一种钻探式深层土壤呼吸测量装置及其测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钻探式深层土壤呼吸测量装置，包括测量架、钻探组件和测量组件；钻探组件包括钻探管、安装板和钻探电机，安装板与测量架连接，底部设有钻探齿牙，钻探管上套设有限位圈，钻探管通过限位圈与安装板卡接，钻探电机设在安装板上，钻探电机为钻探管提供动力；测量组件包括CO

A drilling type deep soil respiration measuring device and its measuring method

【技术实现步骤摘要】
一种钻探式深层土壤呼吸测量装置及其测量方法
本专利技术涉及土壤呼吸检测设备
，具体涉及一种钻探式深层土壤呼吸测量装置及其测量方法。
技术介绍
土壤呼吸是指土壤释放二氧化碳的过程，严格意义上讲是指未扰动土壤中产生CO2的所有代谢作用，包括三个生物学过程和一个非生物学过程，即含碳矿物质的化学氧化作用，人们把测定土壤呼吸作用强度看作是衡量土壤微生物总的活性指标，或者作为评价土壤肥力的指标之一，因此对土壤碳库的库容及其动态变化进行研究，有助于探讨减少人为碳排放、增加土壤碳贮存、延长土壤碳的固定时间等问题。在数量上的微小改变可能对大气CO2含量的变化具有相当大的影响，对于当前碳循环和全球气候变化研究具有十分重要意义。现有的土壤呼吸测量装置一般结构都比较复杂，不便于操作，而且现有的钻探式土壤呼吸测量装置在对土壤层进行钻探时，极易干扰原土壤层的天然排放量，导致测量结果出现误差；另一方面，现有的钻探式土壤呼吸测量装置使用完毕后，不能实现检测点土壤的恢复，导致原有土壤环境受到破坏。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本专利技术提供了操作便捷、测量准确性高、土壤环境破坏小的钻探式深层土壤呼吸测量装置。本专利技术的技术方案为：一种钻探式深层土壤呼吸测量装置，包括测量架、钻探组件和测量组件；测量架底部设置有移动轮；钻探组件包括钻探管、安装板和钻探电机，安装板通过可调支撑杆与测量架上端面固定连接，钻探管为两端开口的空心管，钻探管外壁上设置有刻度标识，钻探管上端设置有连接齿圈，钻探管底部设置有钻探齿牙，钻探管上套设有限位圈，钻探管依次贯穿安装板和测量架，且通过限位圈与安装板可旋转卡接，钻探电机固定设置在安装板上，钻探电机的输出轴上设置有驱动齿轮，驱动齿轮与连接齿圈啮合连接；测量组件包括CO2检测仪、检测管和浮土抓取组件，检测管顶端封闭，下端开口，检测管活动套设在钻探管内部，且与钻探管密封连接，检测管的外壁与连接齿圈的内壁螺纹连接，CO2检测仪设置在安装板上，CO2检测仪的检测探头位于检测管内部靠下位置，检测探头与CO2检测仪电性连接，浮土抓取组件活动设置在检测管上，浮土抓取组件用于抓取测量地表面浮土；CO2检测仪和钻探电机均由外部电源供电。进一步地，测量架底端设置有滑动板，滑动板上设置有滑动槽，滑动板设置有4个，4个滑动板两两相对设置，移动轮设置有4个，4个移动轮通过固定架两两设置，固定架两侧设置有滑动柱，固定架通过滑动柱与滑动槽活动卡接，测量架上螺纹连接有螺杆，螺杆底端与固定架可转动连接，螺杆顶端设置有转盘，通过设置4个移动轮，便于对装置进行搬运和移动，并且便于对装置的测量位置进行调整，通过旋转转盘调节螺杆高度，进而能够对测量架的高度进行调节，便于对测量地点进行准确定位。进一步地，可调支撑杆包括支撑杆一和支撑杆二，支撑杆二为伸缩套管，支撑杆二设置有3个，支撑杆一设置有1个，1个支撑杆一和3个支撑杆二分布在安装板四角位置，支撑杆一包括螺纹调节杆和螺纹套筒，螺纹套筒与测量架固定连接，螺纹调节杆顶端设置有旋转齿轮，螺纹调节杆与螺纹套筒螺纹连接，且与安装板可转动卡接，螺纹调节杆通过旋转齿轮与驱动齿轮啮合连接，通过在螺纹调节杆顶端设置有旋转齿轮，当钻探电机运行时，能够带动螺纹调节杆向螺纹套筒内收缩，进而使得钻探管伸入土壤中，大大提高了装置的自动化性能，同时提高了装置的紧凑性。