土壤氣體通量測定儀的底座的製作方法

2023-09-17 10:00:40

專利名稱：土壤氣體通量測定儀的底座的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種生態學的自動測量裝置領域，具體為一種土壤氣體通量測定儀的底座。
背景技術：
陸地土壤呼吸是氣體從土壤進入大氣的主要途徑，與全球氣候變化密切相關。土壤呼吸具有明顯的季節和日變化動態，其季節動態與溫度變化特徵密切相關，另外，影響土壤呼吸的因素很多，除了土壤的通透性等物理特性和土壤微生物特徵外，氣溫、土溫、溼度、大氣C02濃度、土壤無機養分和有機質的含量與組成等都會影響土壤呼吸。溫室氣體含量的日益增加，是造成地球溫室效應的主要原因之一。土地利用部分所固定的大量碳被保留在土壤有機質和植被中，全球土壤碳貯量約為植被中碳貯量的
1.5倍，對土壤碳庫的庫容及其動態變化進行研究，是當前生態學研究的熱點方向。現在的土壤碳呼吸是利用C02分析儀測定氣體交換室中C02濃度變化來準確反映，使用該方法時需要用到測量室，目前已經發展到使用自動通量箱測定，在國內已有相關研究人員進行該方面的研究，如公開號為:CN102288545A、CN101949919A、CN101162225、CN1987421、CN202008480U、CN2605571，但是在使用這些裝置時容易出現測量結果誤差較大的情況，設備的一體化差，封裝性差，氣室發生位置偏移時不能及時自動校正，嚴重影響測量裝置的穩定性和使用壽命，造成實驗結果的系統誤差和偶然誤差較大。另一方面，由於測量土壤呼吸時需儘量減少土壤氣體通量測定裝置在地面上的投影面積，以降低土壤呼 吸室對土壤表面的擾動。現有的土壤氣體通量測定裝置都是採用在一個面積遠超氣室的底座上打孔，減少土壤氣體通量測定裝置的投影面積，但這樣仍不能很好的減少土壤氣體通量測定裝置的投影面積。
發明內容本申請的目的在於提供一種土壤氣體通量測定儀的底座，以解決土壤氣體通量測定裝置測量時處於水平位上，氣室位置偏移能自動校正回位，對土壤的擾動較大的問題。為了達到上述目的，本發明採用以下技術方案:—種土壤氣體通量測定儀的底座，包括底座(20)、密封圈(5)和壓制環(3)，其特徵在於:所述的底座(20)分為底座環面(20-5)和底座安裝區(20-6)，在底座環面(20-5)上設有供土環(I)插入的底座內環(20-3)，在底座環面(20-5)的周邊還設有底座氣孔(20-4)，所述的底座(20)上設有密封圈(5)，在密封圈(5)上緊壓著壓制環(3)。進一步，所述的氣室(7)上設有向上翻轉的氣室外沿(7-1)。進一步，所述底座環面(20-5)為環形，其外直徑比氣室(7)的直徑大2cm-20cm，其內直徑比氣室(7)的直徑小lcm-5cm。進一步，所述底座環面(20-5)的外直徑比氣室(7)直徑大7cm。進一步，所述的底座安裝區(20-6)上設有安裝孔(20-1)和氣缸定位孔(20-2)。[0012]進一步，所述的密封圈(5)包括環狀基底(5-3)，環狀基底(5-3)上設有密封圈氣孔(5-2)，環狀基底(5-3)向上伸出的部分為上凸部(5-1)，上凸部(5-1)的內環直徑小於或等於土環(I)的外直徑。進一步，所述的壓制環(3)包括氣孔(3-2)和環內面(3-3)，環內面(3_3)的面積大於密封圈(5)的內環面積。進一步，所述的壓制環(3)上還設有定位裝置(3-1)。進一步，所述的定位裝置(3-1)均勻分布在壓制環(3)上，定位裝置(3-1)的數量範圍為3至6個。進一步，所述的氣孔(3-2)、密封圈氣孔(5-2)和底座氣孔(20-4)的數量、面積大小相等，位置相對應。進一步，所述的氣孔(3-2)和底座氣孔(20-4)設有內螺紋。進一步,所述的密封圈(5)由Teflon娃膠一體成型製成。
本發明具有以下優點:I) 土壤氣體通量測定儀的底座的測量區略大於氣室的面積，形狀與氣室相匹配，從而最小化土壤氣體通量測定儀的底座的投影面積，可有效降低土壤氣體通量測定儀的底座對測量的影響；2)在土壤氣體通量測定儀的底座上設有氣室限位裝置，當氣室發生位置偏離時，可以有效糾正氣室的位置；3)採用Teflon矽膠做密封圈，由於普通的橡膠對CO2有吸附，對測量結果產生影響。

