土壤和大气CO2和δ制造技术

本发明专利技术公开了一种土壤和大气CO2和δ

【技术实现步骤摘要】
土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统
本专利技术涉及一种土壤生物地球化学过程二氧化碳同位素综合观测系统，尤其涉及土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统。
技术介绍
土壤和大气CO2和δ13C廓线的检测对于碳循环具有重要的意义，通过土壤CO2和δ13C通量的梯度扩散的连续测定，将显著提升研究人员对于土壤剖面不同深度CO2和δ13C特征及其迁移机制的认知能力；在线连续观测技术的发展，具有传统的同位素测定技术和途径无可比拟的优势，会极大促进科学家对土壤有机质分解动态与作用机制方面的理解。但是现有技术中并不存在土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统，解决了上述技术问题。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：一种土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统，其包括采样系统、标定系统、控制系统和分析系统；所述采样系统用于采集大气和土壤内的气体，并且将所采集的大气和土壤内的气体通过控制系统输送至分析系统；所述控制系统用于控制气路的切换；所述标定系统用于对分析系统结果进行在线标定；所述分析系统用于对大气中的CO2和δ13C进行检测，以及对土壤内的气体中的CO2和δ13C进行检测。可选的，所述采样系统包括通量塔、取气探头、大气输气管和土壤输气管；所述通量塔固定于地面上，并且所述通量塔上沿高度方向依次设置有多个取气探头，所述取气探头用于采集大气；所述取气探头通过过滤器与大气输气管连接；所述土壤输气管埋设于土壤内，并且沿深度方向依次水平设置；所述土壤输气管为防水透气材料制备。可选的，所述取气探头的数量的为6个；和/或所述土壤输气管的数量为6个。可选的，所述大气输气管为1/4英寸特氟龙管，并且在所述1/4英寸特氟龙管的外壁上包裹有保温棉；所述土壤输气管采用1/8英寸特氟龙管。可选的，所述控制系统包括汇流排、16路回旋阀和稀释装置；所述汇流排的接口数量大于等于所述大气输气管的数量，所述汇流排的每一个接口上均设置有三通，并与所述三通的一个端口的连通；每一个取气探头分别通过与其连接的大气输气管连接于三通的另一个端口；所述汇流排的取气总管连接有辅助泵，所述大气输气管上均设置有气流调节阀；所述三通的第三个端口分别连接于16路汇流排的进气口，所述16路回旋阀的出气口通过过滤器连接于分析装置；所述土壤输气管通过稀释装置连接于16路汇流排，所述稀释装置同时还与零气瓶连通。可选的，当汇流排的接口数量大于大气和土壤输气管的数量时，汇流排上不使用的接口均进行封堵处理。可选的，所述标定系统包括第一标气瓶、第二标气瓶和第三标气瓶，所述第一标气瓶、第二标气瓶和第三标气瓶均连接于16路回旋阀的进气口。可选的，所述分析系统采用PICARROG2131-i主机。可选的，所述稀释装置包括第一八通道电磁阀、第一混气室和第二混气室；所述第一八通道电磁阀包括8个进气端口和两个排气端口，其中8个进气端口均与两个排气端口连通；所述6个土壤输气管分别连接于第一八通道电磁阀的6个进气端口，所述第一八通道电磁阀的第7个进气端口连接于地表空气进气端口，所述第一八通道电磁阀的第8进气端口封闭；所述第一八通道电磁阀的排气端口通过第一低流速泵和第一质量流量计与第一混气室连通，所述第一八通道电磁阀的排气端口还通过第二低流速泵和第二质量流量计与所述第二混气室连通；所述零气瓶上设置有减压阀，所述减压阀的出口通过第三质量流量计和电磁阀与第一混气室连通；所述减压阀的出口还通过第四质量流量计和电磁阀与第二混气室连通；所述第一混气室的排气口通过单向阀与大气连通，所述第一混气室的排气口还通过管路连接至两位三通电磁阀的A口；所述第二混气室的排气口通过单向阀与大气连通，所述第二混气室的排气口还通过管路连接至两位三通电磁阀的B口；所述两位三通电磁阀的P口连接于16路回旋阀。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统，通过采样系统采集大气和土壤内的气体，并且将所采集的大气和土壤内的气体输送至分析系统；通过控制系统控制气路的切换；通过标定系统对分析系统进行在线标定；并且通过分析系统对大气中的CO2和δ13C进行检测，以及对土壤内的气体中的CO2和δ13C进行检测，由此实现了土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测。附图说明图1为本专利技术的土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统的结构示意图；图2为本专利技术的土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统的结构示意图；图中标记示意为：1-通量塔；2-取气探头；3-大气输气管；4-土壤输气管；5-防水透气材料；6-汇流排；7-气流调节阀；8-过滤器；11-第一八通道电磁阀；12-第二八通道电磁阀；13-第一低流速泵；14-第一质量流量计；15-第一混气室；16-第二低流速泵；17-第二质量流量计；18-第二混气室；19-减压阀；20-第三质量流量计；21-第一电磁阀；22-第四质量流量计；23-第二电磁阀；24-两位三通电磁阀；25-辅助循环泵。