一種土壤剖面梯度氣體樣本的負壓同步採集方法及專用裝置的製作方法

2023-10-31 05:50:12 2

專利名稱：一種土壤剖面梯度氣體樣本的負壓同步採集方法及專用裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及農業、林業及環境研究中的土壤氣體樣品採集，具體地說是一種土壤剖面梯度氣體樣本的負壓同步採集方法及專用裝置。
背景技術：
土壤剖面氣體樣品的無損採集方法一直倍受關注。長期以來，人們在解決土壤剖面不同位置處氣體採集時，通常的方法要麼是逐個獲取不同土體剖面的氣體樣本(如圖1所示)，要麼是逐個獲取同一土體剖面不同位置處的氣體樣本(如圖2所示)，其結果是均難以實現同一土體剖面、不同梯度的氣體同步採集，均採用注射器手工逐個採樣。

發明內容
為了克服現有技術中單一採集的不足，本發明的目的是提供一種能對同一土壤剖面不同梯度及不同土壤剖面不同梯度的氣體實現同步採集的土壤剖面梯度氣體樣本的負壓同步採集方法及專用裝置。
為了實現上述目的，本發明的技術方案是將一組氣井單元垂直置入待測土壤同一剖面不同位置處，每個氣井單元與管件和負壓裝置相連；氣體採集前，應用負壓裝置除去氣井及管件中的殘留氣體，土壤剖面不同位置處的待測氣體經氣井單元的進氣孔擴散置管件，在充分平衡之後進行氣體同步採集；
將一組氣井單元分別置入待測土壤不同土體剖面不同位置處，每個氣井單元與管件和負壓裝置相連；其專用裝置主要由氣井、負壓裝置組成，其中氣井由多個氣井單元組成，每個單元高度依採樣梯度而定，其上具有進氣孔、出氣孔；負壓裝置由與氣井匹配連接的多個負壓引流器、置於負壓引流器上的施加外力的施力板以及置於負壓引流器下的支撐板構成；所述氣井的氣井單元中出氣孔分別通過與其安裝在一起的管件與負壓裝置中的負壓引流器銜接；所述進氣孔由鋼網覆蓋；所述出氣孔為一與氣井單元本體固裝在一起的管座；所述施力板上設有用於安裝負壓引流器的固定用孔；所述支撐板上設有用於安裝負壓引流器、並排除負壓引流器的空氣死空間的凸起部位；所述負壓引流器為中部設有彈簧的塑料圓柱體，或具有褶皺結構的塑料圓柱體，在圓柱體上端分別設換氣口、進氣口及固定部，圓柱體的底座與所述支撐板上凸起部位緊密配合安裝在一起，固定部與施力板上的固定用孔配合安裝，進氣口通過管件與各氣井單元的出氣孔連接。
本發明具有如上優點本發明由手工操作，方法簡單，適於同一土壤剖面不同梯度氣體的同步採集或不同土壤剖面不同梯度氣體的同步採集，可方便地應用於農業、林業及環境研究等領域。


