原位土壤气体测量装置及其收集方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供的原位土壤气体测量装置，包括：锤组件，用于向钻孔工具施力，使得钻孔工具伸入土壤并在土壤形成一定深度的凹槽；拔出工具，用于将钻孔工具从土壤中拔出；气体取样器，从凹槽获取气体样本；气体分析仪，经由气体管路与气体取样器相连通，用于分析气体取样器采集的气体样本。能够同步测量至少4种土壤气体，这是气体地球化学找矿领域传统的气相色谱法所无法比拟的。不仅实现了轻量化设计，而且可以野外现场原位测定结果。以野外现场原位测定结果。以野外现场原位测定结果。

【技术实现步骤摘要】
原位土壤气体测量装置及其收集方法


[0001]本专利技术属于气体测量
，具体来说是一种原位土壤气体测量装置及其收集方法。

技术介绍

[0002]常用的地球化学找矿方法有：岩石地球化学测量、土壤地球化学测量、水系沉积物地球化学测量、水化学测量，气体地球化学测量、生物地球化学等。其中土壤中的CO2、CH4、SO2、H2S、N2O，NO2以及Hg等指示气体指标，可用作找矿，称为气体地球化学测量。例如,硫化矿床氧化可产生H2S、SO2和CO2的气晕：在表生带硫化矿床中的黄铁矿氧化后可生成硫酸和硫酸铁，硫酸和硫酸铁作用与硫化物，则有硫化氢和二氧化硫产生。
[0003]如：ZnS+H2SO4→
ZnSO4+H2[0004]FeS2+Fe2SO4→
3FeSO4+2S
[0005]2S+2O3→
2SO2[0006]另外，有机质和厌氧细菌的作用，也可以使硫酸根还原为H2S:
[0007]SO
42
‑
+8e+10H+H2S+4H2O
[0008]H2SO4+(2C)
→
H2S+2CO2[0009]硫化床氧化后生成硫酸或硫酸盐，如遇矿石中的碳酸盐矿物或地下水中的重碳酸盐生成CO2，如硫化矿床由上述氧化还原反映生成的H2S，SO2，CO2常常据记载矿体上方的土壤空气和大气中形成异常。
[0010]传统的指示气体测定方法如下：
[0011][0012][0013]上述常规方法，几乎全部依赖室内大型精密仪器。这些设备不仅价格昂贵，而且分析时间过长，还需要野外将样品取回，这无疑大大增加人力和财力成本。
[0014]此外，将样本带回实验室的过程中，无法保证样本不被污染。
[0015]因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案，以至少解决其中一个问题。

