本实用新型专利技术属于环境科学与工程领域，是一种适用于以静态箱法采集湿地所释放的温室气体时的驱动装置。本实用新型专利技术分为3个单元，包括位于前部的往复被动单元、后部的驱动单元和底部的支撑单元。往复被动单元包括被动杆、抽气室、气活塞、进出气嘴；驱动单元包括手动驱动轴、主动盘、固定环、驱动柱；支撑单元包括主动盘竖向支撑、固定环竖向支撑、前后水平连接支座、左右水平连接支座。转动手动驱动轴可使驱动柱带动被动杆和气活塞在抽气室中作以主动盘圆心为中心的辐射状往复运动。本实用新型专利技术能够同步精确控制多个气体样品的采集时间和采集量，能够提高气体样品的采集效率。能够提高气体样品的采集效率。能够提高气体样品的采集效率。
【技术实现步骤摘要】
一种静态箱温室气体采集法驱动装置
[0001]本技术属于环境科学与工程领域，涉及一种温室气体采集的驱动装置，尤其是适用于以静态箱法采集湿地所释放的温室气体时的驱动装置。
技术介绍
[0002]温室气体主要包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等6种气体，其特性是能够吸收和释放红外辐射。因此，温室气体的过度排放将导致大气温度上升，并对于地球环境和大气产生一系列负面影响，诸如海平面上升、气候变化、动植物的生长繁育异常和农业种植产量改变等等。近年来温室气体的形成机理、释放机制和防控技术的研究成为科研工作关注的焦点。
[0003]湿地被称为地球之肾，广义的湿地包括人工湿地和自然湿地，均具有多种生态和环境的调节功能，诸如保护生物多样性，径流调节，水质改善等。由于人工湿地具有建设投资较省、运行管理简便、污水处理成本低廉等优点，近年来应用范围日益广泛。无论是人工湿地还是自然湿地，湿地植物在其中均扮演了重要角色，不但直接吸收和转化营养元素，同时根系分泌多种有机物质，对微生物的生长繁殖和种群结构转化起到了极为重要的影响。但是不可忽视的是，湿地和人工湿地中的水生植物在生长发育过程中会向大气中释放如CO2、N2O以及CH4等多种温室气体，因此，研究污染物迁移转换过程中的温室气体释放机制同样是湿地科学中值得关注的关键问题。
[0004]静态箱法是湿地温室气体采集的主要方法。静态箱法的主要操作步骤如下：首先在不损伤湿地植物的前提下，将多个底部敞口的不透光的黑箱扣于湿地植物的上端，底部放置于湿地泥土或者水中并密封，然后利用抽气装置连接在黑箱的通气管上，在不同的时间段内抽取箱内的气体，并转移进入气袋内，最后在实验室内利用气相色谱仪进行温室气体成分和数量分析，并据此计算温室气体释放通量。为达到准确计算和比较不同的实验处理间温室气体释放的异同，在采气过程中，要求在相同的时间区间内采集同样容积的静态箱内的气体。因此，在采气过程中，一是要求注射器在抽取温室气体时各个箱体之间在动作上同步，例如同时开始抽气，同时结束抽气，以避免引起的时间计量方面的偏差；二是抽气装置的容量要保持一致，并且多个活塞运行的行程要严格一致，以避免引起的采气容量计量方面的偏差。为达到上述两点要求，在实际操作过程中，往往需要3个以上的人分别拿着相同的抽取装置，尽量保持同步操作。因此，采用单个抽取装置的传统的静态箱法不但需要多人密切配合，而且需要采气人员具有较为熟练的个人操作技巧和相互之间的默契配合，同时注意力在整个过程中要高度集中。但是，由于人员素质和精力上的不确定性，往往导致采气过程中时间上的同步性和动作上的精确性不能得到必要的保证，导致温室气体采集实验存在较大的偶然误差。
技术实现思路
[0005]本技术是针对现有湿地温室气体采集过程中存在的上述问题，提供一种适用
于以静态箱法实现同时同步采气，保证采气量相等，高效采气的温室气体采集驱动装置。
[0006]本技术的目的可通过下列技术方案来实现。
[0007]一种静态箱温室气体采集法驱动装置，可以分为3个单元，包括位于前部的往复被动单元、位于后部的驱动单元和位于底部的支撑单元；所述的往复被动单元包括被动杆、抽气室、气活塞、进出气嘴；所述的被动杆靠近固定环圆心一端的后侧面垂直连接有驱动柱；所述的抽气室为一端封口、另一端敞口的中空长方体，放射状固定在固定环的前盘面，其敞口端指向固定环的中心，敞口端的边缘与固定环的内环边缘平齐，封口端的边缘与固定环的外环边缘平齐，抽气室之间的夹角为90
°
