專利名稱：取氣口可調簡易氣體取樣靜態箱的制作方法
技術領域：
:本實用新型涉及取氣口可調簡易氣體取樣靜態箱，特別是指一種取氣高度可隨作物生長不斷調節的簡易氣體取樣靜態箱，主要用于農田和濕地特別是水稻田等操作難度較大的生態系統的氣體排放觀測。
技術背景:全球氣候變暖已成各國普遍關注的研究熱點，研究表明，人類活動影響導致的溫室氣體(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大于甲烷，因此也不容忽視。現在稻田生態系統溫室氣體排放觀測多采用靜態箱-氣相色譜法。靜態箱的設計和選擇對于研究成果有重要的影響。對于自動靜態箱，前期耗費大量經費和人力投資，后期運轉、維護也較復雜，成本較高，不宜推廣。對于手動靜態箱，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、上三層構成，不僅操作復雜，而且容易出現密封不嚴導致漏氣的問題。對于水稻田和類似的濕地系統，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、操作簡單的靜態箱的應用。
發明內容: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外的水分和熱量交流，使觀測結果更有代表性。為實現上述功能，本實用新型提供一種取氣管高度可調靜態取樣暗箱，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，所述主取氣口由優質不銹鋼加工，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鍵時期使用，所述氣壓平衡裝置和溫度探頭接口均勻設置于頂面主取氣口的一側，所述換氣裝置由固定于頂箱內部頂面連接不銹鋼條上的電扇和頂箱外部頂端的電池構成；一頂箱，包括一側面PC板、一頂面圓形PC板、一側面不銹鋼封條、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,包括一內圈和一外圈，所述內圈，下部鉆有若干圓孔，所述外圈與內圈上部高度相同，保證底座內外的水分和熱量流通。采用了上述技術方案的本實用新型具有以下優點:1、取氣管長度根據作物生長階段調節，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板構成，輔以優質超薄不銹鋼固定，重量輕、強度高，對人力要求較低，易于濕地生態系統的取樣操作。4、頂箱頂部設有氣壓平衡裝置，使取氣過程中箱內外氣壓相同，保證了取樣精度。
:圖1是本實用新型總體構造正視圖圖2是本實用新型總體構造側面剖面圖圖3是本實用新型主體構造俯視圖圖4是本實用新型主體構造仰視圖圖5是本實用 新型底座正視圖圖6是本實用新型底座側視圖圖7是本實用新型頂部一側局部放大圖圖8是本實用新型頂箱側面底部連接放大圖圖9是本實用新型底座內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簡易氣體取樣靜態箱包括一取氣裝置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(圖3和圖4)。電池14固定于頂箱20外部的側面不銹鋼封條232的頂端(圖7)，電扇141則固定于頂箱內部的頂面連接不銹鋼條24的一側(圖2)。頂箱20包括頂面圓形PC板21、側面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。側面PC板211的頂端和不銹鋼鋼圈22都鉆有小孔，將側面PC板211頂端沿不銹鋼鋼圈22纏繞一圈，其外側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的側邊上(圖7)，將底面不銹鋼封條231纏繞在側面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，利用側面不銹鋼封條232，沿側面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。箱體內部各部件裝好后，即可安裝頂面圓形PC板21，將其緊貼側面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箱體所有設有固定螺釘26之處都要涂抹密封膠。箱體加工完后，即將準備好的反光隔熱膜27貼于箱體外側(圖1)。底座30由外圈31和內圈32組成，內圈32下部鉆有若干直徑3厘米的圓孔33 (圖5和圖6)，鉆孔區域為插入土壤中的部分，高度至少15厘米，以保證底座的穩定性。外圈31為彎折呈直角的圓環形，水平的一邊焊接于內圈32鉆孔區域以上的部分(圖9)，使外圈31的豎直的一邊和內圈32的地上部分之間形成圓環形的水槽34。現結合圖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，并確保內外圈頂部水平，在安裝底座過程中避免對底座內植株的物理損傷。第二步，取氣前準備工作。在底座安裝好之后，開始取氣操作前，準備好頂箱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和水槽內有無水層，如果底座內沒有水層，要從離底座較遠處(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，要仔細檢查箱體各連接處、各取氣及輔助裝置的接口是否穩固，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,利用風扇141的轉動將箱內積聚的氣體排出，然后關閉電池開關(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25，一手扶住頂箱側面，將頂箱小心的扣入底座30的水槽34內，罩箱過程避免對底座內作物的物理損傷，罩箱動作要輕微，避免底座的擾動，如果不慎擾動了底座，要待底座內土壤和水分穩定后再進行取氣操作。頂箱罩好后，即可開始靜態箱法取氣操作。每次試 驗后，要檢查電池電量，確保下次試驗有充足的供電。
權利要求1.一種取氣口可調簡易氣體取樣靜態箱，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，所述主取氣口由優質不銹鋼加工，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鍵時期使用，所述氣壓平衡裝置和溫度探頭接口均勻設置于頂面主取氣口的一側，所述換氣裝置由固定于頂箱內部頂面連接不銹鋼條上的電扇和頂箱外部頂端的電池構成；一頂箱，包括一側面PC板、一頂面圓形PC板、一側面不銹鋼封條、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,包括一內圈和一外圈，所述內圈，下部鉆有若干圓孔，所述外圈與內圈上部高度相同，保證底座內外的水分和熱量流 通。
專利摘要本實用新型公開了一種取氣口可調的簡易氣體取樣靜態箱。屬于農田痕量氣體觀測領域，包括取氣裝置、頂箱和底座三部分。其中主取氣口采用優質不銹鋼快擰接頭，根據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，這種結構保證了箱體較輕的質量和穩定的構造；底座也由優質不銹鋼加工，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田環境的氣體取樣。本實用新型可用于水田(水稻田)和旱地(小麥等旱地作物)農田系統及草地系統溫室氣體取樣。
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 優先權日2013年1月29日
發明者秦曉波, 李玉娥, 萬運帆, 高清竹, 孟夢, 劉碩, 馬欣, 廖育林, 范美蓉 申請人:中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所