一種氣體採集裝置的製作方法
2023-06-27 07:11:51 1
專利名稱：一種氣體採集裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於收集氣體，特別是用於收集自然生態系統中，如植物-土壤產生的氣體所使用的密閉式靜態的集氣裝置。
背景技術：
近年來對氣候變化的研究已成為一個熱點，聯合國政府間氣候變化專門委員會 (IPCC)報告指出，農業溫室氣體排放約佔全球總排放量的14%，高於運輸業所佔的比例， 農業領域排放的溫室氣體主要成分是甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O),佔75%以上，隊0雖在大氣中成分痕量，其潛在增溫作用約為(X)2的190 270倍，因此對農業系統中產生的溫室氣體進行檢測，特別是對不同作物及相關系統的隊0釋放進行準確測定，可以更好地理解作物系統對全球變化的影響，可為政府部門的相關決策與全球碳貿易提供依據，因此，準確全面的收集氣體是實現檢測工作的重要步驟。目前，廣泛使用的氣體收集裝置共同存在一個不足，即所採集的氣體只能是被採集系統中某一位置的局部的氣體，但這部分的氣體無法代表系統內整體的真實情況，這種取樣的誤差走近影響檢測的客觀性。另一方面現使用的氣體收集裝置通常採用有機玻璃或金屬材質製造，用有機玻璃靜態箱或金屬材料製造的氣體採集裝置其箱內溫度易隨外界溫度變化。現有的無底座直插式氣體採集裝置在使用中易對土壤環境造成擾動，會破壞土壤結構和植被，甚至會傷害植物的根系，造成實驗誤差；另一方面，現有的氣體採集裝置的密閉性及操作是否方便也存在問題。
發明內容
本發明提供一種儘可能從被採集系統中採集到具有代表性的氣體樣品的氣體採集裝置。同時，本發明的最佳實施例提供一種可克服現有技術存在的不足，能使其內的溫度相對穩定，基本上不對環境產生擾動，採氣更為均勻，裝置密閉性更好，操作更加方便的氣體採集裝置。本發明的氣體採集裝置是由可拆卸的底座和集氣箱構成，其中底座為一個其上帶有可與集氣箱結合的結構、其兩端均為開口的筒狀物，製造時可採用金屬材料製成，也可使用高分材料製造；集氣箱為一個一端開口另一端封閉的筒狀物，集氣箱內設置有其一端經集氣箱封閉端穿出、另一端位於集氣箱內且靠近下端開口位置的採氣管，在採氣管的壁上沿其軸向設置有多個進氣孔。本發明的採氣管可採用金屬材料，也可採用高分子材料，甚至可以採用帆布的管子。本發明的這種結構中由於採氣管自集氣箱的上部至下部設置，而且沿採氣管的軸向設置有進氣孔，因此可以從採氣管中採集到被採集系統自上部到下部的不同位置的氣體，因此其採樣的代表性明顯優於現有技術。另外這種分為可拆卸的底座與上部了集氣箱的結構也可方便使用，特別是可事先將底座設置於採氣位置，在需要進行採氣作業時將其上的集氣箱直接扣上，這樣集氣箱箱不會直接作用在土壤上，因此也這樣就不會對土壤及植物造成的擾動或傷害，這就從根本上避免了現有技術中直接將採氣裝置插於採氣位置而對土壤或植物造成的擾動或傷害。本發明的氣體採集裝置中其採氣管設置最好是沿著集氣箱內壁盤旋固定。當本發明的採氣管以這種類似蛇形的形狀固定於集氣箱的壁上，一方面在罩於植物外時可不影響植物生長，不傷害其枝葉；另一方面它可以比前述技術方案更均勻、更全面採集到系統內各相應位置的氣體，使所採集的氣體樣品更具代表性，最大程度地減少農業科學研究試驗中存在的誤差。 本發明的氣體採集裝置的集氣箱採用絕熱材料製造。例如採用帶有保溫層的金屬材料，或者具有絕熱性的高分子材料。本發明優選的集氣箱材料為PI3R材料，這種材料的優點是隔熱保溫。本發明的採氣管可採用高分子的硬管或者軟管制造，在本發明中優選的採氣管採用了特氟龍管，選用特氟龍管的優點是這種材料對氣體的吸附及滲透最少，可將由此帶來的檢測至。當本發明採用這些材料製造時可以將溫度的影響減到最低，而且整個裝置更為輕便，易於使用。本發明的氣體採集裝置的集氣箱上可設置有一個低轉速風扇，在使用中可利用風扇的攪拌作用使被採集系統內的氣體混合均勻，進一步提高從本發明裝置中採集的氣體的代表性。本發明的氣體採集裝置中，在採氣管的穿出集氣箱的端部設置有三通閥，這樣可以大大方便採氣作業。本發明的氣體採集裝置中，底座上的有可與集氣箱結合結構最好為一 U形槽，當集氣箱的開口端插入U形槽後可在其中注水進行密封，而這一簡單的結構與做法可以使裝置的密封性更為可靠，最大程度減少由於密封不好造成的誤差。
附圖為本發明的一個最佳實施例的示意圖，其中圖1為本發明最佳實施例的剖面示意圖，圖2為本發明的採氣管局部放大示意圖，圖3為本發明的設有三通閥的採氣管的端部示意圖。圖中1為採氣管伸出集氣箱的部分；2為設置於集氣箱頂部的低壓風扇；3為採氣管；且為位於集氣箱內的部分；4為採氣管上的進氣孔5為集氣箱，6底座，在其上設置有一個可與集氣箱相結合的U形槽。