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术的技术方案作进一步阐述。实施例1本实施例提供了一种土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统，其包括采样系统、标定系统、控制系统和分析系统。所述采样系统用于采集大气和土壤内的气体，并且将所采集的大气和土壤内的气体通过控制系统输送至分析系统；所述采样系统包括通量塔、取气探头、大气输气管和土壤输气管；所述通量塔固定于地面上，并且所述通量塔上沿高度方向依次设置有多个取气探头，所述取气探头用于采集大气；作为一个实现形式，本实施例中，所述取气探头的数量的为6个。所述取气探头通过过滤器与大气输气管连接，以通过所述过滤器对所述取气探头所采集的大气中的尘埃进行过滤，本实施例中，所述大气输气管为1/4英寸特氟龙管，并且在所述1/4英寸特氟龙管的外壁上包裹有保温棉，以通过所述保温棉使得所述大气输气管内的温度恒定。所述土壤输气管埋设于土壤内，并且沿深度方向依次水平设置。所述土壤输气管采用防水透气材料制备，以使得所述土壤输气管能够采集土壤内的气体，并且将所述土壤输气管所采集的土壤内的气体输送至稀释装置，并且所述土壤输气管边设置有温度传感器和湿度传感器。更优选地，所述土壤输气管采用1/8英寸特氟龙管，并且作为一个实现形式，所述土壤输气管的数量为6个。所述控制系统用于控制气路的切换，即控制输入至分析系统的气体，本实施例中，所述控制系统包括汇流排、16路回旋阀和稀释装置。所述汇流排的接口数量大于等于所述大气输气管的数量，所述汇流排的每一个接口上均设置有三通，并与所述三通的一个端口的连通；每一个取气探头分别通过与其连接的大气输气管连接于三通的另一个端口；本实施例中，当汇流排的接口数量大于大气输气管的数量时，汇流排上不使用的接口均进行封堵处理。所述汇流排的取气总管连接有辅助泵(图中未示出)，以通过辅助泵实现对气体的循环功能，而且，所述大气输气管上均设置有气流调节阀，以通过调节气流调节阀，实现对每一个大气输气管的进气流量调节。所述三通的第三个端口均通过1/4英寸不锈钢管连接于16路汇流排的进气口，所述16路回旋阀的出气口通过过滤器连接于分析装置。而且，所述土壤输气管通过稀释装置连接于16路汇流排，所述稀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统，其特征在于，包括采样系统、标定系统、控制系统和分析系统；所述采样系统用于采集大气和土壤内的气体，并且将所采集的大气和土壤内的气体通过控制系统输送至分析系统；所述控制系统用于控制气路的切换；所述标定系统用于对分析系统结果进行在线标定；所述分析系统用于对大气中的CO2和δ13C进行检测，以及对土壤内的气体中的CO2和δ13C进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统，其特征在于，包括采样系统、标定系统、控制系统和分析系统；所述采样系统用于采集大气和土壤内的气体，并且将所采集的大气和土壤内的气体通过控制系统输送至分析系统；所述控制系统用于控制气路的切换；所述标定系统用于对分析系统结果进行在线标定；所述分析系统用于对大气中的CO2和δ13C进行检测，以及对土壤内的气体中的CO2和δ13C进行检测。2.根据权利要求1所述的土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统，其特征在于，所述采样系统包括通量塔、取气探头、大气输气管和土壤输气管；所述通量塔固定于地面上，并且所述通量塔上沿高度方向依次设置有多个取气探头，所述取气探头用于采集大气；所述取气探头通过过滤器与大气输气管连接；所述土壤输气管埋设于土壤内，并且沿深度方向依次水平设置；所述土壤输气管为防水透气材料制备。3.根据权利要求2所述的土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统，其特征在于，所述取气探头的数量为6个；和/或所述土壤输气管的数量为6个。4.根据权利要求2所述的土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统，其特征在于，所述大气输气管为1/4英寸特氟龙管，并且在所述1/4英寸特氟龙管的外壁上包裹有保温棉；所述土壤输气管采用1/8英寸特氟龙管。5.根据权利要求2所述的土壤和大气CO2和δ13C廓线协同观测系统，其特征在于，所述控制系统包括汇流排、16路回旋阀和稀释装置；所述汇流排的接口数量大于等于所述大气输气管的数量，所述汇流排的每一个接口上均设置有三通，并与所述三通的一个端口的连通；每一个取气探头分别通过与其连接的大气输气管连接于三通的另一个端口；所述汇流排的取气总管连接有辅助泵，所述大气输气管上均设置有气流调节阀；所述三通的第三个端口分别连接于16路汇流排的进气口，所述16路回旋阀的出气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶苑，温学发，孙晓敏，魏杰，张光辉，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，北京普瑞亿科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11