圖1是土壤氣體通量測定裝置結構示意圖圖2是土壤氣體通量測定儀的底座的結構圖圖3是底座(20)與相關部件爆炸圖圖4是底座(20)的結構示意圖土環I ;支腿2 ;壓制環3 ;螺釘孔4 ;密封圈5 ;緊固螺絲6 ;氣室7 ;防護罩8 ;過線軸9 ;橫梁10 ;水平球11 ;套管12 ;把手13 ;支腳轉軸14 ;支腳下沿15 ;支腳滑槽16 ;支座長下沿17 ;底盤下沿18 ;控制箱19 ;底座20 ;定位裝置3-1 ;氣孔3_2 ;環內面3_3 ;上凸部5-1 ;密封圈氣孔5-2 ;環狀基底5-3 ;氣室外沿7-1 ;安裝孔20_1 ;氣缸定位孔20_2 ;底座內環20-3 ;底座氣孔20-4 ;底座環面20-5 ;底座安裝區20_6。
具體實施方式
如圖1所示，土壤氣體通量測定裝置主要包括土環(I)、支腿(2)、底座(20)、氣室
(7)和控制箱(19)。在底座(20)的下面設有土環(I)，在其兩邊各設有兩個支座長下沿
(17)和底盤下沿(18)，在支座長下沿(17)和底盤下沿(18)上裝有通過支腳轉軸(14)連接在一起的支腿(2)，支腿(2)上設有支腳滑槽(16)，支腿(2)的轉動以支腳轉軸(14)為圓心、支腳滑槽(16)為軌跡進行高度調節，從而土壤氣體通量測定裝置不易發生位移，更穩固。[0029]當土壤氣體通量測定裝置為非工作狀態，需要打包運輸時，支腿(2)可以沿支腳滑槽(16)的軌跡摺疊成與底座(20)相平行的狀態，且可以通過支腿(2)上的支腳下沿
(15)，同側的支腿⑵可以相互緊搭在一起。如圖2所示，土壤氣體通量測定儀的底座主要包括底座(20)、密封圈(5)和壓制環
(3)，在底座(20)的尾部設有把手(13)，底座(20)的上面設有密封圈(5)，在密封圈(5)的上面緊壓著壓制環(3)，具體層狀結構如圖3所示。從圖3可看出，密封圈(5)在其環狀基底上設有密封圈氣孔(5-2)，其向上伸出的部分為上凸部(5-1)，上凸部(5-1)的內環大小與土環(I)相匹配，以保持底座(20)與土環(I)的緊密密封，同時其環外部與氣室(7)相匹配，從而確保土壤氣體通量測定裝置工作時，氣室(7)、底座(20)與密封圈(5)能形成一個密閉的空間。為了將密封圈(5)固定在底座(20)上，在密封圈(5)的上方設有壓制環(3)，在壓制環⑶上設有與密封圈氣孔(5-2)、底座氣孔(20-4)相對應的氣孔(3-2)，壓制環(3)上的環內面(3-3)的面積大於密封圈(5)的內環面積。為了保證壓制環(3)上方的氣室(7)能準確落入到環內面(3-3)中，在壓制環(3)上還設有定位裝置(3-1)，另一方面，為了增大氣室(7)與環內面(3-3)的接觸面，將氣室(7)的氣室外沿(7-1)做成向上翻轉的形狀。這樣的話，一方面由於增大氣室(7)與密封圈(5)的接觸面積，密封度更好，另一方面可以與定位裝置(3-1)接觸，能形成一定坡度，因為定位裝置(3-1)的導向非常容易滑入到環內面(3-3)中。密封圈(5)由Teflon娃膠一體成型製成，Teflon娃膠又稱特氟龍娃膠,無毒無害，不會對CO2和水產生吸附，在土壤碳通量測定裝置上相比其他密封材料，有意想不到的效果，對實驗結果的幹擾最小化，不會產生一點影響，密封效果更為優異。如圖4所示，底座(20)分為底座環面(20-5)和底座安裝區(20_6)，底座環面(20-5)為環狀圓形，其直徑比氣室(7)的直徑大2cm-20cm，以大於2-5cm為最佳。也可以是底座環面(20-5)為環形，其外直徑比氣室(7)的直徑大2cm-20cm，其內直徑比氣室(7)的直徑小lcm-5cm,最佳值為底座環面(20_5)的外直徑比氣室(7)大5cm或7cm。在底座環面(20-5)上設有供土環(I)插入的底座內環(20-3)，同時，還設有底座氣孔(20-4)，其底座氣孔(20-4)內有螺紋，一方面可以用來透氣，減少底座(20)對待測土壤的投影面積，降低對測量結果的影響，另一方面，可以通過將螺釘與壓制環(3)、密封圈
