài)箱和基座，靜態(tài)箱為頂部密封的圓筒結(jié)構(gòu)，基座為兩端開口的圓筒結(jié)構(gòu);靜態(tài)箱下端開口的邊緣設(shè)置有凹槽硅膠環(huán)，凹槽硅膠環(huán)環(huán)繞靜態(tài)箱的下端開口一周；基座上端開口的邊緣設(shè)置有凸起硅膠環(huán)，凸起硅膠環(huán)環(huán)繞基座上端開口一周；凸起硅膠環(huán)嵌入設(shè)置在凹槽硅膠環(huán)內(nèi)；靜態(tài)箱下開口邊緣與基座上開口邊緣通過密封卡扣連接。凸起硅膠環(huán)、凹槽硅膠環(huán)及密封卡扣共同起到密封作用。
[0010]優(yōu)選的，所述靜態(tài)箱包括自上而下依次連接的第一靜態(tài)箱、伸縮段和第二靜態(tài)箱；第二靜態(tài)箱側(cè)壁設(shè)置有多個豎直方向的固定桿，第一靜態(tài)箱上設(shè)置有與固定桿配合的套管，所述套管的側(cè)壁上設(shè)置有螺栓頂絲；固定桿與套管套接設(shè)置;所述伸縮段為褶皺伸縮波紋管。此處設(shè)計的優(yōu)點是，根據(jù)不同高度農(nóng)作物高度的不同，及同一農(nóng)作物在不同生長時期的高度不同，調(diào)節(jié)伸縮段的高度，并通過螺栓頂絲固定，滿足不同高度農(nóng)作物的使用要求，通用性和穩(wěn)定性高。
[0011]進一步優(yōu)選的，所述靜態(tài)箱的可調(diào)高度為25?100cm，內(nèi)徑為25?35cm，外徑為30?40cm;所述基座的高度為15?25cm，內(nèi)徑為25?35cm，外徑為30?40cm。
[0012]優(yōu)選的，所述靜態(tài)箱內(nèi)設(shè)置有軸流風扇、溫度計探針和進氣棒；軸流風扇連接電瓶，溫度計探針連接數(shù)顯溫度計。
[0013]進一步優(yōu)選的，所述進氣棒可滑動設(shè)置在靜態(tài)箱頂部。通過調(diào)節(jié)進氣棒的高度可以采集靜態(tài)箱內(nèi)不同高度空間內(nèi)的氣體樣本，針對性強。
[0014]進一步優(yōu)選的，所述進氣棒的端部設(shè)置有收集裝置;所述收集裝置與進氣棒的端部貫通連接。通過收集裝置均勻收集靜態(tài)箱內(nèi)部的氣體，并提高了氣體收集效率。
[0015]所述收集裝置為橫向收集管;所述橫向收集管的側(cè)壁上設(shè)置有多個入氣孔;或者，所述收集裝置為倒圓錐收集器，倒圓錐收集器的頂部開口與進氣棒的端部貫通連接，倒圓錐收集器的底部設(shè)置有多個進氣孔。避免了在箱體側(cè)壁上設(shè)置多根收集管進行氣體采集，結(jié)構(gòu)簡單，靈活性高。
[0016]優(yōu)選的，所述凸起硅膠環(huán)和凹槽硅膠環(huán)的豎直截面為三角形。
[0017]優(yōu)選的，所述基座的側(cè)壁上設(shè)置有多個通氣孔。通氣孔實現(xiàn)基座內(nèi)外土壤中的氣體交換，使氣體樣品更具代表性。
[0018]—種利用上述溫室氣體采集裝置進行溫室氣體采集的方法，包括步驟如下:
[0019]I)提前2h以上，將基座的1/2?3/4插入土層，如果要進行長期定點測定；提前24h以上將基座插入土層;提前將基座插入土層避免了對靜態(tài)箱內(nèi)部氣體的擾動，提高實驗的準確性。
[0020]2)將靜態(tài)箱疊放在基座上方，凸起硅膠環(huán)嵌入凹槽硅膠環(huán)內(nèi)，關(guān)閉密封卡扣；凸起硅膠環(huán)與凹槽硅膠環(huán)相互擠壓產(chǎn)生彈性形變，起到密封作用；
[0021]3)上下移動調(diào)節(jié)進氣棒的高度，確定氣體樣品采集位置；
?0022] 4)待箱內(nèi)氣體穩(wěn)定4?6min后開始計時，并通過取樣口采集氣體樣品，每隔時間t采集多個氣體樣品，同時通過數(shù)顯溫度計讀取靜態(tài)箱內(nèi)的氣溫；
[0023]5)氣體采集完成后，開啟密封卡扣，靜態(tài)箱和基座分離，使靜態(tài)箱通風。
[0024]優(yōu)選的，所述溫室氣體采集的方法，還包括調(diào)節(jié)靜態(tài)箱高度的步驟；具體步驟包括:根據(jù)不同植物的高度不同，通過伸縮段相應(yīng)的調(diào)節(jié)靜態(tài)箱的高度;或者，針對同一植物在不同生長階段的不同高度，通過伸縮段相應(yīng)的調(diào)節(jié)靜態(tài)箱的高度。
[0025]優(yōu)選的，所述步驟3)中還包括利用軸流風扇混合氣體的步驟;開啟軸流風扇，軸流風扇將靜態(tài)箱內(nèi)的氣體混合均勻。此步驟可使靜態(tài)箱內(nèi)部的氣體樣品更均勻，有利于樣品的均質(zhì)性、穩(wěn)定性。
[0026]該實用新型的有益之處是:
[0027]1、本實用新型所述利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，通過在靜態(tài)箱和基座上設(shè)置機械密封結(jié)構(gòu)，借助硅膠墊片實現(xiàn)密封，不僅氣密性好、節(jié)省注水密封過程，且硅膠片易于更換，易于維護；
