一種氣筒式土壤剖面氣體采集器中的電加熱活塞的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及試驗儀器設備技術領域，具體是指一種氣筒式土壤中氣體采集器中的電加熱活塞。
【背景技術】
[0002]在氣候變暖的背景下，青藏高原地區多年凍土呈現不同程度的退化，可能引起多年凍土區大量的土壤有機碳和氮以溫室氣體的形式(如CO 2和N 2 O等)進入大氣，表現出正反饋效應，土壤是大氣0)2和吧0的重要排放載體，大氣中每年有近5% -20% CO2,和60%~80% N20來自土壤排放，青藏高原多年凍土分布廣泛其溫室氣體排放、土壤凍融交替作用、季節或晝夜溫度的變化使得土壤出現反復凍結-融化的過程，因此，研宄青藏高原多年凍土土壤溫室氣體的產生機制和影響因素，對于控制溫室氣體排放和保護凍土區的生態環境具有重要的現實意義。由于青藏高原多年凍土活動層土壤經常發生凍融交替作用，土壤水凍結成冰時經常會堵塞氣體采集器的進氣孔，這給土壤氣體采集裝置在該區域的應用帶來了很大障礙。除此之外，目前使用的單個氣孔對不同深度的土壤氣體樣品進行監測中，由于冬季低溫結冰氣筒內部橡膠制成活塞被凍結無法工作。
【發明內容】
[0003]鑒于上述，本實用新型的目的在于提供一種氣筒式土壤剖面氣體采集器中的電加熱活塞，利用本實用新型便于冬季可采集各種低溫、潮濕或凍融交替頻發的土壤凍融交替時排放的各種氣體。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的:
[0005]一種氣筒式土壤剖面氣體采集器中的電加熱活塞，主要包括采氣袋、微型真空泵、可置換型過濾器和氣筒。采氣袋通過帶針頭的出氣管與微型真空泵連接，帶針頭的出氣管裝有閥門，微型真空泵與可置換型過濾器之間和可置換型過濾器與單通道出氣閥門之間通過抽氣管連接，單通道出氣閥門通過氣體采集管與氣筒連接。氣筒下半部埋于地表下，氣筒頂端有防塵帽，內置有鋼制活塞，鋼制活塞為一圓柱，圓柱端面設有螺孔，活塞柄端部為弧形出氣嘴，活塞柄下部穿過防塵帽與圓柱端面的螺孔相連接，圓柱上套一個絕緣隔熱管，絕緣隔熱管外壁設置有電熱絲，電熱絲外皮為絕緣硅膠材料，電熱絲兩端連有電力線，電熱絲16外圍套有絕緣隔熱套管，絕緣隔熱套管上有密封圈槽口，密封圈嵌入密封圈槽口 ；氣筒的下部開有進氣微孔。
[0006]本實用新型的優點:
[0007]本實用新型氣筒中采用了電加熱活塞，克服了已有的土壤氣體采集器氣筒內部活塞在冬季負溫下容易被凍結不能工作的缺點，新研制的鋼制活塞替代了原有的橡膠活塞，它能采集各種低溫、潮濕或凍融交替頻發的的土壤凍融交替時排放的各種氣體，保證了氣體采集器在野外環境下開展正常工作，提高了試驗的工作效率。
[0008]【附圖說明】:
[0009]圖1為本實用新型示意圖。
[0010]圖2為圖1中電加熱活塞結構示意圖。
[0011]圖中:1_活塞柄2-防塵帽3-保護套管4-地表5-鋼制活塞6-進氣微孔7-抽氣管8-微型真空泵9-閥門10-采氣袋(耐-70°C低溫)11-帶針頭的出氣管12-可置換型過濾器13-單通道出氣閥門14-氣體采集管15-弧形出氣嘴16-電熱絲17-絕緣隔熱套管18-密封圈19-電熱絲電力輸入線20-密封圈槽口 21-圓柱。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖，對本實用新型的技術方案再作進一步說明:
[0013]如圖1-2所示，一種氣筒式土壤剖面氣體采集器中的電加熱活塞，主要包括采氣袋10、微型真空泵8、可置換型過濾器12和氣筒3，采氣袋10通過帶針頭的出氣管11與微型真空泵8連接，帶針頭的出氣管11裝有閥門9，微型真空泵8與可置換型過濾器12之間和可置換型過濾器12與單通道出氣閥門之間通過抽氣管7連接，單通道出氣閥門13通過氣體采集管14與氣筒3連接，氣筒3下半部埋于地表4下。氣筒3頂端有防塵帽2，內置有鋼制活塞5，鋼制活塞5為一圓柱21，圓柱21端面設有一個深40mm的直徑M5的螺孔，活塞柄I端部為弧形出氣嘴15，活塞柄I下部穿過防塵帽2與圓柱21端面的螺孔相連接，圓柱21上套一個絕緣隔熱管17防止熱量向內傳遞，絕緣隔熱管17外壁設置有電熱絲16，電熱絲16外皮為絕緣硅膠材料，其直徑為2mm，可纏繞14米一 15米，電熱絲16兩端連有電力線19接電源，電熱絲16外圍套有絕緣隔熱套管17，鋼制活塞外壁上有四個密封圈槽口 20，槽口寬3mm，深2mm，距離鋼制活塞5上端4mm，第二槽口 20與第一個槽口 20相距8mm ;距離鋼制活塞5下端13mm處設有第三個槽口，第四個槽口 20與第三個槽口 20相距6mm ;密封圈18嵌入密封圈槽口 20中，密封圈18為橡膠材料制成。氣筒3的下部周圍開有進氣微孔
