一种土壤呼吸自动采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种土壤呼吸自动采集系统，包括抽气筒和操作柜，所述抽气筒顶部设置有进气口、侧面设置有出气口、底部为便于插入土壤的敞口，所述操作柜内设置有真空泵、气体采集袋以及装有碱石灰的洗气瓶，所述真空泵的进气口和出气口分别与洗气瓶的出气口和抽气筒的进气口联通，所述真空泵的进气口和出气口分别与抽气筒的出气口和气体采集袋联通，所述抽气筒的出气口与洗气瓶的进气口联通。本发明专利技术的采集系统能够根本去除大气中碳的干扰，并且能够避免土层受到严重的干扰，其测值能准确地代表原始土层的状态。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤呼吸自动采集系统
本专利技术属于土壤气体采集领域，具体涉及一种土壤呼吸自动采集系统。
技术介绍
众所周知，以气候变暖为主要特征的地球气候系统变化是不争的事实。在全球气候变暖的背景下，青藏高原地区多年冻土呈现不同程度的退化，可能引起多年冻土区大量的土壤有机碳分解以温室气体的形式（CO2、CH4）进入大气，对气候变化起到正反馈作用。多年冻土区释放的温室气体主要来自植物呼吸以及微生物分解有机质过程。在全球气候变暖背景下，植被净生态系统碳交换逐渐增强，而且温度升高使得冻结存储在多年冻土区的有机碳很容易被微生物分解利用，因此多年冻土区很可能由碳汇转向碳源。因此，近年来多年冻土区土壤释放的温室气体备受关注，也是气候变化研究的重要内容之一。多年冻土退化主要体现在温度升高和热喀斯特过程，如热融侵蚀和热融滑塌，而这些过程会直接将老碳暴露于大气中，加速了老碳的分解。目前传统的测量方法比如气相色谱法、动态气室等方法能够直接测量土壤表面温室气体释放速率，然而不能分析出释放的碳的来源。由于14C经历了辐射衰变，δ14C可作为一个时间标记，来反映老碳被分解的情况；δ13C则与光合作用、土壤水分及CO2浓度相关，故通过野外采集不同深度土壤释放的气体，在实验室分析气体碳同位素δ14C和δ13C特征，可确定在多年冻土退化过程中新碳和老碳对温室气体释放的贡献。近年来，大部分研究采用了多种土壤气体取样方式，如地表插管取气，或是提前挖取竖井剖面，然后将取样仪器放置入气井中的方式来进行气体取样。然而根本无法去除大气中碳的干扰，而且土层受到了严重的干扰，其测值已不能准确地代表原始土层状态。专利
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种土壤呼吸自动采集系统，目的在于克服已有土壤气体采集装置的上述缺陷，能尽可能的减少对土壤层的破坏及扰动。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种土壤呼吸自动采集系统，包括抽气筒和操作柜，所述抽气筒顶部设置有进气口、侧面设置有出气口、底部为便于插入土壤的敞口，所述真空泵的进气口和出气口分别与洗气瓶的出气口和抽气筒的进气口联通；在气体采集系统中，所述真空泵的进气口和出气口分别与抽气筒的出气口和气体采集袋联通，所述抽气筒的出气口与洗气瓶的进气口联通。进一步，所述真空泵的进气口与抽气筒的出气口联通的管路上设置有第一电磁阀，所述真空泵的进气口与洗气瓶的出气口联通的管路上设置有第二电磁阀，所述真空泵的出气口与抽气筒的进气口联通的管路上设置有第三电磁阀，所述真空泵的出气口与气体采集袋的进气口联通的管路上设置有第四电磁阀，所述抽气筒的出气口与洗气瓶的进气口联通的管路上设置有第五电磁阀。进一步，所述操作室上还设置有太阳能供电系统，所述太阳能供电系统包括设置于操作室顶部的太阳能电池板和设置在操作室内部的充电蓄电瓶。进一步，所述操作室内还设置有用于控制整个采集系统的总开关、用于控制CO2吸收系统的洗气键开关，用于控制控制气体采集系统的采气键开关以及用于显示CO2吸收系统操作时间的时间显示器。进一步，所述操作室内还设置有用于控制电磁阀和真空泵动作的控制模块。进一步，所述与气体采集袋连接的塑胶软管末端还设置有速接头。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的采集系统能够根本去除大气中碳的干扰，并且能够避免土层受到严重的干扰，其测值能准确地代表原始土层的状态。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术的立体示意图；图2为本专利技术管路系统的连接示意图；图3位本专利技术的控制原理图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。一种土壤呼吸自动采集系统，所述采集系统包括抽气筒Ⅱ和操作柜Ⅰ，所述抽气筒顶部设置有进气口6、侧面设置有出气口5、底部为便于插入土壤的敞口，所述操作柜内设置有真空泵15、气体采集袋17以及装有碱石灰12的洗气瓶13。