[0028]2、本實用新型所述利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，田間原位觀測性好、基座對土壤擾動小、運輸便攜、易操作，適合農(nóng)田多點、大批量氣體樣品的采集。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型所述利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為設(shè)置有農(nóng)田溫室氣體采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖3為凸起硅膠環(huán)和凹槽硅膠環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為橫向收集管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5為倒圓錐收集器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]其中，1、靜態(tài)箱;2、基座;3、凸起硅膠環(huán);4、凹槽硅膠環(huán);5、進氣棒;6、取樣口；7、電瓶;8、數(shù)顯溫度計;9、溫度計探針；10、密封卡扣；11、通氣孔；12、伸縮段；13、套管；14、螺栓頂絲；15、橫向收集管；16、固定桿；17、入氣孔；18、倒圓錐收集器；19、第一靜態(tài)箱;20、第二靜態(tài)箱。
【具體實施方式】
[0035]下面通過實施例并結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明，但不限于此。
[0036]實施例1
[0037]如圖1所示。
[0038]—種利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，包括插接設(shè)置的靜態(tài)箱I和基座2，靜態(tài)箱I為頂部密封的圓筒結(jié)構(gòu)，基座2為兩端開口的圓筒結(jié)構(gòu);靜態(tài)箱I下端開口的邊緣設(shè)置有凹槽硅膠環(huán)4，凹槽硅膠環(huán)4環(huán)繞靜態(tài)箱I的下端開口一周；基座2上端開口的邊緣設(shè)置有凸起硅膠環(huán)3，凸起硅膠環(huán)3環(huán)繞基座2上端開口一周；凸起硅膠3環(huán)嵌入設(shè)置在凹槽硅膠環(huán)4內(nèi)；靜態(tài)箱I下開口邊緣與基座2上開口邊緣通過密封卡扣10連接。凸起硅膠環(huán)3、凹槽硅膠環(huán)4及密封卡扣1共同起到密封作用。
[0039]實施例2
[0040]如圖2所示。
[0041]如實施例1所述的利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其區(qū)別在于，所述靜態(tài)箱I包括自上而下依次連接的第一靜態(tài)箱19、伸縮段12和第二靜態(tài)箱20;第二靜態(tài)箱20側(cè)壁設(shè)置有三個豎直方向的固定桿16，第一靜態(tài)箱19上設(shè)置有與固定桿16配合的套管13，所述套管13的側(cè)壁上設(shè)置有螺栓頂絲14;固定桿16與套管13套接設(shè)置;所述伸縮段12為褶皺伸縮波紋管。此處設(shè)計的優(yōu)點是，根據(jù)不同高度農(nóng)作物高度的不同，及同一農(nóng)作物在不同生長時期的高度不同，調(diào)節(jié)伸縮段12的高度，并通過螺栓頂絲14固定，滿足不同高度農(nóng)作物的使用要求，通用性和穩(wěn)定性高。所述靜態(tài)箱I的可調(diào)高度為25?100cm，內(nèi)徑為30cm，夕卜徑為35cm;所述基座2的高度為20cm，內(nèi)徑為30cm，外徑為35cm。
[0042]實施例3
[0043]如實施例1所述的利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其區(qū)別在于，所述靜態(tài)箱I內(nèi)設(shè)置有軸流風扇、溫度計探針9和進氣棒5;軸流風扇連接電瓶7，溫度計探針9連接數(shù)顯溫度計8。
[0044]實施例4
[0045]如實施例3所述的利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其區(qū)別在于，所述進氣棒5可滑動設(shè)置在靜態(tài)箱I頂部。通過調(diào)節(jié)進氣棒5的高度可以采集靜態(tài)箱I內(nèi)不同高度空間內(nèi)的氣體樣本，針對性強。
[0046]實施例5
[0047]如實施例3所述的利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其區(qū)別在于，所述進氣棒5的端部設(shè)置有收集裝置;所述收集裝置與進氣棒5的端部貫通連接。通過收集裝置均勻收集靜態(tài)箱I內(nèi)部的氣體，并提高了氣體收集效率。