进一步地，浮土抓取组件包括固定盘、抓取板、导向管和调节套，固定盘滑动设置在检测管内部，固定盘上设置有开槽，开槽内设置有滑动杆，抓取板为弧形板,抓取板通过滑块套设在滑动杆上，导向管与固定盘固定连接，且导向管顶端贯穿检测管，导向管内部下端设置有导向块，调节套可转动卡接在导向管顶端，调节套上螺纹连接有提升柱，提升柱与导向管的内壁卡接，且提升柱能够在导向管内部上下滑动，提升柱设置有牵引丝，牵引丝穿过导向块后与滑块，使用时，通过下压检测管，使浮土抓取组件与土样上层浮土接触，然后旋转调节套，使提升柱在调节套内上升，牵引丝拉动滑块在滑动杆上移动，使得各个抓取板相互靠近，对土样上层浮土进行抓取，便于检测探头对浮土下层土样进行呼吸测量，避免浮土中杂质污染物对检测结果造成影响，提高检测结果的准确性。进一步地，抓取板设置有4个，开槽和滑动杆的数量与抓取板的数量对应一致，4个抓取板分别通过滑块套设在滑动杆上，滑动杆上套设有阻尼弹簧，阻尼弹簧一端与滑块抵接，另一端与固定盘抵接，通过设置4个抓取板，使得土样上层浮土的抓取更加稳定，避免土壤呼吸检测过程中浮土落下而造成检测结果出现误差。进一步地，固定盘边沿处设置有橡胶密封圈，提高装置的气密性，为土壤呼吸检测工作创造有利环境条件。进一步地，安装板上端通过螺栓连接有防护罩，检测管贯穿防护罩，钻探电机和CO2检测仪均位于防护罩内部，通过设置防护罩，一方面能够避免钻探电机对检测人员造成伤害，另一方面能够对CO2检测仪进行防护，避免CO2检测仪被外界环境损坏。利用上述钻探式深层土壤呼吸测量装置进行土壤呼吸测量的方法，包括以下步骤：S1、通过测量架以及测量架上设置的移动轮将装置移动至测量地点；钻探管和检测管均位于测量架最高处，通过旋转转盘调节螺杆高度，进而使钻探组件和测量组件随测量架一同下降，使钻探管的钻探齿牙正对测量基准点；S2、通过外部电源带动钻探电机开始运行，钻探电机上的驱动齿轮同时啮合连接齿圈和旋转齿轮，连接齿圈转动过程中，钻探管底部的的钻探齿牙开始对土壤进行钻探，同时旋转齿轮带动螺纹调节杆向螺纹套筒内收缩，安装板、钻探管和测量组件开始下降，根据钻探管上的刻度标识确定测量深度，钻探管内部区域的土样随着钻探管的上升进入钻探管内部；S3、通过下压检测管，使浮土抓取组件与土样上层浮土接触，然后旋转调节套，使提升柱在调节套内上升，牵引丝拉动滑块在滑动杆上移动，使得各个抓取板相互靠近，对土样上层浮土进行抓取，然后提升检测管，通过外部电源带动CO2检测仪开始运行，CO2检测仪的检测探头对钻探管中剩余土样进行呼吸测量，并将测量结果反馈给CO2检测仪；S4、测量完毕后，下压检测管，反向转动调节套，使各个抓取板相互远离，浮土落下，最后移除装置，浮土在重力作用下对采样口进行封堵，实现检测地土壤复原。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术结构设计合理，操作简便，通过在测量架上设置移动轮和螺杆，便于对装置进行移动和调节，简化了土壤呼吸检测的前期准备工作；通过在钻探管底部设置钻探齿牙，减小了钻探管钻探过程中对原有土壤层天然排放量的干扰，提高测量结果的准确性；同时环状的钻探齿牙使得土壤检测口较小，从而减小了对土壤环境的破坏；通过设置浮土抓取组件，能够对对土样上层浮土进行抓取，便于检测探头对浮土下层土样进行呼吸测量，避免浮土中杂质污染物对检测结果造成影响，提高检测结果的准确性，同时检测完毕后，自然下落的浮土能够对原采样口进行封堵，有利于土壤环境的恢复。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的左视图；图3是本专利技术的钻探管的结构示意图；图4是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻探式深层土壤呼吸测量装置，其特征在于，包括测量架(1)、钻探组件(2)和测量组件(3)；所述测量架(1)底部设置有移动轮(10)；所述钻探组件(2)包括钻探管(20)、安装板(21)和钻探电机(22)，所述安装板(21)通过可调支撑杆(23)与测量架(1)上端面固定连接，所述钻探管(20)为两端开口的空心管，钻探管(20)外壁上设置有刻度标识，钻探管(20)上端设置有连接齿圈(200)，钻探管(20)底部设置有钻探齿牙(201)，钻探管(20)上套设有限位圈(202)，钻探管(20)依次贯穿安装板(21)和测量架(1)，且通过所述限位圈(202)与安装板(21)可旋转卡接，所述钻探电机(22)固定设置在安装板(21)上，钻探电机(22)的输出轴上设置有驱动齿轮(220)，所述驱动齿轮(220)与连接齿圈(200)啮合连接；所述测量组件(3)包括CO