技术实现思路

[0016]为了克服现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种原位土壤气体测量装置及其收集方法，解决了
技术介绍
提出的问题。
[0017]本专利技术提供的原位土壤气体测量装置，包括：
[0018]锤组件，用于向钻孔工具施力，使得钻孔工具伸入土壤并在土壤形成一定深度的凹槽；
[0019]拔出工具，用于将钻孔工具从土壤中拔出；
[0020]气体取样器，从凹槽获取气体样本；
[0021]气体分析仪，经由气体管路与气体取样器相连通，用于分析气体取样器采集的气体样本。
[0022]本专利技术的一个技术方案，进一步设置为，钻孔工具包括：
[0023]土壤钻孔器，其整体减缩，减缩部呈棱型尖状，另一端呈平口，土壤钻孔器还包括可拆卸手柄的紧固装置；
[0024]土壤取样器，整体可拆卸，包括环刀型的取样头和可拆卸的土壤取样器手柄，还包括中空的半圆凿主体，其侧面开口，一端与取样头连接，另一端与土壤取样器手柄连接。
[0025]本专利技术的一个技术方案，进一步设置为，气体取样器，包括进气口、气体管路、螺纹钻、固定螺丝和气体取样器手柄；
[0026]螺纹钻，整体呈圆锥形中空结构，一端设置有可拆卸的通气组件，气体管路连接通气组件后依次穿过螺纹钻的主体和气体取样器手柄，经由鲁尔接头与气体分析仪连接。
[0027]本专利技术的一个技术方案，进一步设置为，气体分析仪，包括主机、气路接口、干燥装置，能够同步测量并实时记录CO2,CH4,H2S,SO2等多组分气体的浓度。
[0028]本专利技术的一个技术方案，进一步设置为，气体管路包括硅胶管、鲁尔接头、双通阀、三通阀和注射器；
[0029]气体管路的一端与通气组件螺纹连接，另一端通过鲁尔接头与气体分析仪连接；
[0030]气体管路的中部设置有三通阀，用以排除气体管路中的气体以及收集土壤气体。
[0031]本专利技术的一个技术方案，进一步设置为，锤组件包括中空碳纤维结构的锤组件手柄。
[0032]本专利技术还提供了一种原位土壤气体收集方法，包括上述任一技术方案中的原位土壤气体测量装置，原位土壤气体收集方法包括如下步骤：
[0033]步骤S1：锤组件锤击钻孔工具至钻孔工具深入土壤内的一定深度；
[0034]步骤S2：旋转钻孔工具的紧固装置，将钻孔工具从土壤中拔出；
[0035]步骤S3：将拔出工具的提手与钻孔工具的手柄抵接，按压拔出工具的手柄；
[0036]步骤S4：将螺纹钻植入土壤内的空穴中；
[0037]步骤S5：将螺纹钻和气体分析仪经由气体管路连接；
[0038]其中，步骤S2和步骤S3任选一个即可，且上述步骤按顺序执行。
[0039]本专利技术的一个技术方案，进一步设置为，还包括步骤S6：通过三通阀，用注射器推压气路管，清洗螺纹钻底部的通气装置。
[0040]本专利技术的一个技术方案，进一步设置为，还包括步骤S7：打开气体分析仪，设定取样时间，自动分析并记录土壤气体成分。
[0041]本专利技术的有益效果至少为：
[0042](1)本专利技术通过在原厂传感器基础上，通过膜技术改进和传感器模组化后，能够同时检测两种原本会交叉干扰，难以检出的痕量气体H2S和SO2。
[0043](2)本专利技术将能够同步测量至少4种土壤气体，这是气体地球化学找矿领域传统的气相色谱法所无法比拟的。不仅实现了轻量化设计，而且可以野外现场原位测定结果。
[0044](3)本专利技术也可兼顾土壤地球化学测量方法。并且在应用领域得到扩展，不但用于气体地球化学找矿，也可以用于生态学领域研究。
[0045](4)本专利技术能够在野外收集土壤和土壤气体样本，既可以原位测量分析获得实验数据，也可以将所得样本带回实验室分析，而传统方法中，将样本带回实验室的过程中，可能会使得样本被污染，影响实验结果的精确度，原位测量的改进，解决了这一问题。
附图说明
[0046]图1为本专利技术的锤组件的使用状态示意图；
[0047]图2为本专利技术的土壤钻孔器的结构示意图；
[0048]图3为本专利技术的土壤取样器的结构示意图；
[0049]图4为本专利技术的拔出工具的结构示意图；
[0050]图5为本专利技术的气体取样器的结构示意图；
[0051]图6为本专利技术的气体取样器与气体分析仪连接的使用状态示意图；
[0052]图7为本专利技术的原位土壤气体收集方法的流程图。
[0053]示意图中的标号说明：
[0054]100、锤组件；110、锤组件手柄；
[0055]210、土壤钻孔器；211、紧固装置；220、土壤取样器；221、取样头；
[0056]300、拔出工具；310、提手；
[0057]400、气体取样器；421、硅胶管；430、螺纹钻；431、通气组件；440、固定螺丝；450、气体取样器手柄；
[0058]500、气体分析仪。
具体实施方式
[0059]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位土壤气体测量装置，其特征在于，所述原位土壤气体测量装置包括：锤组件(100)，用于向钻孔工具施力，使得所述钻孔工具伸入土壤并在土壤形成一定深度的凹槽；拔出工具(300)，用于将所述钻孔工具从土壤中拔出；气体取样器(400)，从所述凹槽获取气体样本；气体分析仪(500)，经由气体管路与所述气体取样器(400)相连通，用于分析所述气体取样器(400)采集的气体样本。2.根据权利要求1所述的原位土壤气体测量装置，其特征在于，所述钻孔工具包括：土壤钻孔器(210)，其整体减缩，减缩部呈棱型尖状，另一端呈平口，所述土壤钻孔器(210)还包括可拆卸手柄的紧固装置(211)；土壤取样器(220)，整体可拆卸，包括取样头(221)和可拆卸的土壤取样器手柄，还包括中空的半圆凿主体，其侧面开口，一端与取样头(221)连接，另一端与土壤取样器手柄连接。3.根据权利要求1或2所述的原位土壤气体测量装置，其特征在于，所述气体取样器(400)，包括进气口、气体管路、螺纹钻(430)、固定螺丝(440)和气体取样器手柄(450)；所述螺纹钻(430)，整体呈圆锥形中空结构，一端设置有可拆卸的通气组件(431)，所述气体管路(420)连接所述通气组件(431)后依次穿过所述螺纹钻(430)的主体和所述气体取样器手柄(450)，经由鲁尔接头与所述气体分析仪(500)连接。4.根据权利要求3所述的原位土壤气体测量装置，其特征在于，所述气体分析仪(500)，包括主机、气路接口、干燥装置，能够同步测量并实时记录CO2,CH4,H2S,SO2等多组分气体的浓度。5.根据权利要求3所述的原位...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉占，
申请(专利权)人：上海赛弗生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：