[0048]實施例6
[0049]如圖4所示。
[0050]如實施例5所述的利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其區(qū)別在于，所述收集裝置為橫向收集管15;所述橫向收集管15的側(cè)壁上設(shè)置有多個入氣孔17。
[0051 ] 實施例7
[0052]如圖5所示。
[0053]如實施例5所述的利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其區(qū)別在于，所述收集裝置為倒圓錐收集器18，倒圓錐收集器18的頂部開口與進氣棒5的端部貫通連接，倒圓錐收集器18的底部設(shè)置有多個進氣孔。避免了在箱體側(cè)壁上設(shè)置多根收集管進行氣體采集，結(jié)構(gòu)簡單，靈活性高。
[0054]實施例8
[0055]如實施例1所述的利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其區(qū)別在于，所述凸起硅膠環(huán)3和凹槽硅膠環(huán)4的豎直截面為三角形。
[0056]實施例9
[0057]如圖3所示。
[0058]如實施例1所述的利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其區(qū)別在于，所述基座的側(cè)壁上設(shè)置有多個通氣孔11。通氣孔11實現(xiàn)基座2內(nèi)外土壤中的氣體交換，使氣體樣品更具代表性。
【主權(quán)項】
1.一種利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其特征在于，包括插接設(shè)置的靜態(tài)箱和基座，靜態(tài)箱為頂部密封的圓筒結(jié)構(gòu)，基座為兩端開口的圓筒結(jié)構(gòu);靜態(tài)箱下端開口的邊緣設(shè)置有凹槽硅膠環(huán)，凹槽硅膠環(huán)環(huán)繞靜態(tài)箱的下端開口 一周；基座上端開口的邊緣設(shè)置有凸起硅膠環(huán)，凸起硅膠環(huán)環(huán)繞基座上端開口 一周；凸起硅膠環(huán)嵌入設(shè)置在凹槽硅膠環(huán)內(nèi)；靜態(tài)箱下開口邊緣與基座上開口邊緣通過密封卡扣連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其特征在于，所述靜態(tài)箱包括自上而下依次連接的第一靜態(tài)箱、伸縮段和第二靜態(tài)箱;第二靜態(tài)箱側(cè)壁設(shè)置有多個豎直方向的固定桿，第一靜態(tài)箱上設(shè)置有與固定桿配合的套管，所述套管的側(cè)壁上設(shè)置有螺栓頂絲;固定桿與套管套接設(shè)置;所述伸縮段為褶皺伸縮波紋管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其特征在于，所述靜態(tài)箱內(nèi)設(shè)置有軸流風扇、溫度計探針和進氣棒;軸流風扇連接電瓶，溫度計探針連接數(shù)顯溫度計。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其特征在于，所述進氣棒可滑動設(shè)置在靜態(tài)箱頂部。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其特征在于，所述進氣棒的端部設(shè)置有收集裝置;所述收集裝置與進氣棒的端部貫通連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其特征在于，所述凸起硅膠環(huán)和凹槽硅膠環(huán)的豎直截面為三角形。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其特征在于，所述基座的側(cè)壁上設(shè)置有多個通氣孔。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其特征在于，所述收集裝置為橫向收集管;所述橫向收集管的側(cè)壁上設(shè)置有多個入氣孔。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述利用雙向硅膠環(huán)密封的農(nóng)田溫室氣體采集裝置，其特征在于，所述收集裝置為倒圓錐收集器，倒圓錐收集器的頂部開口與進氣棒的端部貫通連接，倒圓錐收集器的底部設(shè)置有多個進氣孔。
【文檔編號】G01N1/22GK205607705SQ201620303052
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】田慎重, 郭洪海, 鄭東峰, 董曉霞, 董亮, 孫澤強, 王學君, 劉盛林
【申請人】山東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所