(5)上跟底座氣孔(20-4)對應的氣孔(3-2)、密封圈氣孔(5-2)緊固在一起，完成對底座環面(20-5)區配件的裝配。在底座安裝區(20-6)上設有安裝孔(20-1)，以供安裝底座(20)上的控制箱
(19)，同時還設有氣缸定位孔(20-2)，以供安裝控制箱(19)內部的氣缸。雖然上面的舉例了一些特定實施例來說明和描述本發明，但並不意味著本發明僅局限於其中的各種細節。相反地，在等價於權利要求書的範疇和範圍內可以不偏離本發明精神在各種細節上做出各種修改。說明書中未寫明的氣管安裝、氣體輸送、氣體分析、氣缸控制和測量主機部分為本領域常用裝置和公知常識，市場上已有相關配套產品，例如理加聯合的SF-3000測量主機，未詳細描述的部分為本領域的公知常識，在此，不再述說。同時，本發明中說的自動測定裝置，不局限於土壤二氧化碳通量的測量，本領域人員可以由此聯想到連接其他類型的氣體分析儀 ，測量其他氣體通量的，以及穩定同位素。
權利要求1.一種土壤氣體通量測定儀的底座，包括底座(20)、密封圈(5)和壓制環(3)，其特徵在於:所述的底座(20)分為底座環面(20-5)和底座安裝區(20-6)，在底座環面(20-5)上設有供土環(I)插入的底座內環(20-3)，在底座環面(20-5)的周邊還設有底座氣孔(20-4)，所述的底座(20)上設有密封圈(5)，在密封圈(5)上緊壓著壓制環(3)。
2.根據權利要求1所述的一種土壤氣體通量測定儀的底座，其特徵在於:所述的氣室(7)上設有向上翻轉的氣室外沿(7-1)。
3.根據權利要求1或2所述的一種土壤氣體通量測定儀的底座，其特徵在於:所述底座環面(20-5)為環形，其外直徑比氣室(7)的直徑大2cm-20cm，其內直徑比氣室(7)的直徑小 lcm_5cm。
4.根據權利要求3所述的一種土壤氣體通量測定儀的底座，其特徵在於:所述底座環面(20-5)的外直徑比氣室(7)直徑大7cm。
5.根據權利要求4所述的一種土壤氣體通量測定儀的底座，其特徵在於:所述的底座安裝區(20-6)上設有安裝孔(20-1)和氣缸定位孔(20-2)。
6.根據權利要求5所述的一種土壤氣體通量測定儀的底座，其特徵在於:所述的密封圈(5)包括環狀基底(5-3)，環狀基底(5-3)上設有密封圈氣孔(5-2)，環狀基底(5_3)向上伸出的部分為上凸部(5-1)，上凸部(5-1)的內環直徑小於或等於土環(I)的外直徑。
7.根據權利要求6所述的一種土壤氣體通量測定儀的底座，其特徵在於:所述的壓制環(3)包括氣孔(3-2)和環內面(3-3)，環內面(3-3)的面積大於密封圈(5)的內環面積。
8.根據權利要求1、2、4、5、6或7所述的一種土壤氣體通量測定儀的底座，其特徵在於:所述的壓制環(3)上還設有 定位裝置(3-1)。
9.根據權利要求8所述的一種土壤氣體通量測定儀的底座，其特徵在於:所述的定位裝置(3-1)均勻分布在壓制環(3)上，定位裝置(3-1)的數量範圍為3至6個。
10.根據權利要求1、2、4、5、6、7或9所述的一種土壤氣體通量測定儀的底座，其特徵在於:所述的密封圈(5)由Teflon娃膠一體成型製成。
專利摘要一種土壤氣體通量測定儀的底座，包括底座(20)、密封圈(5)和壓制環(3)，其特徵在於所述的底座(20)分為底座環面(20-5)和底座安裝區(20-6)，在底座環面(20-5)上設有供土環(1)插入的底座內環(20-3)，在底座環面(20-5)的周邊還設有底座氣孔(20-4)，所述的底座(20)上設有密封圈(5)，在密封圈(5)上緊壓著壓制環(3)。以解決土壤氣體通量測定裝置測量時處於水平位上，氣室位置偏移能自動校正回位的問題。
文檔編號G01N33/24GK203148931SQ20132019304
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月17日 優先權日2013年4月17日
發明者李曉波, 劉亞勇, 邢友武, 朱湘寧 申請人:北京薩維福特貿易有限公司