圖1為現有技術中不同剖面不同梯度氣體樣本的逐個採集示意圖。
圖2為現有技術中同一土體剖面不同梯度氣體樣本的逐個採集示意圖。
圖3為本發明專用裝置結構示意圖。
圖4a為圖3中氣井單元結構示意圖。
圖4b為圖3中負壓裝置中施力板結構示意圖。
圖4c為圖3中負壓裝置中支撐板結構示意圖。
圖4d為圖3中負壓裝置中負壓引流器另一個實施例結構示意圖。
圖5a為本發明一個實施例負壓裝置位於土壤表面與管件的銜接安裝示意圖。
圖5b為本發明另一個實施例負壓裝置位於土坑中與管件的銜接安裝示意圖。
具體實施例方式
實施例1本發明一種土壤剖面梯度氣體樣本的負壓同步採集方法是將一組氣井單元11垂直置入待測土壤同一剖面不同位置處，每個氣井單元11與管件3和負壓裝置2相連實現同一土體剖面、不同梯度的氣體樣本的同步採集；氣體採集前，應用負壓裝置2除去氣井1及管件3中的殘留氣體，土壤剖面不同位置處的待測氣體經氣井單元11的進氣孔12擴散置管件3，在充分平衡之後進行氣體同步採集；本發明專用裝置如圖3、圖4a～4d所示，主要由氣井1、負壓裝置2組成，其中氣井1由10個氣井單元11(n＝10)串聯焊接在一起，每個單元高度依採樣梯度而定，其上具有進氣孔12、出氣孔13，所述進氣孔12由鋼網覆蓋，所述出氣孔13為一與氣井單元11本體固裝在一起的管座；負壓裝置2由與氣井1中氣井單元11匹配連接的10個負壓引流器21、置於負壓引流器21上的施加外力的施力板22以及置於負壓引流器21下的支撐板23構成，所述施力板22上設有用於安裝負壓引流器21的固定用孔221；所述支撐板23上設有用於安裝負壓引流器21、並排除負壓引流器21的空氣死空間的凸起部位231；所述氣井1的氣井單元11中出氣孔13分別通過與其安裝在一起的管件3與負壓裝置2中的負壓引流器21銜接；所述負壓引流器21為中部設有彈簧211的塑料圓柱體212，在圓柱體212上端分別設換氣口213、進氣口215及固定部214，圓柱體212的底座與所述支撐板23上凸起部位231緊密配合安裝在一起，固定部214與施力板22上的固定用孔221配合安裝，進氣口215通過管件3與各氣井單元11的出氣孔13連接。
如圖5a所示，將焊接在一起的氣井單元11連同PVC管件3一同埋入土壤剖面中(PVC管件3與負壓引流器21的連接端要暴露在土壤之外)，負壓裝置2在地上；氣體採集前，應用負壓裝置2除去氣井1及PVC管件3中的殘留氣體，再用一段乳膠管將PVC管件3的暴露端封閉；土壤剖面不同位置處的待測氣體經氣井單元11的進氣孔12擴散置PVC管件3，在充分平衡之後便可進行氣體採集，具體操作步驟如下第一步首先將負壓引流器21放置在支撐板23的凸起部位231上，再將施力板22放在負壓引流器21之上，將引流器的固定部214要與施力板22上的固定孔221吻合；第二步用外力作用於施力板22上，負壓引流器21被壓縮，負壓引流器21中的空氣逐漸排除並在其中形成負壓，此時將負壓引流器21的進氣口215連接到PVC管件3的暴露端，此時外力作用始終保持；第三步撤除外力在彈簧211的彈性力作用下負壓引流器21逐漸伸張，負壓引流器21內的負壓逐漸減少，氣井單元11與PVC管件3中的氣體被自動收集；第四步夾注負壓引流器21的進氣口215或將負壓引流器21中的氣體輸入到氣袋之中。
本發明所述氣井單元11的線度、所需氣井單元11及負壓引流器21個數以及PVC管件3長度，取決於研究目的。
實施例2與實施例1不同之處在於本發明土壤剖面梯度氣體樣本的負壓同步採集方法是將一組氣井單元11分別置入待測土壤不同土體剖面不同位置處，每個氣井單元11與管件3和負壓裝置2相連，實現不同土體剖面、不同梯度的氣體樣本的同步採集；氣體採集前，應用負壓裝置2除去氣井1及管件3中的殘留氣體，土壤剖面不同位置處的待測氣體經氣井單元11的進氣孔12擴散置管件3，在充分平衡之後進行氣體同步採集；所述負壓引流器21為一具有褶皺結構的塑料圓柱體212；操作時將一組氣井單元11分別置入待測土壤不同土體剖面不同位置處，每個氣井單元11與管件3和負壓裝置2相連，如圖5b所示，本發明氣井1連同負壓裝置2與PVC管件3的銜接水平安裝土坑中。
權利要求
1.一種土壤剖面梯度氣體樣本的負壓同步採集方法，其特徵在於將一組氣井單元垂直置入待測土壤同一剖面不同位置處，每個氣井單元與管件和負壓裝置相連；氣體採集前，應用負壓裝置除去氣井及管件中的殘留氣體，土壤剖面不同位置處的待測氣體經氣井單元的進氣孔擴散置管件，在充分平衡之後進行氣體同步採集。
2.按照權利要求1所述採集方法，其特徵在於將一組氣井單元分別置入待測土壤不同土體剖面不同位置處，每個氣井單元與管件和負壓裝置相連。
3.一種按照權利要求1所述採集方法的專用裝置，其特徵在於主要由氣井(1)、負壓裝置(2)組成，其中氣井(1)由多個氣井單元(11)組成，每個單元高度依採樣梯度而定，其上具有進氣孔(12)、出氣孔(13)；負壓裝置(2)由與氣井(1)匹配連接的多個負壓引流器(21)、置於負壓引流器(21)上的施加外力的施力板(22)以及置於負壓引流器(21)下的支撐板(23)構成；所述氣井(1)的氣井單元(11)中出氣孔(13)分別通過與其安裝在一起的管件(3)與負壓裝置(2)中的負壓引流器(21)銜接。
4.按照權利要求3所述採集方法，其特徵在於所述進氣孔(12)由鋼網覆蓋。
5.按照權利要求3所述採集方法，其特徵在於所述出氣孔(13)為一與氣井單元(11)本體固裝在一起的管座。
6.按照權利要求3所述採集方法，其特徵在於所述施力板(22)上設有用於安裝負壓引流器(21)的固定用孔(221)。
7.按照權利要求3所述採集方法，其特徵在於所述支撐板(23)上設有用於安裝負壓引流器(21)、並排除負壓引流器(21)的空氣死空間的凸起部位(231)。
8.按照權利要求3所述採集方法，其特徵在於所述負壓引流器(21)為中部設有彈簧(211)的塑料圓柱體(212)，或具有褶皺結構的塑料圓柱體(212)，在圓柱體(212)上端分別設換氣口(213)、進氣口(215)及固定部(214)，圓柱體(212)的底座與所述支撐板(23)上凸起部位(231)緊密配合安裝在一起，固定部(214)與施力板(22)上的固定用孔(221)配合安裝，進氣口(215)通過管件(3)與各氣井單元(11)的出氣孔(13)連接。
全文摘要
本發明涉及一種土壤剖面梯度氣體樣本的負壓同步採集方法及專用裝置。方法是將一組氣井單元垂直置入待測土壤同一剖面不同位置處，每個氣井單元與管件和負壓裝置相連；氣體採集前，用負壓裝置除去氣井及管件中的殘留氣體，土壤剖面不同位置處的待測氣體經氣井單元的進氣孔擴散置管件，在充分平衡之後進行氣體同步採集；裝置主要由氣井、負壓裝置組成，其中氣井由多個具有進出氣孔的氣井單元組成，負壓裝置由與氣井匹配連接的多個負壓引流器、置於其上的施加外力的施力板以及置於其下的支撐板構成；氣井單元中出氣孔分別通過與其安裝在一起的管件與負壓裝置中的負壓引流器銜接。它對同一土壤剖面不同梯度及不同土壤剖面不同梯度的氣體實現同步採集。
文檔編號G01N1/26GK1414362SQ0113333
公開日2003年4月30日 申請日期2001年10月24日 優先權日2001年10月24日
發明者韓士傑, 張軍輝, 周玉梅 申請人:中國科學院瀋陽應用生態研究所