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[0014]具體采樣方法如下:
[0015]1、在選好的野外試驗樣地表4中，開挖一個可以埋入氣筒3直徑的孔，并能使氣筒3自然置于孔中而不受擠壓；調節活塞柄I的高度，使鋼制活塞5進入氣筒3，絕緣隔熱管17上的密封圈18封住弧形出氣嘴15和進氣微孔6 ;
[0016]2、把氣筒3采樣器套管3和氣體采集管14垂直置于孔內，使氣筒3的進氣微孔5與氣體采樣深度對齊，然后沿氣筒3 (孔中部分)外壁與土壤剖面縫隙撒入少量粗沙，沙量以剛剛填滿氣筒3的進氣微孔5為宜；
[0017]3、把取出的原土攪和為泥漿，回填至孔內，使氣筒3和氣體采集管14與周圍土壤剖面緊密相接，可避免采樣器外部的大氣擴散到氣筒3的進氣微孔5處；
[0018]4、用帶針頭的出氣管11將采氣袋10和微型真空泵8連接，形成一個可移動式自動抽氣裝置，帶針頭的出氣管11裝有閥門9，微型真空泵8與可置換型過濾器12之間和可置換型過濾器12與單通道出氣閥門13之間接通，通過閥門控制進氣量；
[0019]5、儀器安裝好后，打開微型真空泵6，將氣體采集管14和其右側氣筒3中的空氣排出，然后利用活塞柄I將鋼制活塞5的位置提高到氣筒3與氣體采集管14的接口之上，鋼制活塞5由于氣溫低被凍結不能拉動，此時電熱絲16由電力線19接通電源，給鋼制活塞5內部電熱絲16通電，對鋼制活塞5周圍局部加熱，化解被凍結的鋼制活塞5使其可以上下移動為止，此后可以收集微型真空泵6抽出的氣體作為樣品，采集的氣體裝入采氣袋10，直接帶回實驗室用氣相色譜儀分析各種溫室氣體的濃度。
【主權項】
1.一種氣筒式土壤剖面氣體采集器中的電加熱活塞，主要包括采氣袋(10)、微型真空泵(8)、可置換型過濾器(12)和氣筒(3)，采氣袋(10)通過帶針頭的出氣管(11)與微型真空泵(8)連接，帶針頭的出氣管(11)裝有閥門(9)，微型真空泵(8)與可置換型過濾器(12)之間和可置換型過濾器(12)與單通道出氣閥門之間通過抽氣管(7)連接，單通道出氣閥門(13)通過氣體采集管(14)與氣筒(3)連接，氣筒(3)下半部埋于地表(4)下，其特征是氣筒(3)頂端有防塵帽(2)，內置有鋼制活塞(5)，鋼制活塞(5)為一圓柱(21)，圓柱(21)端面設有螺孔，活塞柄(I)端部為弧形出氣嘴(15)，活塞柄(I)下部穿過防塵帽(2)與圓柱(21)端面的螺孔相連接，圓柱(21)上套一個絕緣隔熱管(17)，絕緣隔熱管(17)外壁設置有電熱絲(16)，電熱絲(16)外皮為絕緣硅膠材料，電熱絲(16)兩端連有電力線(19)，電熱絲(16)再套有絕緣隔熱套管(17)，絕緣隔熱套管(17)上有密封圈槽口(20)，密封圈(18)嵌入密封圈槽口(20);氣筒(3)的下部開有進氣微孔(6)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種氣筒式土壤剖面氣體采集器中的電加熱活塞，其特征是氣筒內置有鋼制活塞，活塞柄穿過防塵帽與鋼制活塞連接，鋼制活塞含絕緣隔熱套管和電熱絲，絕緣隔熱套管居于電熱絲外圍，電熱絲兩端連有電力線，絕緣隔熱套管上有密封圈槽口，密封圈嵌入密封圈槽口；氣筒的下部開有進氣微孔。本實用新型克服了已有的采集器氣筒內部活塞在冬季負溫下容易被凍結不能工作的缺點，鋼制活塞替代了橡膠活塞它能在各種低溫、潮濕或凍融交替頻發的野外環境下對凍結的活塞體局部加熱至正常工作，提高了試驗的工作效率。
【IPC分類】G01N1-22, G01N1-24
【公開號】CN204536065
【申請號】CN201520140269
【發明人】高新生, 陳生云, 劉文杰
【申請人】中國科學院寒區旱區環境與工程研究所
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月12日