，抽气室外侧封口端中心部位开有气孔，抽气室内腔内设有气活塞；所述的气活塞靠近固定环圆心一侧的中心部位紧密连接有被动杆；所述的进出气嘴一端为中空圆管设有气阀，并与气孔紧密连接；所述的驱动单元依次包括手动驱动轴、主动盘、固定环、驱动柱；所述的手动驱动轴通过主动轴与主动盘、固定环从后往前依次垂直连接；所述的主动盘其中心与穿过主动轴轴承的主动轴垂直紧密连接，主动盘的盘面上由中心向外侧开有驱动槽；所述的驱动柱前端与被动杆的后侧面垂直连接，其后端垂直插入驱动槽内部；所述的固定环呈实心薄圆环状，其前后向中心线与主动盘的前后向中心线重合，固定环与主动盘的前后方向的净距离为主动盘厚度的5倍~10倍；所述的支撑单元包括位于主动盘中心下方的主动盘竖向支撑、位于固定环两侧下方的固定环竖向支撑、位于主动盘竖向支撑和固定盘竖向支撑底端的前后水平连接支座、左右水平连接支座；所述的主动盘竖向支撑其上端与主动轴轴套的外壁紧密连接；所述的固定环竖向支撑数量为2根，分别对称放置于固定环的两侧，其前侧外壁的上端分别于固定环的后侧外壁下部紧密连接；所述的前后水平连接支座数量为3根，其中中间的一根与主动盘竖向支撑的下端垂直连接，二者的连接位置位于前后水平连接支座的中间部位，另外两根分别与固定环竖向支撑的下端垂直连接，连接后要分别保证两端与中间的前后水平连接支座两端前后对齐且平行；所述的左右水平连接支座其数量为4根，分别放置在3根前后水平连接支座的前后端之间，并分别与其垂直连接。
[0008]所述的气孔为圆形孔洞，其直径为气室内横截面边长的1/8~1/5，气孔于抽气室封口端外侧与气嘴的一端紧密连接。
[0009]所述的驱动槽其中心线呈渐开线状，渐开线的起点分别位于主动盘的两根垂直中心线上，对角渐开线起点之间的相互距离即渐开线基圆的直径为主动轴直径的2倍~3倍，以驱动槽的终点、起点为端点，以主动盘的中心为角顶点的夹角为120
°
，驱动槽穿透主动盘的前后两侧。
[0010]所述的手动驱动轴包括内手柄、外套、外套球挡、横杆、主动轴，所述的内手柄一端设有外螺纹，另一端设有键槽；所述的外套套在内手柄的外侧；所述的外套球挡自球壁垂直于球心开有内螺纹，与内手柄开有外螺纹的一端螺纹连接；所述的横杆，两端垂直连接有圆形套筒，套筒内壁均设有键槽，其中一端通过键与内手柄垂直连接；所述的主动轴，其一端外壁设有键槽，并于横杆另一端的套筒通过键垂直连接，另一端穿过主动轴轴承、主动轴轴套。
[0011]所述的驱动柱的直径略小于驱动槽的宽度，同时，要求驱动柱的长度大于被动杆与主动盘之间前后方向的净距离，并小于被动杆与主动盘之间前后方向净距加上主动盘的厚度之和。
[0012]与现有技术相比，本技术具有以下优点。
[0013]（1）实现了同步采集四个气体样品。通过转动手动驱动轴可使驱动柱带动被动杆和气活塞在抽气室中作以主动盘圆心为中心的辐射状往复运动，因此能够实现四块被动活塞同步在四个气室内做抽气或者压气的动作，从而保证了在时间上实现了同步采集气体样本。
[0014]（2）实现了采集同等气量四个气体样品。四个抽气室的体积相同，并且四根驱动柱、四根被动杆和四块气活塞能够同时同步运动，进行相同的行程，保证了气体采集过程中采气量的相同。
[0015]（3）实现了采集四个气体样品在效率上的提高。一根手动驱动手柄分别由一人操作，能够实现四个气体样品的同时采集，提高了采集气体样品的效率。
附图说明
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种静态箱温室气体采集法驱动装置，其特征在于：位于前部的往复被动单元、位于后部的驱动单元和位于底部的支撑单元；所述的往复被动单元包括被动杆、抽气室、气活塞、进出气嘴；所述的被动杆靠近固定环圆心一端的后侧面垂直连接有驱动柱；所述的抽气室为一端封口、另一端敞口的中空长方体，放射状固定在固定环的前盘面，其敞口端指向固定环的中心，敞口端的边缘与固定环的内环边缘平齐，封口端的边缘与固定环的外环边缘平齐，抽气室之间的夹角为90
°
，抽气室外侧封口端中心部位开有气孔，抽气室内腔内设有气活塞；所述的气活塞靠近固定环圆心一侧的中心部位紧密连接有被动杆；所述的进出气嘴一端为中空圆管设有气阀，并与气孔紧密连接；所述的驱动单元依次包括手动驱动轴、主动盘、固定环、驱动柱；所述的手动驱动轴通过主动轴与主动盘、固定环从后往前依次垂直连接；所述的主动盘其中心与穿过主动轴轴承的主动轴垂直紧密连接，主动盘的盘面上由中心向外侧开有驱动槽；所述的驱动柱前端与被动杆的后侧面垂直连接，其后端垂直插入驱动槽内部；所述的固定环呈实心薄圆环状，其前后向中心线与主动盘的前后向中心线重合，固定环与主动盘的前后方向的净距离为主动盘厚度的5~10倍；所述的支撑单元包括位于主动盘中心下方的主动盘竖向支撑、位于固定环两侧下方的固定环竖向支撑、位于主动盘竖向支撑和固定盘竖向支撑底端的前后水平连接支座、左右水平连接支座；所述的主动盘竖向支撑为竖向垂直放置的方管，其上端与主动轴轴套的外壁紧密连接；所述的固定环竖向支撑为竖向垂直放置的方管，数量为2根，分别对称放置于固定环的两侧，其前侧外壁的上端分别于固定环的后侧外壁下部紧密连接；所述的前后水平连接支座为前后方向水平放置的中空方管，其数量为3根，其中中间的一根与主动盘竖向支撑的下端垂直...
【专利技术属性】
技术研发人员：李珍敏，郑瑜，田家倩，郭怀超，刘树元，王春凌，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：新型
国别省市：
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