【技术特征摘要】
1.一种钻探式深层土壤呼吸测量装置，其特征在于，包括测量架(1)、钻探组件(2)和测量组件(3)；所述测量架(1)底部设置有移动轮(10)；所述钻探组件(2)包括钻探管(20)、安装板(21)和钻探电机(22)，所述安装板(21)通过可调支撑杆(23)与测量架(1)上端面固定连接，所述钻探管(20)为两端开口的空心管，钻探管(20)外壁上设置有刻度标识，钻探管(20)上端设置有连接齿圈(200)，钻探管(20)底部设置有钻探齿牙(201)，钻探管(20)上套设有限位圈(202)，钻探管(20)依次贯穿安装板(21)和测量架(1)，且通过所述限位圈(202)与安装板(21)可旋转卡接，所述钻探电机(22)固定设置在安装板(21)上，钻探电机(22)的输出轴上设置有驱动齿轮(220)，所述驱动齿轮(220)与连接齿圈(200)啮合连接；所述测量组件(3)包括CO2检测仪(30)、检测管(31)和浮土抓取组件(32)，所述检测管(31)顶端封闭，下端开口，检测管(31)活动套设在钻探管(20)内部，且与钻探管(20)密封连接，检测管(31)的外壁与连接齿圈(200)的内壁螺纹连接，所述CO2检测仪(30)设置在安装板(21)上，CO2检测仪(30)的检测探头(300)位于检测管(31)内部靠下位置，所述检测探头(300)与CO2检测仪(30)电性连接，所述浮土抓取组件(32)活动设置在检测管(31)上，浮土抓取组件(32)用于抓取测量地表面浮土。


2.根据权利要求1所述的一种钻探式深层土壤呼吸测量装置，其特征在于，所述测量架(1)底端设置有滑动板(11)，所述滑动板(11)上设置有滑动槽(110)，滑动板(11)设置有4个，4个滑动板(11)两两相对设置，所述移动轮(10)设置有4个，4个移动轮(10)通过固定架(12)两两设置，所述固定架(12)两侧设置有滑动柱(120)，固定架(12)通过所述滑动柱(120)与滑动槽(110)活动卡接，所述测量架(1)上螺纹连接有螺杆(13)，所述螺杆(13)底端与固定架(12)可转动连接，螺杆(13)顶端设置有转盘(130)。


3.根据权利要求1所述的一种钻探式深层土壤呼吸测量装置，其特征在于，所述可调支撑杆(23)包括支撑杆一(230)和支撑杆二(231)，所述支撑杆二(231)为伸缩套管，支撑杆二(231)设置有3个，所述支撑杆一(230)设置有1个，1个支撑杆一(230)和3个支撑杆二(231)分布在安装板(21)四角位置，支撑杆一(230)包括螺纹调节杆(2300)和螺纹套筒(2301)，所述螺纹套筒(2301)与测量架(1)固定连接，所述螺纹调节杆(2300)顶端设置有旋转齿轮(2302)，螺纹调节杆(2300)与螺纹套筒(2301)螺纹连接，且与安装板(21)可转动卡接，螺纹调节杆(2300)通过所述旋转齿轮(2302)与驱动齿轮(220)啮合连接。


4.根据权利要求1所述的一种钻探式深层土壤呼吸测量装置，其特征在于，所述浮土抓取组件(32)包括固定盘(320)、抓取板(321)、导向管(322)和调节套(323)，所述固定盘(320)滑动设置在检测管(31)内部，固定盘(320)上设置有开槽(3200)，所述开槽(3200)内设置有滑动杆(3201)，所述抓取板(321)为弧形板,抓取板(321)通过滑块(3210)套设在所述滑动杆(3201)上，所述导向管(322)与固定盘(320)固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨倩，沈禹颖，杨惠敏，王先之，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62