在CO2吸收系统中，所述真空泵的进气口2和出气口1分别与洗气瓶的出气口和抽气筒的进气口联通；在气体采集系统中，所述真空泵的进气口2和出气口1分别与抽气筒的出气口和气体采集袋联通，所述抽气筒的出气口与洗气瓶的进气口联通。所述抽气筒的出气口与洗气瓶的进气口联通。本实施例中，所述真空泵的进气口与抽气筒的出气口联通的管路上设置有第一电磁阀7，所述真空泵的进气口与洗气瓶的出气口联通的管路上设置有第二电磁阀8，所述真空泵的出气口与抽气筒的进气口联通的管路上设置有第三电磁阀9，所述真空泵的出气口与气体采集袋的进气口联通的管路上设置有第四电磁阀10，所述抽气筒的出气口与洗气瓶的进气口联通的管路上设置有第五电磁阀11。本实施例中，所述操作室上还设置有太阳能供电系统，所述太阳能供电系统包括设置于操作室顶部的太阳能电池板3和设置在操作室内部的充电蓄电瓶16。本实施例中，所述操作室内还设置有用于控制整个采集系统的总开关、用于控制CO2吸收系统的洗气键开关20，用于控制气体采集系统的采气键开关21以及用于显示CO2吸收系统操作时间的时间显示器22。本实施例中，所述操作室内还设置有用于控制电磁阀和真空泵动作的控制模块，所述与气体采集袋连接的塑胶软管末端还设置有速接头18，所述土壤呼吸自动采集系统内的各种联通管路均采用塑胶软管4进行连接。本实施例的土壤呼吸自动采集系统还配套有土壤松软装置，土壤松软装置是与抽气筒配套的铁圈，具有一定的高度。由于抽气筒无法直接放入土壤中，须先将借助与抽气筒配套的土壤松软装置砸入土壤一定深度，取出铁圈再放置无底密封罩筒。本实施例的操作柜集成了CO2吸收系统、气体采集系统、控制电路和控制面板。其中，控制柜中CO2吸收系统、气体采集系统部件之间通过塑胶软管4相连接。本实施例中的CO2吸收系统中，气体从抽气筒的出气口，流动通过操作柜中的电磁阀11，进入洗气瓶中，洗气瓶里通过放置碱石灰达到对CO2的吸收，而后气体依次经过电磁阀8、真空泵及电磁阀9、抽气筒的进气口；同时电子时控电器对其操作时间计时，由控制面板上的时间显示器显示操作时间。在气体采集系统中采集气体时，气流经过真空泵、电磁阀10后进入气体采集袋。本实施例的土壤呼吸自动采集化系统的使用步骤为：步骤一：用松软土壤装置松软一块土地以确保抽气筒能顺利插入土壤中而不被损坏，将抽气筒插入土壤15厘米深。步骤二：通过塑胶软管4连接抽气筒与操作柜，抽气筒的出气口5与操作柜的进气口2相连，操作柜的出气口1与抽气筒的进气口6相连。步骤三：打开控制柜，打开控制整个土壤自动化采集系统的总开关20，开始进入工作状态。步骤四：按下洗气键20，电磁阀8、9、11打开，保持通畅，同时自动计时装置开始计时，在时间显示面板22中显示工作时间。除去抽气筒顶部原有空气二氧化碳的功能开始工作。为消除抽气筒顶部自有大气中二氧化碳的影响，吸取抽气筒的顶部空气进入操作柜，抽气筒的空气由出气口5经过塑胶软管进入操作柜的进气口2，经由电磁阀11进入CO2吸收装置（放置有碱石灰12的塑胶瓶13）。为使流经气体中的CO2得到充分的吸收，CO2吸收装置中原始气流从长管进，除去CO2的气体从短管流出。除去CO2的气体经由电磁阀8、真空泵、电磁阀9后从操作柜的出气口1流出，经由塑胶软管4流入抽气筒的进气口6，除去CO2的气体进入到抽气筒Ⅱ中。在这个步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤呼吸自动采集系统，其特征在于：所述采集系统包括抽气筒和操作柜，所述抽气筒顶部设置有进气口、侧面设置有出气口、底部为便于插入土壤的敞口，所述操作柜内设置有真空泵、气体采集袋以及装有碱石灰的洗气瓶，所述真空泵的进气口和出气口分别与洗气瓶的出气口和抽气筒的进气口联通，所述真空泵的进气口和出气口分别与抽气筒的出气口和气体采集袋联通，所述抽气筒的出气口与洗气瓶的进气口联通。

【技术特征摘要】
1.一种土壤呼吸自动采集系统，其特征在于：所述采集系统包括抽气筒和操作柜，所述抽气筒顶部设置有进气口、侧面设置有出气口、底部为便于插入土壤的敞口，所述操作柜内设置有真空泵、气体采集袋以及装有碱石灰的洗气瓶，所述真空泵的进气口和出气口分别与洗气瓶的出气口和抽气筒的进气口联通，所述真空泵的进气口和出气口分别与抽气筒的出气口和气体采集袋联通，所述抽气筒的出气口与洗气瓶的进气口联通。2.根据权利要求1所述的一种土壤呼吸自动采集系统，其特征在于：所述真空泵的进气口与抽气筒的出气口联通的管路上设置有第一电磁阀，所述真空泵的进气口与洗气瓶的出气口联通的管路上设置有第二电磁阀，所述真空泵的出气口与抽气筒的进气口联通的管路上设置有第三电磁阀，所述真空泵的出气口与气体采集袋联通的管路上设置有第四电磁阀，所述抽气...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟翠翠，赵倩，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62