具體實施例方式本發明以下結合實施例進行解說由圖1可見，本發明的裝置由相互可以結合與拆卸的集氣箱5和底座6構成。本發明用於採集三齡紫花苜蓿的具體裝置中底座6採用了 0. 7mm厚的鍍鋅鐵皮材料製造，其形狀為兩端均為開口的筒狀物，其筒狀的部分內徑為280mm，其中間設置有一個U形的槽， U形槽的下底距底座下端50mm，使用時這一部分全部插入土地中，U形槽下底距底座上端為 100mm, U形槽的寬度為50mm ；集氣箱5採用壁厚為IOmm的PI3R材料製造，其形狀為一端開口的筒狀物，其內徑為300mm，高度為500mm，其開口端在使用時可插入底座上的U形槽內， 通過這種方式與底座結合。在集氣箱5內沿其內壁盤旋固定有一個用特氟龍管制成的採氣管3，管3的一端從集氣箱封閉端上開設的一個孔中穿出，同時用密封材料將管3與集氣箱上的孔間空隙密封，管3的另一端位於集氣箱5與底座相結合部分的附近，參見圖1。沿管3的軸向開設有多個進氣孔4，參見附圖2，特氟龍管管壁開孔，直徑1. 5mm，每間隔60mm開一進氣孔4。採氣管3伸出集氣箱部分的端部固定一個三通閥，最好是一個醫用的三通閥，參見附圖3，以方便採氣作業。另外在集氣箱5上設置一個低速風扇2，風扇的葉片轉動直徑為50mm 80mm，風扇2的動力可用電池帶動的電機提供，也可用外接電源驅動的電機提供， 這些內容在附圖中省略未畫出來。需特別說明的本發明中的風扇應當是低速風扇，其轉速最大不應在於IOOOrmp，如果其轉速過高會引起系統內的擾動，還可能影響到植物的生長。本發明在使用時是事先將座6插入擬採集氣體的適當位置，並保持此位置不動。 在需要進行氣體採集時，將集氣箱5的下緣插入底座6上的U形槽內，再在U形槽內注水， 使注水面位於U形槽內高於集氣箱6的下緣位置，這樣就很簡單且方便地實現了底座與集氣箱間的密封。由於所採用的PI3R材料的原因，可使外部環境對採氣系統溫度影響減到最低小，同時由於水密封的作用完全切斷了外部環境與採氣系統間的氣體交換，使系統內僅存在植物的呼吸以及土壤逸出的氣體。開啟設置於集氣箱5內的低速風扇，使其低速轉動， 這樣就可將系統內的氣體進行適度地攪拌，以使系統內的氣體儘可能均勻。在採氣作業時將集氣袋套於管3上所設的三通閥上，開啟閥門即可使集氣箱內的氣體經管3上所設的各進氣孔4中進入到集氣袋內，供檢測使用，顯然這時進入集氣袋的氣體是位於系統上下各位置的氣體，特別是沿植物高度方向的各位置的氣體，它可在最大程度上反映出植物不同高度的葉片呼吸的情況。採用本發明的裝置收集旱區紫花苜蓿在不同施氮條件下釋放出的氣體，再進行檢測，結果如下紫花苜蓿在三個施N水平N-0(未施氮)、N-50(施氮量為50kg/hm2)和 N-100 (施氮量為100kg/hm2)下土壤-植被系統隊0氣體釋放通量分別為N-50 :8. 95kg. hnT2· Cf1N-100 :8. 06kg. hnT2· Cf1N-O :4. 51kg. hnT2· Cf1。
權利要求
1.一種氣體採集裝置，其特徵是由可拆卸的底座和集氣箱構成，其中底座為一個其上帶有可與集氣箱結合的結構、其兩端均為開口的筒狀物；集氣箱為一個一端開口另一端封閉的筒狀物，集氣箱內設置有其一端經集氣箱封閉端穿出、另一端位於集氣箱內且靠近下端開口位置的採氣管，在採氣管的壁上沿其軸向設置有多個進氣孔。
2.根據權利要求1所述的氣體採集裝置，其特徵在於採氣管沿集氣箱內壁盤旋固定。
3.根據權利要求2所述的氣體採集裝置，其特徵在於集氣箱採用絕熱材料製造。
4.根據權利要求3所述的氣體採集裝置，其特徵在於集氣箱採用Pra材料製造，採氣管採用特氟龍管。
5.根據權利要求1至4所述的任一氣體採集裝置，其特徵在於集氣箱上設置有一個低轉速風扇。
6.權利要求5所述的氣體採集裝置，其特徵在於採氣管穿出集氣箱的端部設置有三通閥。
7.權利要求6所述的氣體採集裝置，其特徵在於底座上的有可與集氣箱結合結構為一 U形槽，當集氣箱的下開口端插入U形槽後可在其中注水密封。
全文摘要
本發明涉及一種用於收集氣體，特別是用於收集自然生態系統中植物-土壤產生的氣體所使用的密閉式靜態的集氣裝置。本發明的氣體採集裝置是由可拆卸的底座和集氣箱構成，其中底座為一個其上帶有可與集氣箱結合的結構、其兩端均為開口的筒狀物；集氣箱為一個一端開口另一端封閉的筒狀物。在集氣箱內設置有其一端經集氣箱封閉端穿出、另一端位於集氣箱內且靠近下端開口位置的採氣管，在採氣管的壁上沿其軸向設置有多個進氣孔。
文檔編號G01N1/22GK102252874SQ20111008428
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月3日 優先權日2011年4月3日
發明者周瑩, 沈禹穎, 王濤 申請人:蘭州大學